Cơ tim là gì? Đặc điểm, cấu tạo và thông tin cần biết

Cơ tim là một trong ba cơ của cơ thể người nói riêng và động vật có xương sống nói chung. Cơ này cấu thành mô chính ở những bề mặt của tim, tạo ra một lớp giữa dày nằm giữa lớp trong và lớp ngoài của thành tim. Chúng co giãn không ngừng nghỉ với nhiệm vụ đẩy máu đi qua hệ tuần hoàn trong cơ thể. Từ đó duy trì sức khỏe và các hoạt động của con người.

Cơ tim là gì?

Cơ tim là một trong ba cơ của cơ thể, hai cơ còn lại gồm cơ trơn và cơ xương. Đây là một loại cơ vân không tự chủ. Cơ này tập trung ở tim, cấu thành mô chính ở những bề mặt của tim, tạo ra một lớp giữa dày nằm giữa lớp trong (nội tâm mạc) và lớp ngoài của thành tim (tâm tim).

Cơ tim bao gồm các tế bào cơ tim riêng lẻ (được gọi là tế bào cơ tim). Những tế bào này được bao bọc bởi các sợi collagen cùng với một hoặc nhiều chất khác hình thành nên chất nền ngoại bào. Bên cạnh đó chúng liên kết với nhau bằng các đĩa xen kẽ.

Cơ tim được cung cấp máu thông qua quá trình tuần hoàn mạch vành. Lúc này các động mạch vành sẽ cung cấp một lượng vừa đủ máu có oxy cho cơ tim. Sau khi máu đã được khử hết oxy, các tĩnh mạch tim sẽ hút hết máu.

Vì não và những phần còn lại của cơ thể cần một nguồn cung cấp ổn định máu có oxy để đảm bảo các cơ quan hoạt động tốt và không bị gián đoạn nên tim cần phải hoạt động một cách liên tục. Do đó quá trình tuần hoàn mạch vành đến cơ tim và tim là một quá trình vô cùng quan trọng.

Mặc dù có một chút khác biệt quan trọng nhưng cơ tim co bóp và hoạt động theo cách tương tự như cơ xương. Từ kho canxi bên trong tế bào cùng với mạng lưới cơ chất, quá trình giải phóng canxi sẽ được kích hoạt khi có sự kích thích điện nhỏ và dưới dạng một điện thế. Khi lượng canxi trong cơ thể gia tăng, các myofilaments của tế bào sẽ có xu hướng hoạt động mạnh và trượt qua nhau. Điều này diễn ra trong một quá trình được gọi là sự co cơ.

Cơ tim nằm ở đâu?

Cơ tim chỉ được tìm thấy trong tim của bạn, không xuất hiện trong những cơ quan hay bộ phận khác của cơ thể. Cụ thể chúng tạo ra một lớp giữa dày nằm giữa lớp trong và lớp ngoài của thành tim.

Cấu trúc của cơ tim

Cấu trúc của cơ tim theo giải phẫu tổng quát và theo mô học như sau:

1. Theo giải phẫu tổng quát

Cơ tim tập trung và tạo thành phần lớn của tim. Chúng tạo ra một lớp dày nằm giữa ngoại tâm mạc và nội tâm mạc trong, kết hợp với một cấu trúc ba lớp tạo thành thành tim. Nội tâm mạc nằm bên trong các ngăn tim, kết hợp với nội mạc và hình thành các đường dẫn mạch máu kết nối với tim. Bên cạnh đó nội tâm mạc bao phủ các van tim để đảm bảo cho các hoạt động của tim.

Mặt ngoài của cơ tim là thượng tâm mạc. Chúng bao quanh, kết nối với nhau và tạo thành một phần của màng ngoài tim, có nhiệm vụ bảo vệ và bôi trơn tim.

Ở tâm thất trái, những tấm cơ bao quanh chúng gần với nội tâm mạc nhất. Bên cạnh đó những tấm cơ này được định hướng vuông góc với các cơ nằm gần tâm tim nhất. Khi những tấm cơ bao quanh tâm thất trái co lại theo cách phối hợp, chúng hỗ trợ và cho phép tâm thất hoạt động và co bóp đồng thời theo nhiều hướng khác nhau. Cụ thể:

• Hướng tâm (hẹp hơn từ bên này sang bên kia)
• Co bóp theo chiều dọc (ngắn hơn từ đỉnh đến đáy)
• Chuyển động xoắn

Nhờ khả năng co bóp theo nhiều hướng của tâm thất, lượng máu ở tim có thể được ép ra khỏi cơ quan này một cách tối đa nhưng vẫn hoạt động theo đúng với từng nhịp tim.

Khi thực hiện hoạt động co bóp, cơ tim sử dụng rất nhiều năng lượng. Chính vì thế để cung cấp đủ oxy và chất dinh dưỡng cần thiết cho các cơ quan, cơ thể phải có đủ máu và phải có một dòng máu tuần hoàn liên tục.

Nhờ động mạch vành, máu có thể dễ dàng di chuyển đến cơ tim. Dựa vào giải phẫu tổng quát, lượng máu được đưa đến cơ tim bắt nguồn từ gốc động mạch chủ. Đồng thời nằm trên tâm mạc hoặc bề mặt ngoài của tim. Sau đó lượng máu này sẽ được dẫn lưu và di chuyển theo các tĩnh mạch vành. Cuối cùng vào tâm nhĩ phải.

2. Theo mô học

Khi quan sát trên kính hiển vi, trong cơ tim có những tế bào cơ tim hợp nhất hoặc những tế bào cơ tim riêng lẻ. Bao quanh những tế bào này là chất nền ngoại bào được tạo ra bởi nguyên bào sợi (các tế bào hỗ trợ).

Bên cạnh đó cơ tim còn chứa những tế bào chuyên biệt và các mạch máu. Trong đó những tế bào chuyên biệt có nhiệm vụ đảm bảo tín hiệu điện được dẫn truyền nhanh chóng thông qua hệ thống dẫn truyền của tim. Các mạch máu giúp lấy đi các chất thải và cung cấp đủ chất dinh dưỡng đến những tế bào cơ.

Cụ thể các thành phần nhỏ cấu thành nên cơ tim:

• Tế bào cơ tim

Trong cơ tim chứa rất nhiều tế bào cơ tim. Đây chính là những tế bào co bóp có nhiệm vụ bảo vệ và đảm bảo quá trình bơm máu của tim diễn ra suôn sẻ. Những tế bào này phối hợp với nhau và phối hợp với những tế bào lân cận của nó (hợp vào chức năng). Sự phối hợp giúp cơ hoạt động đồng điệu và dễ dàng, quá trình bơm máu từ tim diễn ra hiệu quả.

Tuy nhiên nếu sự phối hợp bị phá vỡ (bao gồm cả khi những tế bào riêng lẻ đang co lại), hoạt động của tim có thể bị trì trệ hoặc tim hoàn toàn không bơm được gì cả. Tình trạng này thường xảy ra và trở nên nghiêm trọng khi nhịp tim bất thường.

Những tế bào cơ tim có hình chữ nhật, kích thước dao động trong khoảng 100-150μm x 30-40μm. Để tạo thành những sợi dài, phần đầu các tế bào cơ tim riêng lẻ sẽ liên kết với nhau bằng những đĩa đệm xen kẽ. Trong mỗi tế bào chứa các sợi protein riêng biệt, myofibrils trượt qua nhau. Sự tổ chức của chúng tạo thành các sarcomeres. Đây chính là một đơn vị co bóp đơn giản của tế bào cơ.

Phần lớn các tế bào cơ tim chứa một nhân cùng nhiều ti thể (bào quan màng mang nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho tế bào dưới dạng adenosine triphosphate), các ống T (ống ngang), các túi màng chạy đến bên trong tế bào từ bề mặt. Điều này giúp đảm bảo sự co bóp diễn ra liên tục và hiệu quả.

Ngoài ra thành phần chủ yếu của những tế bào cơ tim gồm:

• • Các tơ cơ (myofibrille)
  • Các sợi mỏng (troponin, actin, tropomyosin)
  • Các sợi dày (myosin)

Mạng nội sinh cơ chất (reticulum sarcoplasmique) bao quanh các sợi cơ là nơi dự trữ canxi.

• Ống chữ T

Các ống chữ T có kích thước cực nhỏ. Chúng chạy dọc từ bề mặt vào sâu bên trong tế bào. Các ống chữ T được cấu tạo bởi cùng một lớp kép và liên tục với màng tế bào, bề mặt tế bào mở rộng giúp dịch ngoài bào di chuyển và bao quanh tế bào.

Số lượng ống chữ T ít hơn so với cơ xương nhưng các ống đều lớn và rộng hơn. Bên trong tế bào, các ống T nằm gần kho chứa canxi ở mạng lưới cơ chất và bên trong của tế bào. Ở trung tâm của tế bào, các ống T liên kết với nhau, dọc theo tế bào và chạy vào từ phía ngoài như một mạch ngang trục.

Ngoài ra bên trong tế bào, một ống đơn sẽ kết nối và ghép đôi với một phần của cisterna (lưới chất tương) tận cùng trong một tổ hợp diad.

• Đĩa đệm xen kẽ

Phần đầu các tế bào cơ tim riêng lẻ liên kết với nhau bằng những đĩa đệm xen kẽ. Điều này cho phép các tế bào tạo thành một mạng lưới (hợp bào tim). Đồng thời đảm bảo các xung điện qua mạng lưới truyền nhanh, hợp bào hoạt động hiệu quả trong sự co bóp phối hợp của cơ tim.

Hợp bào tim gồm một hợp bào tâm thất và một hợp bào tâm nhĩ. Hai hợp bào này kết nối với nhau bằng một hoặc nhiều sợi kết nối tim. Ở những đĩa đệm xen kẽ, điện trở qua chúng rất thấp. Điều này cho phép quá trình khuếch tán tự do của các ion.

Về đĩa đệm xen kẽ, chúng là những cấu trúc dính phức tạp. Chúng nằm giữa các tế bào cơ tim đơn lẻ hoặc các tế bào cơ tim với một hợp bào điện hóa và mang nhiệm vụ kết nối những tế bào này.

Chức năng chính của đĩa đệm xen kẽ:

• • Truyền lực trong quá trình co cơ
  • Cho phép các ion di chuyển giữa những tế bào. Từ đó giúp điện thế hoạt động tốt và lan truyền giữa những tế bào tim, tạo ra sự khử cực của cơ tim.

Khi quan sát dưới kính hiển vi ánh sáng, các đĩa xen kẽ tương đối mỏng, chạy vuông góc với hướng của các sợi cơ. Khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử, đĩa đệm xen kẽ có đường đi phức tạp.

• Nguyên bào sợi

Trong cơ tim, nguyên bào sợi chính là những tế bào hỗ trợ quan trọng. Không giống tế bào tim, nguyên bào sợi tim không gây ra những cơn co thắt mạnh. Tuy nhiên chúng có khả năng tạo ra chất nền ngoại bào và duy trì chất nền này để hình thành lớp vữa bao phủ những tế bào cơ tim.

Chức năng chính của nguyên bào sợi gồm:

• • Phản ứng với những chấn thương, điển hình như nhồi máu cơ tim.
  • Kích hoạt, trở thành myofibroblasts và một tế bào cơ trơn sau chấn thương. Điều này giúp chữa lành chấn thương bằng cách kích thích quá trình sản sinh collagen và hỗ trợ co bóp nhẹ nhàng để những mép của khu vực bị tổn thương liền lại với nhau.
  • Biến đổi thành những loại tế bào khác, điển hình như tế bào mỡ và tế bào cơ tim.
  • Cách điện đối với hệ thống dẫn truyền tim.

Số lượng của nguyên bào sợi nhiều hơn tế bào cơ tim nhưng nhỏ hơn. Bên cạnh đó một số nguyên bào sợi có thể được kết nối cùng lúc và gắn vào một tế bào cơ tim. Điều này khiến dòng điện di chuyển qua màng bề mặt của tế bào cơ bị ảnh hưởng (được gọi là ghép nối điện).

• Ma trận ngoại bào

Chất nền ngoại bào là lớp vữa bao phủ nguyên bào sợi và những tế bào cơ tim. Trong thành phần của chất nền gồm polysaccharid (chuỗi đường), các protein (collagen và elastin). Những chất này kết hợp với nhau cung cấp sức mạnh và hỗ trợ cho những tế bào cơ . Đồng thời chúng liên kết các phân tử nước giữ cho những bào cơ ngậm nước và tạo độ đàn hồi trong cơ tim.

Khi tiếp xúc trực tiếp với tế bào cơ, chất nền được gọi là màng nền. Trong thành phần của màng nền chủ yếu gồm các laminin và collagen loại IV. Ngoài ra thông quan các glycoprotein chuyên biệt (tích phân), các tế bào cơ tim có thể liên kết với màng đáy.

Chức năng của cơ tim

Những chức năng chính của cơ tim gồm:

• Co – giãn: Quá trình co bắt đầu từ sự di chuyển qua màng tế bào của một dòng ion đặc trưng. Trường hợp này được gọi là điện thế hoạt động. Sau đó, điện thế hoạt động sẽ nhanh chóng kích hoạt quá trình co cơ bằng cách kích thích sản sinh và tăng nồng độ canxi trong dịch bào. Khi nồng độ canxi trong tế bào giảm xuống, các protein actin (troponin và tropomyosin) bao phủ hoàn toàn các vị trí liên kết trên actin. Điều này khiến cho tế bào giãn ra.
• Đẩy máu lưu thông trong hệ tuần hoàn: Những tế bào gắn kết chặt chẽ với nhau. Điều này tạo ra một sự co giãn có hệ thống. Trong quá trình co giãn, cơ tim sẽ hoạt động liên tục và đẩy máu lưu thông trong hệ tuần hoàn. Từ đó giúp các cơ quan nhận đủ máu, oxy và chất dinh dưỡng, đảm bảo sự sống và các hoạt động trong cơ thể.
• Phản ứng với những bất thường và bệnh lý: Khi tim và những tế bào liên quan hoạt động quá tải hoặc tế bào hoại tử do không đủ máu cung cấp, những tế bào cơ tim sẽ nhanh chóng tiếp nhận thông tin và phản ứng lại tình trạng theo cùng một cách thức. Điều này giúp các hoạt động được duy trì.
•  Một số chức năng quan trọng khác:
  • Tham gia vào quá trình co bóp phối hợp để duy trì hoạt động của tim
  • Giữ cho hoạt động bơm máu của tim thông qua những cử động không tự chủ
  • Kết nối với những tế bào máy tạo nhịp tim cho phép truyền tín hiệu. Điều này tạo ra nhịp tim cũng như hình thành một làn sóng co thắt cơ tim.

Những bệnh lý liên quan đến cơ tim

Những bệnh lý liên quan đến cơ tim thường nghiêm trọng và cần được điều trị y tế ngay lập tức. Chúng bao gồm:

1. Bệnh cơ tim

Bệnh cơ tim là một nhóm các tình trạng nguy hiểm làm ảnh hưởng đến mô cơ tim và mô tả những bất thường ở mô tim. Bệnh lý này khiến tim cứng lại, dày lên hoặc giãn nở, hoạt động bơm máu của tim bị cản trở. Khi đó các cơ quan không được cung cấp đủ máu và dưỡng chất sẽ suy yếu hoặc hoại tử. Đồng thời làm tăng tỉ lệ tử vong ở bệnh nhân.

Quá trình hình thành và tiến triển của nhóm bệnh liên quan đến rối loạn chức năng điện học, rối loạn chức năng cơ học hoặc cả hai. Điều này khiến tâm thất thường rơi vào tình trạng giãn nở không phù hợp hoặc phì đại.

Những loại bệnh cơ tim thường gặp gồm:

• Bệnh cơ tim phì đại: Đối với bệnh cơ tim phì đại, các cơ tim sẽ dày lên và to ra nhưng không rõ nguyên nhân. Lúc này khả năng co bóp tống máu đi nuôi các cơ quan và cơ thể của tim sẽ giảm mạnh, tim đập bất thường (tim đập nhanh, rối loạn nhịp tim, đánh trống ngực, hồi hộp). Bệnh lý này thường xảy ra và tiến triển ở các cơ thuộc buồng dưới của tim (tâm thất). Nếu tâm thất trái bị phì đại, kích thước khoang bên trong thất trái sẽ bị ảnh hưởng và thu nhỏ. Điều này khiến tim không thể giãn ra, lượng máu được bơm để nuôi cơ quan và cơ thể bị giảm.
• Bệnh cơ tim giãn nở: Những bệnh nhân mắc bệnh cơ tim giãn nở sẽ có tâm thất giãn nở lớn hơn và yếu hơn. Khi đó quá trình co bóp và bơm máu của tâm thất sẽ diễn ra khó khăn. Điều này khiến các phần còn lại của tim chịu nhiều áp lực, hoạt động liên tục và nhiều hơn để bơm máu.
• Bệnh cơ tim hạn chế: Trong bệnh cơ tim hạn chế, tâm thất sẽ trở nên cứng hơn và gặp khó khăn trong việc giãn ra.. Điều này khiến máu lưu thông bị cản trở, thể tích của chúng không được lấp đầy và làm giảm chức năng tâm trương. Bệnh cơ tim hạn chế thường là kết quả của bệnh xơ hóa nội mạc cơ tim.
• Loạn sản thất phải loạn nhịp: Đối với những bệnh nhân bị loạn sản thất phải loạn nhịp, những mô cơ tim thuộc tâm thất phải sẽ bị thay thế bởi những mô giàu chất xơ hoặc mô mỡ. Điều này làm tăng nguy cơ phát sinh tình trạng rối loạn nhịp tim, bệnh nhân có nhịp tim bất thường.

Bệnh cơ tim không có nhiều triệu chứng. Bệnh thường chỉ phát tiến triển với một số triệu chứng sau:

• Cơ thể mệt mỏi và suy nhược
• Khó thở, nhất là khi vận động mạnh hoặc tập thể dục
• Sưng một số vị trí trên cơ thể như bàn chân, mắt cá chân, cẳng chân, tĩnh mạch cổ và bụng.

2. Nhồi máu cơ tim và suy tim

Nhồi máu cơ tim và suy tim liên quan đến các ống chữ T và tâm nhĩ. Sau nhồi máu cơ tim, các ống chữ T có thể bị gián đoạn hoặc mất đi. Ngoài ra chức năng và các hoạt động của ống chữ T trong tâm thất cũng bị ảnh hưởng và gián đoạn ở những bệnh nhân bị suy tim. Điều này khiến lực co bóp giảm, đồng thời giảm khả năng phục hồi.

Bên cạnh đó ở những bệnh nhân bị suy tim, ống T từ những tế bào cơ tim ở tâm nhĩ có thể mất gần hoàn toàn. Điều này khiến sức co bóp của tâm nhĩ giảm mạnh, đồng thời góp phần gây ra tình trạng rung tâm nhĩ.

Cách bảo vệ và duy trì chức năng của cơ tim

Tập thể dục chính là một trong những cách bảo vệ và duy trì chức năng của cơ tim hiệu quả nhất. Tương tự như cơ xương và cơ trơn, việc luyện tập thể dục có thể giúp bạn cải thiện độ bền và tăng cường sức mạnh cho cơ tim. Bên cạnh đó việc luyện tập đúng cách còn mang đến một số lợi ích sau:

• Đảm bảo chức năng của cơ tim. Đặc biệt là chức năng co giãn và đẩy máu lưu thông trong hệ tuần hoàn
• Tăng cường sức khỏe cho tim và giúp cơ quan này hoạt động hiệu quả hơn, bao gồm cả quá trình bơm máu
• Giảm nguy cơ hình thành và phát triển bệnh cơ tim
• Giảm nguy cơ mắc bệnh suy tim, nhồi máu cơ tim
• Ổn định nhịp tim, phòng ngừa rối loạn nhịp tim và tăng huyết áp.

Theo các chuyên gia thuộc Hiệp hội Tim mạch Mỹ, để bảo vệ, đảm bảo chức năng của cơ tim và phòng ngừa các bệnh lý liên quan, bạn nên luyện tập thể dục với cường độ vừa phải, tập ít nhất 150 phút mỗi tuần hoặc tập thể dục 30 phút/ ngày, mỗi tuần 5 ngày.

Đối với loại hình thể dục, bạn nên lựa chọn những bài tập có cường độ vừa phải và phù hợp với tình trạng sức khỏe hiện tại. Trong đó bài tập tim mạch, bơi lội, đi xe đạp, chạy và đi bộ đều là những bộ môn tốt cho cơ tim nói riêng và sức khỏe của tim nói chung.

Trong trường hợp có vấn đề hoặc đang mắc bệnh tim, bạn cần liên hệ và tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia tim mạch trước khi bắt đầu luyện tập. Đối với trường hợp này, bệnh nhân có thể được hướng dẫn thực hiện một số biện pháp phòng ngừa trong thời gian luyện tập để tránh gây căng thẳng và tạo sức ép quá nhiều cho trái tim. Từ đó giúp hoàn thiện quá trình bảo vệ cơ tim và trái tim.

Nhìn chung cơ tim là một trong ba loại cơ quan trọng của cơ thể. Cơ này chỉ được tìm thấy trong tim, mang nhiều chức năng quan trọng liên quan đến tim và hoạt động bơm máu cho các cơ quan trong cơ thể. Cụ thể nó tham gia vào quá trình co bóp phối hợp để duy trì hoạt động của tim. Đồng thời đảm bảo quá trình bơm máu diễn ra thuận lợi. Vì thế bạn nên duy trì thói quen luyện tập thể dục để duy trì sức khỏe cho cơ này