Bài 10. Tuần hoàn ở động vật

Ở động vật, hệ vận chuyển được gọi là hệ tuần hoàn.

Hệ tuần hoàn của động vật cấu tạo từ các bộ phận sau:

• Dịch tuần hoàn: là máu hoặc hỗn hợp máu – dịch mô.
• Tim: là một bơm hút và đẩy máu chảy trong hệ thống mạch máu.
• Hệ thống mạch máu: gồm động mạch, mao mạch và tĩnh mạch. Động mạch gồm các mạch máu từ lớn đến nhỏ, có chức năng đưa máu từ tim đến các cơ quan. Tĩnh mạch gồm các mạch máu từ nhỏ đến lớn, có chức năng đưa máu từ các cơ quan về tim. Mao mạch nối động mạch nhỏ nhất với tĩnh mạch nhỏ nhất, là nơi thực hiện trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể.

Hệ tuần hoàn có chức năng vận chuyển các chất từ bộ phận này đến bộ phận khác, đảm bảo các hoạt động sống của cơ thể.

Hệ tuần hoàn ở động vật bao gồm các dạng sau:

Hệ tuần hoàn hở có ở đa số động vật thuộc ngành Chân khớp và một số loài Thân mềm (H 10.1a)

Hệ tuần hoàn hở có những đặc điểm sau:

• Tim bơm máu vào động mạch với áp lực thấp, máu chảy vào xoang cơ thể trộn lẫn với dịch mô tạo thành hỗn hợp máu – dịch mô, gọi chung là máu.
• Máu trao đổi chất trực tiếp với tế bào cơ thể, sau đó trở về tim theo các ống góp.
• Máu chảy trong động mạch dưới áp lực thấp nên tốc độ máu chảy chậm, tim thu hồi máu chậm.

Hệ tuần hoàn kín có ở Giun đốt, một số thân mềm và động vật có xương sống (H 10.1b).

Hệ tuần hoàn kín có những đặc điểm sau:

• Tim bơm máu vào động mạch với áp lực mạnh, máu chảy liên tục trong mạch kín, từ động mạch qua mao mạch, tĩnh mạch và về tim.
• Máu trao đổi chất với tế bào thông qua dịch mô.
• Máu chảy trong động mạch dưới áp lực cao hoặc trung bình nên tốc độ máu chảy nhanh, tim thu hồi máu nhanh.

Hệ tuần hoàn kín có thể là hệ tuần hoàn đơn (ở Cá xương, Cá sụn) hoặc hệ tuần hoàn kép (ở động vật có phổi như Lưỡng cư, Bò sát, Chim và Thú) (H 10.2).

Tìm người có bốn buồng (ngăn), hai buồng nhỏ thu nhận máu từ tĩnh mạch vào tim gọi là tâm nhĩ, hai buồng lớn bơm máu ra khỏi tim gọi là tâm thất. Thành các buồng tim được cấu tạo từ các tế bào cơ tim. Buồng tim nối thông với động mạch hoặc tĩnh mạch. Giữa tâm nhĩ và tâm thất, giữa tâm thất và động mạch có các van tim (H 10.3). Van tim cho máu đi theo một chiều. Khi van ba lá và van hai lá mở, máu chảy từ hai tâm nhĩ vào hai tâm thất. Khi van động mạch phổi mở, máu từ tâm thất phải vào động mạch phổi. Khi van động mạch chủ mở, máu từ tâm thất trái vào động mạch chủ.

Tim bị cắt rời khỏi cơ thể vẫn co dãn nhịp nhàng thêm một thời gian nếu được cung cấp đủ chất dinh dưỡng, ${\mathrm{O}}_2$ và nhiệt độ thích hợp. Khả năng tự co dãn của tim gọi là tính tự động của tim.

Tim co dãn được là nhờ hệ dẫn truyền tim. Hệ dẫn truyền tim gồm nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất, bó His và mạng lưới Purkinje. Nút xoang nhĩ tự động phát xung điện, cứ sau một khoảng thời gian nhất định, nút xoang nhĩ lại phát xung điện. Xung điện lan ra khắp cơ tâm nhĩ và làm 2 tâm nhĩ co, tiếp đó xung điện lan đến nút nhĩ thất, bó His, rồi theo mạng Purkinje lan ra khắp cơ tâm thất, làm 2 tâm thất co (H 10.4).

Tim co và dãn nhịp nhàng theo chu kì. Pha co của tim gọi là tâm thu, pha dãn của tim gọi là tâm trương.

Chu kì tim bắt đầu bằng tâm nhĩ (phải và trái) co, đầy máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Tâm nhĩ dãn có tác dụng thu nhận máu từ tĩnh mạch chủ và tĩnh mạch phổi. Tiếp đó tâm thất (phải và trái) co, đẩy máu từ tâm thất vào động mạch phổi và động mạch chủ. Tâm thất dãn hút máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Chu kì tim mới lại bắt đầu bằng hai tâm nhĩ co (H 10.3).

Ở người trưởng thành, mỗi chu kì tim kéo dài khoảng $0,8\mathrm{s}$, trong đó tâm nhĩ co $0,1\mathrm{s}$, tâm thất co $0,3\mathrm{s}$, thời gian dãn chung là $0,4\mathrm{s}$, tương ứng với 75 chu kì tim trong một phút hoặc nhịp tim là 75 nhịp/phút (H 10.5).

Các động mạch và tĩnh mạch từ lớn đến nhỏ đều được cấu tạo từ ba lớp (H 10.6). Các tĩnh mạch lớn ở chân có van cho máu đi theo một chiều, từ chân về tim. Mao mạch cấu tạo từ một lớp tế bào biểu mô dẹt (H 10.9).

Huyết áp là áp lực của máu lên thành mạch. Tim co bóp đẩy máu vào động mạch tạo ra huyết áp. Do hoạt động co dãn của tim theo chu kì nên máu được bơm vào động mạch theo từng đợt và tạo ra huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương. Huyết áp tâm thu (còn gọi là huyết áp tối đa) ứng với tâm thất co, huyết áp tâm trương (còn gọi là huyết áp tối thiểu) ứng với tâm thất dãn.

Huyết áp của người thường được đo ở cánh tay, gọi là huyết áp động mạch. Trị số bình thường của huyết áp tâm thu của người trưởng thành là $110\text{–}120\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{H}\mathrm{g}$ và huyết áp tâm trương là $70\text{–}80\mathrm{m}\mathrm{m}\mathrm{H}\mathrm{g}$.

Trong suốt chiều dài của hệ mạch, từ động mạch chủ đến mao mạch và tĩnh mạch chủ, có sự biến động rõ rệt về huyết áp (H 10.7).

Vận tốc máu là tốc độ máu chảy trong một giây. Vận tốc máu biến động trong hệ thống động mạch, tĩnh mạch và mao mạch.

Biến động vận tốc máu trong hệ mạch liên quan đến tổng tiết diện mạch máu (H 10.8).

Vận tốc máu trong hệ mạch có thể thay đổi. Ví dụ: Khi huyết áp tăng thì vận tốc máu tăng và ngược lại, khi huyết áp giảm thì vận tốc máu cũng giảm.

Tim co dân được là nhờ hệ dẫn truyền tim. Hệ dẫn truyền tim gồm nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất, bỏ His và mạng lưới Purkinje. Nút xoang nhĩ tự động phát xung điện, cứ sau một khoảng thời gian nhất định, nút xoang nhĩ lại phát xung điện. Xung điện lan ra khắp cơ tâm nhĩ và làm 2 tâm nhĩ co, tiếp đó xung điện lan đến nút nhĩ thất, bó His, rồi theo mạng Purkinje lan ra khắp cơ tâm thất, làm 2 tâm thất co (H 10.4).

Tim co và dân nhịp nhàng theo chu kì. Pha co của tim gọi là tâm thu, pha dân của tim gọi là tâm trương.

Chu kì tim bắt đầu bằng tâm nhĩ (phải và trái) co, đầy máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Tâm nhĩ dân có tác dụng thu nhận máu từ tĩnh mạch chủ và tĩnh mạch phổi. Tiếp đó tâm thất (phải và trái) co, đẩy máu từ tâm thất vào động mạch phối và động mạch chủ. Tâm thất dân hút máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Chu kì tim mới lại bắt đầu bằng hai tâm nhĩ co (Η 10.3).

Ở người trưởng thành, mỗi chu kì tim kéo dài khoảng 0,8 s, trong đó tâm nhĩ co 0,1 5, tâm thất co 0,3 s, thời gian dân chung là 0,4 s, tương ứng với 75 chu kì tim trong một phút hoặc nhịp tim là 75 nhịp/phút (H 10.5) CUỘC SỐNG

Huyết áp là áp lực của máu lên thành mạch. Tìm co bóp đầy máu vào động mạch tạo ra huyết áp. Do hoạt động co dân của tim theo chu kì nên máu được bơm vào động mạch theo từng đợt và tạo ra huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương. Huyết áp tâm thu (còn gọi là huyết áp tối đa) ứng với tâm thất co, huyết áp tâm trương (còn gọi là huyết áp tối thiểu) ứng với tâm thất dân.

Mao mạch có đường kính 5-10 µm và chiều dài khoảng 0,4-2mm. Số lượng mao mạch rất lớn, tạo ra diện tích trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể khoảng $500-700{\mathrm{m}}^2$. Thành mao mạch cấu tạo từ một lớp tế bào biểu mô dẹt và có các lỗ nhỏ cho phép các chất đi qua. Máu trao đổi chất với tế bào cơ thể qua dịch mô (H 10.9).

Hoạt động tim mạch được điều hoà bằng cơ chế thần kinh và thể dịch, qua đó điều hoà tuần hoàn máu. Cơ chế thần kinh theo nguyên tắc phản xạ, cơ chế thể dịch thực hiện nhờ các hormone.

Dựa trên thông tin truyền về từ thụ thể áp lực hoặc thụ thể hoá học (thụ thể ${\mathrm{O}}_2$ và ${\mathrm{C}\mathrm{O}}_2)$ ở xoang động mạch cảnh và gốc cung động mạch chủ, trung khu điều hoà tim mạch tăng hay giảm xung thắn kinh trên dây thần kinh giao cảm hoặc đối giao cảm, qua đó ảnh hưởng đến hoạt động của tim và mạch máu.

Ví dụ: Khi huyết áp giảm, thụ thể áp lực ở xoang động mạch cảnh và gốc cung động mạch chủ gửi xung thần kinh vé trung khu điều hoà tim mạch ở hành não. Trung khu điều hoà tim mạch tăng tần số xung thần kinh trên dây giao cảm, làm tim đập nhanh, mạnh và các mạch máu nhỏ co lại. Xung thần kinh còn theo dây giao cảm đến tuyến trên thận, làm tuyến này tăng tiết adrenalin và noradrenalin vào máu. Hai hormone này làm tim đập nhanh, mạnh và các mạch máu nhỏ co lại. Tim đập nhanh, mạnh kèm theo mạch máu co làm huyết áp tăng trở lại (H 10.10).

Ngược lại, khi huyết áp tăng cao, trung khu điều hoà tim mạch lại tăng tần số xung thần kinh trên dây đối giao cảm, làm tim giảm nhịp và làm các mạch máu ngoại vi dân, nhờ đó huyết áp trở lại bình thường.

Bên cạnh hệ tuần hoàn máu còn có hệ tuần hoàn bạch huyết với chức năng tiếp nhận lipid hấp thụ từ ruột non và thu hồi dịch mô đưa về hệ tuần hoàn máu.

Luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên tác động đến cấu tạo và chức năng của tim và mạch máu.

Cơ tim phát triển, thành tim dày, buồng tim dân rộng hơn và co mạnh hơn, dẫn đến tăng thể tích tâm thu cả khi nghỉ ngơi và khi đang luyện tập.

Nhịp tim khi nghỉ ngơi giảm (do thể tích tâm thu tăng). Nhịp tim $75\mathrm{n}\mathrm{h}\mathrm{i}\mathrm{p}\mathrm{/}\mathrm{p}\mathrm{h}\mathrm{i}\mathrm{t}$ có thể giảm xuống còn $50\mathrm{n}\mathrm{h}\mathrm{i}\mathrm{p}\mathrm{/}$ phút nhưng lưu lượng tim vẫn giữ nguyên.

Khi lao động nặng, lưu lượng tim của người luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên cao hơn so với người ít vận động.

Mạch máu bền hơn và tăng khả năng đàn hồi, nhờ đó tăng lưu lượng máu khi lao động nặng. Tăng thêm mao mạch ở cơ xương, nhờ đó tăng khả năng điều chỉnh huyết áp.

Tăng thể tích máu, tăng số lượng hồng cầu, nhờ đó tăng khả năng cung cấp ${\mathrm{O}}_2\mathrm{.}$

Rượu, bia làm tim đập nhanh, mạnh dẫn đến huyết áp tăng cao. Về lâu dài, huyết áp cao kéo dài gây suy yếu cơ tim, rối loạn nhịp tim, tổn thương mạch máu, xuất huyết não,.. Riêng đối với hệ thần kinh, uống nhiều rượu, bia trong thời gian dài gây trì trệ hoạt động thắn kinh, não mất đi sự linh hoạt vốn có. Người uống nhiều rượu, bia không làm chủ được bản thân, dễ nổi nóng, có những hành động không nghĩ đến hậu quả, các động tác thiếu chính xác,...

Bệnh ở hệ tuần hoàn do nhiều nguyên nhân khác nhau, có bệnh do di truyền, bẩm sinh (ví dụ: bệnh hở, hẹp van ${\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{m}}_{\mathrm{r}}\mathrm{.}\mathrm{.}\mathrm{.}$, có bệnh do lối sống (ví dụ: bệnh xơ vữa mạch máu do ăn nhiều chất $\mathrm{b}\mathrm{e}\mathrm{o},\mathrm{.}\mathrm{.}\mathrm{.}$).

Tên bệnh | Nguyên nhân gây bệnh | Biện pháp phòng chống
1. | ? | ?

Động vật | Nhịp tim/phút
Voi | 25-40
Trâu | 40-50
Lợn | 60-90
Mèo | 110-130
Chuột | 720-780