Cung lượng tim và áp lực nhĩ phải: đánh giá qua đường cong cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch

Các yếu tố điều hòa cung lượng tim ở trên đã khá đầy đủ trong hầu hết các trường hợp thông thường. Tuy nhiên, để làm rõ hơn sự điều hòa của tim trong các trường hợp gắng sức, như hoạt động thể lực nặng, suy tim, suy tuần hoàn, thảo luận sau đây.

Trong các phương pháp định lượng, chúng ta cần làm rõ 2 yếu tố cơ bản sau: trong điều hòa cung lượng tim: (1) khả năng bơm máu của tim, được biểu diễn bằng đường cong cung lượng tim (2) các yếu tố ngoại vi ảnh hưởng đến tuần hoàn máu trở về tim, được biểu diễn bằng đường cong tuần hoàn tĩnh mạch. Sau đó, gộp hai đường cong theo cùng một phép định lượng để xem mối liên hệ giủa cung lượng tim, tuần hoàn tĩnh mạch và áp lực tâm nhĩ phải trong cùng một thời điểm.

Hình. Đánh giá cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch ở trạng thái bình thường.

Khi truyền thêm 20% thể tích máu vào tuần hoàn hệ thống thì tuần hoàn tĩnh mạch là đường kẻ rời và điểm cân bằng A dịch chuyển sang điểm B.

Trong hệ thống tuần hoàn hoàn chỉnh, tim và hệ thống mạch máu cùng phối hợp để vận chuyển máu.

Điều này cần 2 yếu tố: (1) tuần hoàn tĩnh mạch đổ về phải bằng cung lượng tim (2) áp lực dòng máu đổ về phải bằng áp lực trong tâm nhĩ phải.

Vì vậy, ta có thể đánh giá cung lượng tim và áp lực tâm nhĩ phải qua 2 cách: (1) đo lưu lượng tim tại khoảng thời gian nhất định sau đó biểu diễn trên đường cong cung lượng tim, (2) đo lưu lượng tuần hoàn tĩnh mạch đổ về tim tại cùng khoảng thời gian trên và biểu diễn trên đường cong tuần hoàn tĩnh mạch, (3) sau đó biểu diễn 2 đường cong này trên cùng một đồ thị.

Trên đồ thị thể hiện lần lượt đường cong cung lượng tim (màu đỏ) và đường cong tuần hoàn tĩnh mạch (màu xanh). Giao điểm của hai đường này tại điểm A khi tuần hoàn tĩnh mạch bằng cung lượng tim, cũng như áp lực tâm nhĩ phải bằng áp lực tĩnh mạch đổ về. Vì vậy, điểm A đồng thời biểu diễn cung lượng tim, tuần hoàn tĩnh mạch, và áp lực tâm nhĩ phải ở trạng thái bình thường,được gọi là ‘điểm cân bằng’, khi đó cung lượng tim bằng 5L/phút, áp lực tâm nhĩ phải bằng 0 mmHg.

Ảnh hưởng của tăng thể tích tuần hoàn lên cung lượng tim

Tăng đột ngột thể tích tuần hoàn lên 20% có thể làm tăng cung lượng tim từ 2,5 đến 3 lần. Mối liên hệ này, khi truyền một lượng máu lớn vào cơ thể, thể tích tuần hoàn tăng làm áp lực hệ thống mạch máu trung bình tăng lên 16 mmHg, đồ thị tuần hoàn tĩnh mạch dịch chuyển sang phải. Đồng thời, tăng thể tích tuần hoàn làm giãn mạch, giảm sức cản mạch máu, hay giảm sức cản tuần hoàn tĩnh mạch, làm đường cong tuần hoàn tĩnh mạch dịch chuyển lên trên. Từ hai cơ chế trên, đường cong mới sẽ dịch chuyển sang phải, và điểm cân bằng sẽ trở thành điểm B, khi cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch cùng tăng lên 2,5 đến 3 lần, và áp lực tâm nhĩ phải bằng 8 mmHg.

Cơ chế bù trừ điều hòa sự tăng thể tích tuần hoàn

Sự tăng cung lượng tim khi tăng thể tích máu trong lòng mạch chỉ diễn ra vài phút, vì được kiểm soát bởi các cơ chế bù trừ sau:

1. Tăng cung lượng tim làm tăng tuần hoàn mao mạch, thấm dịch ra mô cơ thể nên dòng máu lưu thông giảm về bình thường.

2. Tăng áp lực lòng mạch dẫn đến giãn tĩnh mạch từ từ, gọi là sự giãn nở theo áp lực, làm ứ máu ở ngoại vi,đặc biệt là các cơ quan chứa máu như gan và lách,dẫn đến giảm áp lực hệ thống mạch máu trung bình.

3. Sự tăng lưu lượng tuần hoàn ngoại vi dẫn đến tăng sức cản lòng mạch theo cơ chế tự điều chỉnh, làm tăng sức cản tuần hoàn tĩnh mạch.

Các yếu tố trên sẽ làm giảm áp lực hệ thống mạch máu trung bình dần trở về ngưỡng bình thường, lại tăng sức cản tuần hoàn hệ thống. Do đó, sau khoảng 10 đến 40 phút, cung lượng tim sẽ trở về bình thường.

Sự kích thích thần kinh giao cảm ảnh hưởng đến cung lượng tim

Hệ giao cảm tác động đến cả tim và tuần hoàn ngoại vi, (1) giúp tim đập nhanh và mạnh hơn (2) làm tăng áp lực hệ thống mạch máu trung bình vì làm co mạch, đặc biêt là các tĩnh mạch và tăng sức cản tuần hoàn tĩnh mạch.

Hình mô tả cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch ở ngưỡng bình thường. tại điểm cân bằng A, cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch là 7 mmHg và áp lực tâm nhĩ phải là 0 mmHg. Khi kích thích thần kinh giao cảm tối đa (đường xanh), áp lực hệ thống mạch máu trung bình có thể tăng đến 17 mmHg (thời điểm được mô tả là tuần hoàn tĩnh mạch tiến đến không), đồng thời làm tăng khả năng bơm máu của tim thêm gần 100%. Kết quả là cung lượng tim tăng từ điểm cân bằng A lên đến điểm D có giá trị gấp đôi, nhưng áp lực tâm nhĩ phải lại gần như không thay đổi. Như vây, ở các mức độ kích thích giao cảm khác nhau có thể làm tăng cung lượng tim đến giá trị gấp đôi trong 1 thời gian ngắn, cho đến khi các các cơ chế bù trừ tham gia sau vài giây, đến vài phút để kiểm soát cung lượng tim trở về ngưỡng bình thường.

Hình. Đánh giá điều hòa cung lượng tim khi (1) kích thích thần kinh giao cảm (từ điểm A đến điểm C); (2) kích thích giao cảm cực đại (điểm D); (3) ức chế thần kinh giao cảm bằng gây tê tủy sống toàn bộ (điểm B).

Sự ức chế thần kinh giao cảm ảnh hưởng đến cung lượng tim

Hoạt động thần kinh giao cảm có thể bất hoạt khi gây tê toàn bộ tủy sống hoặc sử dụng thuốc, như hexamethonium ,giúp ức chế quá trình dẫn truyền xung thần kinh đến hạch giao cảm. Đường cong thấp nhất khi ức chế giao cảm bằng gây tê toàn bộ tủy sống, cho thấy (1) áp lực hệ thống mạch máu trung bình giảm xuống còn 4 mmHg, (2) khả năng bơm máu của tim giảm 80% so với giá trị sinh lý. Khi đó, cung lượng tim giảm từ điểm A xuống điểm B và giảm khoảng 60 % giá trị.

Thông động tĩnh mạch ảnh hưởng đến cung lượng tim

Hình mô tả sự thay đổi hoạt động tuần hoàn sau khi động mạch lớn thông với tĩnh mạch lớn.

1. Hai đường đỏ với giao điểm tại A là các đường cong sinh lý.

2. Hai đường cong với giao điểm tại B là đường cong sau khi có thông động tĩnh mạch. Chúng ta nhận thấy (1) đường cong tuần hoàn tĩnh mạch giảm nhanh và đột ngột vì làm giảm đáng kể sức cản ngoại vi khi máu chảy trực tiếp từ động mạch lớn sang hệ thống tĩnh mạch, mà bỏ qua hầu hết sức cản của tuần hoàn ngoại biên, (2) đường cong cung lượng tim có tăng lên đôi chút vì khi giảm sức cản kết hợp với giảm huyết áp động mạch, tim co bóp dễ dàng hơn. Trên thực nghiệm, tại điểm B, cung lượng tim tăng từ 5L/ phút lên 13 L/phút, áp lực tâm nhĩ phải tăng khoảng 3mmHg.

Hình. Thay đổi áp lực tâm nhĩ phải và cung lượng tim sau khi có thông động tĩnh mạch. Điểm A là điểm cân bằng sinh lý, Điểm B là ngay sau khi có thông động tĩnh mạch; Điểm C là sau thông động tĩnh mạch 1 phút hay giai đoạn cơ chế thần kinh giao cảm bắt đầu hoạt hóa; Điểm D là sau vài tuần khi thể tích tuần hoàn đã tăng và có hiện tượng phì đại cơ tim.

3. Điểm C là sau 1 phút, khi các cơ chế thần kinh giao cảm điều hòa giúp phục hồi huyết áp động mạch và gây ra 2 tác dụng khác: (1) tăng áp lực hệ thống mạch máu trung bình (vì làm co toàn bộ động mạch và tĩnh mạch) từ 7 lên 9 mmHg, đường cong cung lượng tim dịch chuyển sang phải 2 mmHg (2) tăng cung lượng tim (do kích thích hoạt động tim). Lúc này, xung lượng tim tăng đến 16 L/phút, và áp lực tâm nhĩ phải tăng đến 4 mmHg.

4. Điểm D là sau vài tuần,thể tích tuần hoàn tăng vì huyết áp động mạch giảm đôi chút, trong khi thần kinh giao cảm làm giảm bài tiết ure tạm thời, tăng giữ muối nước. Áp lực hệ thống mạch máu trung bình lúc này là 12 mmHg, và đường cong tuần hoàn tĩnh mạch dịch thêm 3 mmHg sang phải.Mặt khác, tăng gánh cho tim trong thời gian dài dẫn đến phì đại cơ tim, và tăng cung lượng tim thêm một khoảng giá trị nhỏ nữa. Như vậy,tại điểm D cung lượng tim tăng là khoảng 20 L/phút, áp lực tâm nhĩ phải tăng đến 6 mmHg.

Các yếu tố đánh giá khác

Điều hòa cung lượng tim khi hoạt động thể lực, và sự điều hòa cung lượng tim ở các giai đoạn khác nhau của suy tim xung huyết.

Hình. Dòng máu đi qua gốc động mạch chủ qua lưu lượng kế điện từ.