SỰ HÌNH THÀNH CÁC SÓNG TRÊN ĐIỆN TIM
I, Hệ thống dẫn truyền
Gồm các tế bào có khả năng phát nhịp (pacemaker) cho toàn bộ tim, chúng tạo thành hệ thống dẫn truyền, dẫn truyền điện thế qua cơ tim. Hệ thống dẫn truyền này đảm bảo cho các buồng tim co rút đồng bộ, gồm :
1. Nút xoang nhĩ: còn gọi là nút Keith-Flack, nằm ở cơ tâm nhĩ, chổ tĩnh mạch chủ trên đổ vào tâm nhĩ phải. Nút xoang nhĩ phát xung khoảng 80l-100l/phút, là nút dẫn nhịp cho tim, nhận sự chi phối của sợi giao cảm và dây phó giao cảm (dây X).
2. Nút nhĩ-thất: còn gọi là nút Aschoff-Tawara, ở phía sau bên phải vách liên nhĩ, cạnh lỗ xoang tĩnh mạch vành. Phát xung 40-60l/phút, được chi phối bởi dây giao cảm và dây X.
3. Bó His: đi từ nút nhĩ-thất tới vách liên thất, chạy dưới nội tâm mạc xuống phía phải của vách liên thất khoảng 1cm, còn gọi là bộ nối nhĩ-thất, dẫn truyền điện thế giữa nhĩ và thất, rồi chia làm hai nhánh phải và trái.
Nhánh phải tiếp tục đi xuống phía phải vách liên thất, chia thành những nhánh nhỏ chạy giữa các sợi cơ tim thất phải gọi là sợi Purkinje. Nhánh trái chui qua vách liên thất, chia một nhánh phía trước mỏng, nhỏ và một nhánh phía sau, dày, rồi cũng chia thành sợi Purkinje để đến nội tâm mạc thất trái. Bộ nối nhĩ-thất, hai nhánh hoặc các sợi Purkinje tần số phát xung rất chậm 20-40l/phút, chỉ nhận sợi giao cảm.
II, Các pha của hoạt động điện thế cơ tim
- Ở trạng thái nghỉ, cả hai loại sợi cơ tim cũng như các tế bào sống khác, đều ở tình trạng phân cực, nghĩa là có một hiệu số điện thế giữa trong và ngoài màng tế bào. Điện thế bên trong âm tính so với ngoài đo được từ -70mV đến -90mV, có khi lên đến -90mV đến -100mV ở loại sợi dẫn truyền đặc biệt như sợi Purkinje, được gọi là điện thế màng lúc nghỉ Điện thế này bắt nguồn từ sự chênh lêch nồng độ của 3 ion chính là Na+, Ca+và chủ yếu là K+. Nồng độ K+ trong tế bào cơ tim rất lớn, gấp 30 lần so với nồng độ K+ ngoài tế bào.
- Điện thế màng tế bào cơ tim khi nghỉ ngơi có tính thấm tương đối với K+, K+ có khuynh hướng khuếch tán ra ngoài theo bậc thang nồng độ. Các anion (A-) trong tế bào không khuếch tán ra ngoài với K+. Sự thiếu các cation làm điện thế trong màng âm so với bên ngoài. Điện thế hoạt động của tế bào cơ tim gồm các pha như sau :
1, Pha 0-1 : khi có kích thích, màng tế bào bị khử cực, tính thấm của màng thay đổi, màng tăng tính thấm đối với Na+, kênh Na+ mở ra nhanh chóng và Na+ thâm nhập vào trong tế bào, điện thế trong màng hạ nhanh tới 0mV và trở nên dương tính +20mV. Điện thế hoạt động vẽ một đường gần như thẳng đứng, gọi là pha khử cực nhanh, tương ứng với sóng R của điện tâm đồ (ECG).
2, Pha 2: pha bình nguyên của điện thế hoạt động, tính thấm của màng đối với ion kali giảm, trong khi đó tính thấm đối với Natri-Canxi tăng, kênh Ca++ chậm được mở ở màng tế bào và màng lưới sinh cơ chất, những ion này đi vào bào tương, một ít Na+ cũng vào theo, và điện thế hoạt động biểu hiện dạng bình nguyên (plateau).
3, Pha 3: tái cực nhanh trở lại, tính thấm của màng đối với Ca+ giảm, kênh K+ mở ra, màng tăng tính thấm trở lại đối với K+, K+ thoát ra ngoài tế bào nhiều hơn, làm cho điện thế trong màng âm hơn.
4, Pha 4: phân cực, ở đầu giai đoạn này, Na+ được vận chuyển ra ngoài và K+ đi vào trong tế bào nhờ bơm Na+K+ATPase, với sự có mặt của Mg++. Điện thế màng trở lại trị số lúc ban đầu (hình 3).
Ở các tế bào cơ nhĩ và thất, không có hoạt động tự phát, pha 4 sẽ kéo dài, cho đến khi có một kích thích nào đó từ tế bào lân cận, điện thế màng sẽ dần dần tiến đến ngưỡng và bắt đầu một điện thế hoạt động với các pha như trên.
Nhưng ở loại tế bào đặc biệt của hệ thống dẫn truyền, sẽ không chờ kích thích bên ngoài một cách thụ động, mà ngay trong trạng thái nghỉ ngơi, cũng tìm cách tự khử cực lấy. Ở pha 4, có sự giảm từ từ tính thấm cuả màng đối với K+, tăng tính thấm đối với Na+ làm tăng điện thế qua màng, điện thế trong màng dần hạ xuống, đưa đường cong lên gần đường đẵng điện hơn : đó là sự khử cực chậm tâm trương, đặc trưng cho tế bào tự động. Thuộc tính này khiến chúng có thể tự mình phát ra những xung động nhịp nhàng theo một tần số nhất định. Vì vậy người ta gọi tim có tính tự động. Đặc tính này hoàn toàn độc lập với hệ thần kinh, dù cắt bỏ hết các nhánh thần kinh như trong ghép tim, tim vẫn đập một cách tự động.Giai đoạn này nhanh nhất nút xoang, tiếp là nút nhĩ-thất và chậm nhất ở sợi Purkinje, biểu hiện khả năng phát xung động riêng lẽ ở mỗi loại tế bào đặc biệt này.
III, Sự hình thành các sóng ECG
1, Mắc điện cực
Để thu được dòng điện tim, người ta đặt những điện cực của máy ghi điện tim lên cơ thể. Tùy theo chỗ đặt các điện cực, hình dáng điện tâm đồ sẽ khác nhau. Trong các ví dụ dưới đây, để cho thống nhất và đơn giản, chúng ta quy ước (Hình 5)
đặt điện cực dương (B) ở bên trái quả tim, và điện cực âm (A) ở bên phải quả tim.
Như vậy (Hình 5):
- Khi tim ở trạng thái nghỉ (tâm trương) không có dòng điện tim nào qua máy và bút sẽ chỉ
ghi lên giấy một đường thẳng ngang, ta gọi đó là đường đồng điện (Isoelectric line).
- Khi tim hoạt động (tâm thu) mà điện cực B thu được một điện thế dương tính tương đối so
với điện cực A thì bút sẽ vẽ lên giấy một làn sóng dương, nghĩa là ở mé trên đường đồng điện. Trái lại, khi điện cực A dươngtính tương đối thì bút sẽ vẽ một làn sóng âm, nghĩa là ở mé
dưới đường đồng điện.
2, Nhĩ đồ
Xung động đi từ nút xoang (ở nhĩ phải) sẽ tỏa ra làm khử cực cơ nhĩ như hình các đợt sóng với hướng chung là từ trên xuống dưới và từ phải sang trái (Hình 6).
Như vậy, véc tơ khử cực nhĩ (nghĩa là véc tơ biểu diễn dòng điện khử cực ở nhĩ) sẽ có hướng từ trên xuống dưới và từ phải sang trái, làm với đường ngang một góc +49 độ (Hình 6) và còn gọi là trục điện nhĩ. Lúc này, điện cực B sẽ dương tính tươngđối và máy sẽ ghi được một làn sóng dương thấp, nhỏ, tầy đầu với thời gian khoảng 0,08s gọi là sóng P (Hình 6). Do đó, trục điện nhĩ còn có tên gọi là trục sóng P, kí hiệu là AP
Khi nhĩ tái cực, nó phát ra một dòng điện ghi lên máy bằng một sóng âm nhỏ gọi là sóng Ta
(auricular T), nhưng ngay lúc này cũng xuất hiện khử cực thất (QRS với điện thế mạnh hơn
nhiều nên trên điện tâm đồ thông thường ta không nhìn thấy được sóng Ta. Vì vậy, nhĩ đồ có
nghĩa là sự hoạt động của nhĩ chỉ thể hiện lên điện tâm đồ bằng một làn sóng đơn độc: sóng P.
3, Thất đồ
3.1 Khử cực
Ngay khi nhĩ còn đang khử cực thì xung động đã bắt vào nút nhĩ thất rồi truyền qua thân và
nhánh bó His xuống khử cực thất.
Việc khử cực này bắt đầu từ phần giữa mặt trái vách liên thất đi xuyên sang mặt phải vách
này, tạo ra một véc tơ khử cực đầu tiên hướng từ trái sang phải: điện cực A sẽ dương tính tương
đối và máy sẽ ghi được một làn sóng âm nhỏ, nhọn, gọi là sóng Q (Hình 7a).
Tóm lại, khử cực thất bao gồm ba làn sóng cao, nhọn Q, R, S biến thiên phức tạp nên được
gọi là phức bộ QRS (QRS complex). Vì nó có sức điện động tương đối lớn lại biến thiên nhanh
trong một thời gian ngắn, chỉ khoảng 0,07s nên còn được gọi là phức bộ nhanh. Cần chú ý là
trong phức bộ nhanh, sóng chính lớn nhất là sóng R.
Nếu ta đem tổng hợp 3 véc tơ khử cực Q, R, S nói trên lại, ta sẽ được một véc tơ khử cực
trung bình có hướng từ trên xuống dưới và từ phải sang trái, làm với đường ngang một góc
khoảng 58 độ (Hình 8), véc tơ đó còn được gọi là trục điện trung bình của tim, hay gọi tắt là trục
điện tim, trục QRS, kí hiệu là AQRS.
3,2 Tái cực
Thất khử cực xong, sẽ qua một thời kỳ tái cực chậm, không thể hiện trên điện tâm đồ bằng một làn sóng nào hết mà chỉ là một đoạn thẳng đồng điện gọi là đoạn ST. Sau đó đến thời kì tái cực nhanh (Sóng T).
Tái cực nói chung có hướng đi xuyên qua cơ tim, từ lớp dướithượng tâm mạc vào lớp dưới
nội tâm mạc. Sở dĩ tái cực đi ngược chiều với khử cực như vậy là vì nó tiến hành đúng vào lúc
tim bóp lại với cường độ mạnh nhất, làm cho lớp cơ tim dướinội tâm mạc bị lớp ngoài nén vào
quá mạnh nên tái cực muộn đi.
Mặt khác, trái với khử cực, tái cực tiến hành từ vùng điện dươngtới vùng điện âm. Do đó,
tuy nó tiến hành ngược chiều với khử cực, nó vẫn có véc tơ tái cực hướng từ trên xuống dưới và
từ phải sang trái (Hình 9) làm phát sinh một làn sóng dươngthấp, tầy đầu, gọi là sóng T. Nếu ta kẻ một đường thẳng đứng qua đỉnh sóng T lấy làm trục đối xứng thì ta sẽ thấy sóng
đó không đối xứng, nghĩa là có sườn lên thoai thoải hơn và sườnxuống dốc đứng hơn. Hơn nữa,
thời gian của nó rất dài làm hai chân của nó rất xa nhau nên nó còn được gọi là sóng chậm.
Véc tơ tái cực như trên đã nói còn có tên là trục sóng T, kí hiệu là AT tạo với đường ngang một góc khoảng 38 độ .Như vậy nó gần như cùng hướng với QRS. Do đó mà sóng T và hướngchính của phức bộ QRS đều dương, như thế là T cùng cùng chiều với QRS.
Liền ngay sau khi T kết thúc, có thể còn thấy một sóng chậm nhỏ gọi là sóng U. Người ta
cho sóng U là một giai đoạn muộn của tái cực (Hình 10).
Tóm lại, thất đồ có thể chia làm 2 giai đoạn:
- Giai đoạn khử cực, bao gồm phức bộ QRS và còn được gọi là pha đầu (Initial phase).
- Giai đoạn tái cực, bao gồm ST và T (và cả U nữa) và được gọi là pha cuối (Terminal
phase).
Thời gian toàn bộ của thất đồ kể từ đầu sóng Q đến hết sóng T, được gọi là thời gian QT. Nó
thể hiện thời kì tâm thu điện học của thất, bình thường dài khoảng 0,36s.
4, Truyền đạt nhĩ thất
Như trên đã nói, khi sóng P kết thúc là hết nhĩ đồ, khi bắt đầu sóng Q là bắt đầu thất đồ.
Nhưng nhìn vào điện tâm đồ, ta thấy giữa P và Q có một khoảng ngắn đồng điện (gọi là khúc
PQ) chứng tỏ rằng sau khi nhĩ khử cực xong rồi, xung động vẫn chưa truyền đạt xuống tới thất.
Nhưng khúc PQ không thể đại diện cho thời gian truyền đạt từ nhĩ xuống thất. Vì người ta biết
rằng, ngay khi nhĩ còn đang khử cực (nghĩa là còn đang ghi sóng P) thì xung động đã bắt vào nút
nhĩ thất và bắt đầu truyền đạt xuống phía thất rồi. Do đó, để đạt một mức chính xác cao hơn (tuy không hoàn toàn đúng), ngườita thường đo từ khởi điểm sóng P đến khởi điểm sóng Q (hay khởi điểm sóng R trong trường hợp không có sóng Q) tức khoảng PQ, và gọi đó là thời gian truyền đạt nhĩ thất, bình thường dài từ 0,12s đến 0,21s.
Tóm lại, điện tâm đồ bình thường của mỗi nhát bóp tim (hay chu chuyển tim) gồm 6 làn
sóng nối tiếp nhau mà người ta dùng 6 chữ cái liên tiếp để đặt tên là P, Q, R, S, T, U. Trong đó,
người ta phân ra một nhĩ đồ, sóng P, một thất đồ: các sóng Q, R, S, T, U với thời gian truyền đạt
nhĩ thất: khoảng PQ.
Người ta không đo thời gian của T vì nó rất thay đổi, tùy từng người. Hơn nữa, chỗ khởi điểm của nó tiếp với ST rất thoai thoải, khó đo. Với tần số tim bình thường, khoảng 75l/phút thì sau sóng T (hoặc sóng U), tim sẽ nghỉ đập khoảng 0,28s thể hiện bằng một khoảng thẳng đồng điện (Hình 10) rồi lại tiếp sang nhát bóp sau
với một loạt sóng P, Q, R, S, T, U khác. Cứ như thế tiếp diễn mãi. Thời gian nghỉ trên gọi là thời
kì tâm trương toàn thể của tim.
