Sinh lý tim mạch là gì? 14 chỉ số sinh lý bệnh tim mạch cần biết

Sinh lý tim mạch là gì?

Sinh lý tim mạch là khoa học nghiên cứu về hệ tim mạch, bao gồm cách tim và mạch máu hoạt động để duy trì lưu thông máu trong cơ thể. Hệ tim mạch (hệ tuần hoàn) gồm tim, máu, động mạch, tĩnh mạch và mao mạch. Tất cả cùng phối hợp giúp cơ thể đáp ứng nhu cầu oxy và dưỡng chất, đặc biệt là khi cơ thể trải qua các hoạt động thể chất hoặc đối mặt với stress.

Trong sinh lý tim mạch, có những thông số quan trọng giúp đánh giá chức năng của hệ tuần hoàn. Không chỉ vậy, những thông số này còn là chỉ số giúp đánh giá nguy cơ mắc các bệnh lý tim mạch khi chúng thay đổi bất thường.

Vậy nên việc nắm rõ cấu trúc, cơ chế hoạt động, vai trò và các thông số sinh lý tim mạch giúp bạn hiểu được hệ tuần hoàn quan trọng thế nào đối với cơ con người. Qua đó hỗ trợ nâng cao nhận thức về cách bảo vệ trái tim khỏe mạnh cũng như phòng ngừa các bệnh tim mạch một cách hiệu quả.

Xem thêm: Điều hòa hoạt động tim mạch

Cấu trúc của hệ tim mạch

Hệ tim mạch bao gồm ba thành phần chính là tim, máu và mạng lưới mạch máu. Sự phối hợp đồng bộ giữa các thành phần này đảm bảo cung cấp oxy, dinh dưỡng cho các cơ quan và đảm bảo duy trì cân bằng nội môi trong cơ thể.

• Tim: Là cơ quan trung tâm của hệ tuần hoàn với bốn ngăn gồm tâm nhĩ phải, tâm nhĩ trái, tâm thất phải, tâm thất trái. Các ngăn này phối hợp nhịp nhàng để đẩy máu đi khắp cơ thể.
• Mạch máu: Là hệ thống mạng lưới bao gồm động mạch, tĩnh mạch và mao mạch. Động mạch mang máu giàu oxy từ tim đến các mô và cơ quan. Tĩnh mạch đưa máu nghèo oxy từ các mô trở lại tim. Mao mạch cho phép trao đổi khí, chất dinh dưỡng, chất thải giữa máu và các mô.
• Máu: Là chất trung gian vận chuyển oxy, chất dinh dưỡng, hormone đến các mô, tế bào và cơ quan thông qua hệ thống mạch máu. Trong máu chứa nhiều thành phần, mỗi thành phần đảm nhiệm vai trò riêng biệt giúp tim có thể thực hiện tốt các chức năng của nó.
  • Hồng cầu: Hỗ trợ vận chuyển oxy đến tế bào, đồng thời loại bỏ CO₂ ra khỏi cơ thể qua phổi.
  • Bạch cầu: Bảo vệ cơ thể trước các tác nhân gây hại như virus, vi khuẩn và những tác nhân gây bệnh khác.
  • Tiểu cầu: Hỗ trợ quá trình đông máu khi có vết thương hở.
  • Huyết tương: Đảm nhiệm việc vận chuyển các chất này đi khắp cơ thể cũng như đảm bảo cân bằng nội môi.

Sự hoạt động hiệu quả giữa tim, máu và mạng lưới mạch máu là nền tảng cho sức khỏe tim mạch và tổng thể. Bất kỳ rối loạn nào trong hệ thống này đều có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và tuổi thọ con người.

Cơ chế hoạt động (chu trình tuần hoàn)

Tim hoạt động như một máy bơm trung tâm, bơm máu theo một chu trình tuần hoàn qua hai hệ thống chính là tuần hoàn phổi và tuần hoàn hệ thống. Nếu một trong hai hệ thống gặp bất thường sẽ gây nên nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.

• Tuần hoàn phổi: Đây là quá trình vận chuyển máu nghèo oxy từ tim đến phổi để trao đổi khí và nhận lại máu giàu oxy trước khi trở về tim để bơm đi toàn cơ thể. Hệ tuần hoàn phổi khỏe mạnh sẽ đảm bảo cơ thể có đủ oxy để duy trì các hoạt động sống. Nếu tuần hoàn phổi bị gián đoạn, cơ thể sẽ thiếu oxy, dẫn đến mệt mỏi, khó thở, suy giảm chức năng não và các cơ quan quan trọng.
• Tuần hoàn hệ thống: Tuần hoàn này đảm nhiệm việc vận chuyển máu giàu oxy từ tim đến toàn bộ cơ thể. Nó có nhiệm vụ cung cấp oxy và dưỡng chất cho các cơ quan, đồng thời thu gom máu nghèo oxy quay trở lại tim.

Xem thêm: Số người chết vì bệnh tim mạch

Vai trò của hệ tim mạch trong cơ thể người

Các thành phần của hệ thống tim mạch kết nối với nhau cùng thực hiện nhiều chức năng tim mạch thiết yếu thông qua hai cơ chế tuần hoàn phổi và tuần hoàn hệ thống. Hệ tim mạch sẽ đóng vai trò là hệ thống vận chuyển oxy, dinh dưỡng nhưng cũng hỗ trợ loại bỏ chất thải. Hệ thống này còn giúp điều hòa thân nhiệt, huyết áp, lưu lượng máu và duy trì cân bằng nội môi.

• Vận chuyển oxy và chất dinh dưỡng: Tim bơm máu chứa oxy và chất dinh dưỡng từ phổi và hệ tiêu hóa đến các cơ quan như não, cơ bắp, gan, thận. Nhờ đó, cơ thể có đủ năng lượng để duy trì hoạt động và phát triển khỏe mạnh.
• Loại bỏ chất thải và CO₂: Hệ tim mạch vận chuyển CO₂ từ tế bào đến phổi để đào thải qua hơi thở. Đồng thời, máu mang chất thải chuyển hóa đến thận để loại bỏ qua nước tiểu và đến gan để xử lý, giúp cơ thể tránh nhiễm độc.
• Điều hòa huyết áp và lưu lượng máu: Khi vận động, tim tăng nhịp và mạch máu giãn nở để cung cấp oxy nhanh hơn. Ngược lại, khi nghỉ ngơi thì nhịp tim chậm lại giúp tiết kiệm năng lượng.
• Bảo vệ cơ thể và hỗ trợ hệ miễn dịch: Máu vận chuyển bạch cầu và kháng thể đến vị trí nhiễm trùng để tiêu diệt vi khuẩn, virus. Khi bị thương, tiểu cầu giúp cầm máu nhanh chóng, ngăn chặn mất máu quá nhiều và hỗ trợ quá trình hồi phục.
• Điều hòa thân nhiệt: Khi nóng, mạch máu giãn ra để thoát nhiệt. Khi lạnh, mạch máu co lại để giữ ấm.
• Duy trì cân bằng nội môi: Khi cơ thể mất nước hoặc thiếu oxy, hệ tuần hoàn nhanh chóng điều chỉnh để khôi phục trạng thái cân bằng, đảm bảo hoạt động của các tế bào.

Xét nghiệm tim mạch tại Diag

• Dự báo nguy cơ xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, suy tim, đột quỵ
• Phù hợp cho người già, người cao huyết áp, mỡ máu cao, gia đình có tiền sử tim mạch.
• Xét nghiệm tiện lợi tại 40+ điểm lấy mẫu Diag
• Miễn phí lấy mẫu xét nghiệm tại nhà

TÌM HIỂU THÊM

200+

Cơ sở y tế đối tác

2400+

Bác sĩ tin tưởng

Các thông số sinh lý tim mạch quan trọng

Thông số sinh lý tim mạch là những chỉ số phản ánh khả năng bơm máu, điều hòa và bảo vệ cơ thể của hệ thống tim mạch. Sự bất thường trong các chỉ số này thường gợi ý những vấn đề liên quan đến bệnh tim. Bằng việc kiểm tra các thông số sinh lý bệnh tim mạch rất hữu ích giúp đánh giá chức năng tim mạch, hỗ trợ phát hiện sớm và định hướng điều trị hiệu quả.

1. Cung lượng tim (Cardiac Output – CO)

Cung lượng tim là lượng máu mà tim bơm ra trong vòng một phút, phản ánh khả năng cung cấp oxy và dưỡng chất cho toàn bộ cơ thể. CO được tính theo công thức:

CO = SV x HR

Trong đó:

• SV là thể tích nhát bóp.
• HR là nhịp tim.

Bình thường CO dao động khoảng 4 – 8 lít/phút. Nếu cung lượng tim tăng thì cơ thể cần nhu cầu oxy cao hơn, như khi tập thể dục. Ngược lại, CO giảm gây mệt mỏi, chóng mặt, giảm tưới máu đến các cơ quan quan trọng như não, thận.

Xem thêm: Thống kê bệnh tim mạch ở Việt Nam

2. Thể tích nhát bóp (Stroke Volume – SV)

Thể tích nhát bóp là lượng máu mà tâm thất bơm ra trong mỗi lần co bóp cơ tim. Nó được tính bằng công thức:

SV = EDV – ESV

Trong đó:

• EDV là thể tích cuối tâm trương.
• ESV là thể tích cuối tâm thu.

Giá trị bình thường của SV khoảng 50 – 100 mL. SV tăng khi tim co bóp mạnh hơn, tiền tải cao hơn hoặc hậu tải thấp hơn. SV giảm có thể do bệnh lý tim mạch như suy tim, tổn thương cơ tim hoặc hậu tải cao (huyết áp cao), dẫn đến giảm khả năng bơm máu, gây thiếu oxy cho các mô.

3. Tiền tải (Preload)

Tiền tải là áp lực mà thành tâm thất phải chịu vào cuối giai đoạn tâm trương khi tâm thất đã chứa đầy máu, phản ánh lượng máu trở về tim từ tĩnh mạch. Tiền tải tăng ở mức vừa phải khiến cơ tim co bóp mạnh hơn, giúp tăng thể tích nhát bóp và cung lượng tim. Đây là cách cơ thể đáp ứng khi cần tăng cung cấp máu, ví dụ khi vận động.

Tiền tải tăng quá mức thường gây hại, thường gặp trong suy tim sung huyết, suy thận hoặc hẹp van tim. Ngược lại, tiền tải giảm quá mức có thể do mất nước, mất máu, suy tim phải hoặc sốc tuần hoàn.

4. Hậu tải (Afterload)

Hậu tải là áp lực mà tâm thất phải vượt qua để đẩy máu vào động mạch, chịu ảnh hưởng bởi huyết áp động mạch và sức cản mạch máu. Hậu tải giảm (do giãn mạch, giảm huyết áp) thường có lợi vì giúp tim bơm máu dễ dàng hơn và tăng hiệu quả tuần hoàn.

Hậu tải nếu tăng quá mức hoặc kéo dài rất có hại. Điều này nghĩa là tim phải tạo áp lực lớnđể tống máu, dẫn đến suy yếu cơ tim và suy tim.

Xem thêm: Bệnh tim mạch có di truyền không?

5. Phân suất tống máu (Ejection Fraction – EF)

Phân suất tống máu là tỷ lệ phần trăm lượng máu trong tâm thất được bơm ra trong mỗi nhát bóp. EF được tính theo công thức:

EF = (SV / EDV) x 100%

Trong đó:

• SV là thể tích nhát bóp.
• EDV là thể tích cuối tâm trương.

EF thường dao động từ 55 – 70% ở người khỏe mạnh. EF giảm dưới 40% là dấu hiệu suy tim do tim không thể bơm đủ máu để đáp ứng nhu cầu cơ thể. EF cao hơn mức bình thường (>75%) có thể do bệnh lý khiến tim co bóp quá mức, nhưng không phổ biến.

6. Chu kỳ tim (Cardiac Cycle)

Chu kỳ tim là toàn bộ quá trình tim co (tâm thu) và giãn (tâm trương) để bơm máu, lặp lại theo mỗi nhịp tim, gồm các giai đoạn cơ học và điện học phối hợp nhịp nhàng. Trong chu kỳ tim, tâm thất co (tâm thu) để bơm máu vào động mạch chủ và động mạch phổi. Sau mỗi lần co bóp, tim giãn ra (tâm trương) để nhận máu từ tĩnh mạch và chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo, đồng thời tâm nhĩ co để tống thêm máu xuống thất.

Một chu kỳ tim bình thường kéo dài khoảng 0.8 giây. Nếu chu kỳ tim rút ngắn (nhịp tim tăng cao), tim có thể không kịp đổ đầy máu và ảnh hưởng đến lưu lượng máu đến các cơ quan. Ngược lại, nếu chu kỳ tim kéo dài quá mức (nhịp tim quá chậm), lượng máu bơm đi không đủ để đáp ứng nhu cầu của cơ thể.

7. Huyết áp tâm trương (Diastolic Blood Pressure – DBP)

Huyết áp tâm trương là áp lực của máu lên thành động mạch khi tim ở trạng thái thư giãn. Đây là mức áp lực thấp nhất trong chu kỳ tim, phản ánh sức cản của hệ mạch và mức độ đàn hồi của động mạch.

Giá trị bình thường của huyết áp tâm trương khoảng 60 – 80 mmHg. DBP tăng cao có thể là dấu hiệu của tăng huyết áp do co mạch máu kéo dài, làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch và đột quỵ. DBP quá thấp có thể gây giảm tưới máu đến các cơ quan, dẫn đến chóng mặt, suy giảm chức năng thận và thiếu oxy ở não.

8. Huyết áp tâm thu (Systolic Blood Pressure – SBP)

Huyết áp tâm thu là áp lực của máu lên thành động mạch khi tim co bóp mạnh mẽ để đẩy máu vào hệ tuần hoàn.

Giá trị huyết áp tâm thu bình thường nằm trong khoảng 90 – 120 mmHg. SBP tăng cao khiến tim phải làm việc nhiều hơn để bơm máu, có thể dẫn đến tăng nguy cơ suy tim, phình động mạch và đột quỵ. Ngược lại, SBP quá thấp (<90 mmHg) có thể gây tụt huyết áp, suy giảm chức năng não, ngất xỉu và suy nội tạng do thiếu máu.

9. Hiệu áp (Pulse Pressure – PP)

Hiệu áp là chênh lệch giữa huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương, phản ánh độ đàn hồi của động mạch và khả năng bơm máu của tim. Công thức tính PP như sau:

PP = SBP – DBP

Trong đó:

• SBP là huyết áp tâm thu.
• DBP là huyết áp tâm trương.

Giá trị hiệu áp bình thường khoảng 40 mmHg. PP cao (>60 mmHg) là dấu hiệu của xơ vữa động mạch, cho thấy nguy cơ bệnh tim mạch. PP thấp (<30 mmHg) cho thấy suy tim hoặc xuất huyết nghiêm trọng, dẫn đến nguy cơ sốc tuần hoàn.

10. Vận tốc dòng máu (Velocity)

Vận tốc máu là tốc độ di chuyển của máu trong hệ mạch, phụ thuộc vào đường kính mạch máu và lưu lượng máu. Vận tốc máu cao nhất trong động mạch lớn, chậm dần trong mao mạch (để trao đổi khí và dưỡng chất) và tăng trở lại trong tĩnh mạch. Công thức tính như sau:

Velocity = Q / A

Trong đó:

• Q là lưu lượng máu.
• A là diện tích mặt cắt của mạch máu.

Vận tốc máu tăng quá mức có thể gây cao huyết áp, làm tăng nguy cơ tổn thương mạch máu và hình thành cục máu đông. Vận tốc máu quá thấp có thể làm giảm oxy đến mô, gây suy giảm chức năng cơ quan.

11. Huyết áp động mạch trung bình (Mean Arterial Pressure – MAP)

Huyết áp động mạch trung bình là áp lực trung bình trong động mạch trong một chu kỳ tim, giúp đánh giá mức độ tưới máu đến các cơ quan quan trọng. Công thức tính như sau:

MAP = DBP + ⅓ x (SBP – DBP)

Trong đó:

• SBP là huyết áp tâm thu.
• DBP là huyết áp tâm trương.

Giá trị MAP bình thường khoảng 70-100 mmHg. MAP < 60 mmHg có thể dẫn đến thiếu máu não, suy giảm chức năng thận, sốc tuần hoàn. Nếu MAP > 100 mmHg có thể gây tăng áp lực lên thành mạch, tổn thương nội tạng và suy tim.

12. Phương trình Poiseuille (Poiseuille Equation)

Phương trình Poiseuille mô tả mối quan hệ giữa áp lực, kích thước mạch máu và lưu lượng máu:

Q = (π r)^4 x ΔP / 8 η L

Trong đó:

• Q là lưu lượng máu,
• r là bán kính mạch,
• ΔP là chênh lệch áp lực máu,
• η là độ nhớt của máu,
• L là chiều dài mạch máu.

Phương trình cho thấy bán kính mạch máu có ảnh hưởng lớn nhất đến lưu lượng máu (tăng 2 lần bán kính làm tăng lưu lượng gấp 16 lần). Khi mạch máu hẹp lại (như trong xơ vữa động mạch), lưu lượng máu giảm đáng kể và dẫn đến thiếu oxy mô.

13. Cảm biến áp suất (Baroreceptors)

Cảm biến áp suất nằm trong động mạch cảnh và cung động mạch chủ, giúp điều hòa huyết áp. Khi huyết áp tăng, baroreceptors kích thích hệ thần kinh phó giao cảm làm tim đập chậm lại. Khi huyết áp giảm, baroreceptors kích thích hệ thần kinh giao cảm để tăng nhịp tim và co mạch.

14. Cảm biến hóa học (Chemoreceptors)

Cảm biến hóa học giúp phát hiện mức độ oxy, CO₂ và pH trong máu. Nếu CO₂ tăng hoặc oxy giảm, chemoreceptors sẽ kích thích tăng nhịp thở và nhịp tim để bù đắp.

Lời kết

Như vậy, bài viết đã chia sẻ đầy đủ về sinh lý tim mạch với các thông tin cấu trúc, chức năng, chu trình tuần hoàn của hệ tim mạch. Đồng thời Diag cũng chia sẻ về các thông số sinh lý tim quan trọng. Những thông tin này giúp bạn hiểu rõ hơn về hệ tuần hoàn trong cơ thể mình, từ đó có hướng chăm sóc sức khỏe phù hợp.