1. Tuần hoàn mạch vành
Tuần hoàn Mạch vành có vai trò quan trọng đối với cơ thể, giúp nuôi dưỡng tim.
1.1. Đặc điểm giải phẫu chức năng
Động mạch vành xuất phát từ động mạch chủ, nằm ở vị trí phía trên van bán nguyệt. Động mạch vành đến tim được chia thành động mạch vành trái và phải. Động Mạch vành trái có chức năng cung cấp máu cho vùng trước nhĩ trái và thất trái. Động Mạch vành phải giúp cung cấp máu cho hầu hết nhĩ phải, thất phải và phần sau thất trái.
Các động mạch lớn nằm ở bề mặt của tim, các động mạch nhỏ đi sâu vào khối cơ tim rồi chia nhánh nhỏ hơn tạo thành mao mạch chạy quanh sợi cơ tim. Các nhánh của một động mạch vành hoặc giữa các nhánh của nhiều động mạch vành được liên kết với nhau bởi các mạch nối.
Máu khi đi qua tuần hoàn vành sẽ cung cấp oxy và các dưỡng chất, rồi lấy cacbonic và chất thải đi vào tĩnh mạch vành. Đa phần máu ở tĩnh mạch đổ từ thất trái vào xoang vành. Máu từ thất phải sẽ qua tĩnh mạch tim trước rồi đổ trực tiếp vào nhĩ phải.
Một lượng máu nhỏ sẽ đổ trực tiếp vào buồng tim thông qua các tĩnh mạch Thebesian. Ngoài ra, máu cũng có thể đổ trực tiếp từ tiểu động mạch vành vào buồng tim (Hình 13).
1.2. Động lực máu trong tuần hoàn vành
Máu trong động mạch sẽ chảy từ nơi có áp lực cao, là động mạch chủ, đến nơi áp lực thấp là tâm nhĩ phải. Nhưng tim là khối cơ rỗng nên sự co bóp của nó ép lên các mạch máu sẽ làm thay đổi lưu lượng, tốc độ một cách nhịp nhàng.
Vào đầu kỳ tâm thu, khi áp lực máu tăng đột ngột thì tốc độ máu cũng tăng. Khi tâm thất co bóp, áp lực máu vẫn cao nhưng tốc độ lại giảm. Cơ tim khi co sẽ ép vào các mạch máu trong khối cơ tim khiến động mạch hẹp lại nên áp suất tăng nhưng tốc độ chậm.
Đến giai đoạn tâm trương, cơ tim giãn, mạch vành sẽ giãn ra, áp suất giảm nhưng tốc độ lại tăng, máu trong mạch vành chảy dễ dàng hơn. Như vậy, trong kỳ tâm trương, tuần hoàn vành nhanh và nhiều. Kỳ tâm thu, tuần hoàn vành sẽ chậm và ít đi.
Lưu lượng của mạch vành lúc nghỉ ngơi khoảng 255ml/phút, chiếm 4-5% lưu lượng tim. Khi vận cơ, lưu lượng tim sẽ tăng lên gấp 4 đến 6 lần, công của tim tăng gấp 6 đến 8 lần, lưu lượng mạch vành cũng tăng lên gấp 4 đến 5 lần để cung cấp dưỡng chất cho tim.
Như vậy, lưu lượng vành tăng nhưng không tương xứng với sự tăng công của tim. Bởi vậy, tim phải tăng hiệu suất sử dụng năng lượng để giảm thiểu sự thiếu cung cấp máu trong vận cơ.
Ngoài ra, lưu lượng vành cũng có sự thay đổi theo chu kỳ hoạt động của tim. Lưu lượng vành sẽ giảm trong kỳ tâm thu, do cơ thất trái ép mạnh vào mạch máu trong cơ khi co bóp. Ngược lại, trong kỳ tâm trương, cơ tim sẽ giãn hoàn toàn nên máu chảy dễ dàng và nhanh hơn.
1.3. Điều hòa tuần hoàn vành
1.3.1. Yếu tố thể dịch
Nhu cầu tại chỗ về Dinh dưỡng của cơ tim giúp điều hòa dòng máu qua tuần hoàn vành. Để điều hòa tuần hoàn vành, nhu cầu oxy là yếu tố chủ yếu. Khi nồng độ oxy trong tim giảm, các tế bào cơ tim sẽ phóng thích các chất giãn mạch, gây giãn các tiểu động mạch khiến máu đến tin nhiều hơn. Adenosin là chất quan trọng nhất và một số chất khác như K+, H+, carbonic, bradykinin, prostaglandin.
1.3.2. Yếu tố thần kinh
Thần kinh thực vật kích thích đến tim, gây ảnh hưởng đến lưu lượng vành theo hai cách: trực tiếp và gián tiếp. Tác dụng trực tiếp xảy ra do sự tác động của các chất dẫn truyền Thần kinh như norepinephrin và acetylcholin lên mạch vành.
Tác động gián tiếp xảy ra do sự thay đổi thứ phát lưu lượng vành tùy theo mức độ tăng hay giảm lưu lượng tim. Sự kích thích giao cảm sẽ làm tăng tốc độ, sự co rút tim và tốc độ chuyển hóa. Sự gia tăng hoạt động tim khiến cho nồng độ oxy trong cơ tim giảm và làm giãn mạch vành.
Ngược lại, sự kích thích phó giao cảm khiến Nhịp tim chậm đi, tim giảm hoạt động. Do đó, cơ tim sẽ giảm tiêu thụ oxy làm co mạch vành.
Chất dẫn truyền Thần kinh giao cảm có thể khiến mạch co lại hoặc giãn ra, tùy thuộc vào sự hiện diện hay không của những Receptor đặc hiệu trên thành mạch máu. A Receptor gây co mạch trong khi B Receptor gây giãn mạch.
Hai loại receptor này đều có ở mạch vành, A receptor chủ yếu xuất hiện tại mạch máu sát ngoại tâm mạc. B receptor lại chủ yếu có mặt ở các động mạch trong cơ tim. Bởi vậy mà kích thích giao cảm có thể gây co hoặc giãn vành.
Những yếu tố chuyển hóa, đặc biệt là sự tiêu thụ oxy, đóng vai trò chính trong việc điều hòa lưu lượng vành. Bởi vậy, khi kích thích thần kinh làm thay đổi lưu lượng vành thì những yếu tố chuyển hóa sẽ đưa lưu lượng về mức bình thường.
2. Tuần hoàn Não
Não có nhu cầu chuyển hóa cao, cố định, đặc biệt rất nhạy cảm với sự giảm lưu lượng máu. Nếu não chỉ thiếu oxy trong vài giây thì người bệnh sẽ mất ý thức. Thiếu oxy trong vài phút Não sẽ bị tổn thương không hồi phục.
Bởi vậy, lưu lượng máu đến não thường được duy trì gần như hằng định khoảng 750ml/phút, chiếm 15% lưu lượng tim lúc nghỉ.
2.1. Đặc điểm giải phẫu chức năng
Có 4 động mạch có vai trò cung cấp máu chủ yếu cho não: hai động mạch đốt sống và hai động mạch cảnh trong. Động mạch đốt sống hợp lại với nhau tạo thành động mạch nền. Vòng Willis được hình thành từ động mạch nền và hai động mạch cảnh trong.
Đây là nơi xuất phát của 6 mạch máu lớn, có vai trò quan trọng, cung cấp máu cho não. Các động mạch nuôi não khi đến vỏ não có các mạch nối thông nhau, khi cần thiết, những nhánh nối này sẽ tạo thành tuần hoàn hỗ trợ.
Các tĩnh mạch hầu như không có sợi cơ và có thành rất mỏng. Trong khi các tĩnh mạch não chạy trên mặt vỏ não thì các động mạch não lại nằm sâu. Các tĩnh mạch nối thông nhau, không có van nên máu có thể về tim theo hai chiều trong tĩnh mạch. Máu tĩnh mạch não đều đổ về hai tĩnh mạch cảnh trong, rồi trở về tim.
Tuần hoàn não diễn ra hoàn toàn trong hộp sọ, không giãn nở được. Bởi vậy những thay đổi về lượng máu trong não chỉ có thể xảy ra cùng với sự thay đổi ngược lại về thể tích ở phần khác, thường là dịch não tủy.
2.2. Động lực máu trong tuần hoàn não
Áp suất của động mạch não khoảng 83-85mmHg và thay đổi theo tư thế. Trong mỗi đợt tâm thu, áp lực máu và não sẽ giảm nhiều nhờ vào cấu trúc giải phẫu. Huyết áp động mạch não sẽ thay đổi theo sự dao động của huyết áp tuần hoàn hệ thống. Mức dao động này có thể nằm trong khoảng từ 60 mmHg đến 140 mmHg mà không gây thay đổi lưu lượng não.
Thông thường, lưu lượng máu qua não ổn định trong khoảng 750ml/phút và hầu như không thay đổi khi tim thay đổi hoạt động.
2.3. Điều hòa lưu lượng máu não
2.3.1. Sự tự điều hòa
Khi áp suất trong động mạch hệ thống tăng, máu lên não sẽ nhiều, khiến cho mạch máu não co lại, máu tới não ít đi. Ngược lại, khi áp lực trong động mạch hệ thống giảm, máu lên não sẽ ít, mạch não lại giãn ra để máu đến não nhiều hơn. Sự tự điều hòa này giúp duy trì lưu lượng máu hằng định khi nghỉ ngơi, khi vận cơ hay khi xúc cảm.
2.3.2. Yếu tố thể dịch
Mạch máu não khá nhạy cảm với nồng độ khí carbonic trong động mạch. Khi lượng carbonic tăng, do giảm thông khí, các tiểu động mạch não sẽ giãn, khiến lưu lượng máu não tăng.
Nguyên nhân chủ yếu là do ion H+ tăng, pH dịch não tủy giảm. Ngược lại, khi lượng carbonic giảm, do tăng thông khí, mạch não sẽ co lại dẫn đến lưu lượng máu não giảm. Những chất làm tăng phân ly cho ion H+ như acid pyruvic và acid lactid cũng làm giãn mạch.
Sự giảm phân áp oxy trong động mạch não khiến lưu lượng máu não tăng, giãn mạch và tăng cung cấp oxy. Khi phân áp oxy giảm, hoạt động chức năng não sẽ bị rối loạn ngay lập tức.
2.3.3. Yếu tố thần kinh
Kích thích giao cảm các mạch máu lớn bị co nhẹ nhưng không gây ảnh hưởng đến các mạch máu nhỏ. Kích thích phó giao cảm cũng gây giãn mạch nhẹ. Như vậy, hệ thần kinh thực vật hầu như không có vai trò quan trọng nào trong việc điều hòa lưu lượng máu não.
Chỉ khi huyết áp động mạch trung bình tăng đến 200 mmHg thì hệ giao cảm mới có thể gây ra sự co mạch não, giúp bảo vệ các tiểu động mạch khỏi bị vỡ dưới áp lực và tránh cơn đột quỵ.
3. Tuần hoàn phổi
Tuần hoàn phổi hay còn gọi là tiểu tuần hoàn, có chức năng đưa máu tĩnh mạch từ tim lên phổi, trao đổi khí với phế nang, thải khí carbonic, nhận khí oxy rồi đưa máu về tim trái.
Tiểu tuần hoàn là tuần hoàn chức năng, không phải là tuần hoàn dinh dưỡng. Chức năng nuôi dưỡng phổi là do động mạch phế quản, một nhánh của động mạch chủ.
3.1. Đặc điểm cấu trúc chức năng
Tâm thất phải có chức năng đưa máu qua động mạch phổi, theo hai nhánh trái và phải, giúp đưa máu lên hai phổi. Từ đó giúp chia nhánh nhỏ hơn, đến các tiểu phế quản tận, tạo nên mạng mao mạch phổi. Mao mạch phổi là nơi trao đổi khí. Sau đó máu sẽ theo các tĩnh mạch phổi về nhĩ trái.
Thành động mạch phổi khá mỏng, chứa ít sợi cơ trên nên nó có khả năng giãn hơn động mạch chủ. Mao mạch tuần hoàn phổi ngắn nhưng thiết diện rất rộng, có nhiều mạch nối, tạo thuận lợi cho khả năng trao đổi khí. Tuần hoàn phổi diễn ra trong lồng ngực, dưới áp lực âm, mạch máu phổi sẽ giãn tương đối, giúp máu lưu thông nhanh chóng .
3.2. Động lực máu trong tuần hoàn phổi
Máu chảy trong tuần hoàn phổi cũng chảy từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp. Áp suất của động mạch phổi thấp hơn so với áp suất của tuần hoàn hệ thống, với giá trị tâm thu/tâm trương là 25/10mmHg và áp lực trung bình là 15mmHg.
Áp lực thấp như vậy là do máu từ thất phải gặp rất ít kháng lực nên có thể đẩy một khối lượng máu bằng thất trái mà sử dụng ít công hơn.
Để xác định áp lực trong buồng tim phải đến mao mạch phổi, các bác sĩ sẽ sử dụng kỹ thuật Thông tim phải. Áp lực mao mạch phổi khoảng 10mmHg, khi áp lực này tăng trên 25mmHg sẽ gây ra tình trạng xung huyết, phù phổi. Áp suất tĩnh mạch phổi và áp suất nhĩ trái bằng nhau, khoảng 0-2 mmHg.
Mặc dù áp suất đẩy máu thấp hơn nhưng sức cản tuần hoàn phổi yếu, nên lưu lượng máu qua hai vòng tuần hoàn đều bằng nhau. Lượng máu chứa trong tuần hoàn phổi chỉ khoảng 450ml (chiếm 9% khối lượng máu toàn cơ thể), nên tốc độ máu trong tiểu tuần hoàn phải cao hơn tốc độ máu trong đại tuần hoàn.
Tốc độ máu trong động mạch chủ và động mạch phổi bằng nhau, nên tốc độ máu trong mao mạch phổi phải nhanh hơn tốc độ máu trong mao mạch đại tuần hoàn, do đường kính của mao mạch phổi rộng hơn và máu trong mao mạch phổi không gặp phải kháng lực mạnh.
3.3. Điều hòa lưu lượng máu qua phổi
Lượng máu qua phổi bằng lưu lượng tim nên yếu tố điều hòa lưu lượng tim, chủ yếu là những yếu tố ngoại biên, cũng điều hòa lưu lượng phổi. Trong tuần hoàn phổi, điều quan trọng là máu phải được phân bố đến những vùng phổi mà phế nang được oxy hóa tốt nhất.
Nồng độ oxy phế nang là yếu tố quan trọng nhất trong điều hòa tuần hoàn phổi. Khi nồng độ oxy phế nang giảm, các mạch máu lân cận sẽ co lại, sức cản tăng lên. Oxy phế nang giảm sẽ khiến nhu mô phổi giải phóng ra chất co mạch. Các chất này khiến các động mạch nhỏ và tiểu động mạch phổi co lại, sức cản mạch phổi tăng lên.
Trong khi đó, ở tuần hoàn hệ thống, các mao mạch giãn ra khi thiếu oxy tổ chức, nhưng lại rất hữu ích cho tuần hoàn phổi. Vùng kém thông khí, nơi có khả năng trao đổi khí thấp thì máu sẽ không đến.
Khi phân áp oxy trong phế nang tăng khiến cho các mạch máu xung quanh giãn ra, máu đến phổi cũng tăng lên. Khi hít vào, các phế nang đầy khí, phân áp oxy cao giúp mạch phổi giãn ra, máu lên phổi dễ dàng. Lúc phế nang đầy khí, cũng chính là lúc các mao mạch chứa đầy máu, thuận lợi cho sự trao đổi khí ở phế nang. Tuần hoàn phổi tự điều hòa sẽ giúp phân bổ lượng máu đến các vùng khác nhau của phổi tỉ lệ thuận với mức thông khí của chúng.
Bên cạnh đó, khi kích thích dây X đến phổi, sức cản mạch máu phổi sẽ được giảm nhẹ, lượng máu đến phổi sẽ tăng. Kích thích giao cảm khiến sức cản mạch phổi tăng tương đối.
