Những khả năng kỳ diệu của hệ tuần hoàn

HÃY tưởng tượng một căn nhà có hệ thống ống nước rất tinh vi, đến độ chất lỏng chảy qua đó có thể mang theo thực phẩm, nước, khí oxy và các chất phế thải một cách an toàn. Hơn thế nữa, các ống nước này có khả năng tự sửa chữa và bành trướng theo nhu cầu thay đổi của căn nhà. Một thiết kế lỗi lạc làm sao!

Tuy nhiên, hệ thống “ống nước” của thân thể bạn còn làm nhiều hơn thế nữa. Ngoài việc giúp điều hòa nhiệt độ của thân thể, nó còn mang theo cả một dàn hoóc-môn phức tạp, hay những chất truyền tin hóa học, và các tuyến phòng thủ mạnh để chống lại bệnh tật. Cả hệ thống cũng mềm mại và dẻo, khiến nó chịu được các va chạm và uốn uyển chuyển theo những bộ phận khác trong cơ thể. Không kỹ sư nào có thể thiết kế một hệ thống như vậy được, nhưng đó là điều mà Đấng Tạo Hóa làm khi Ngài tạo các tĩnh mạch, động mạch và mao mạch của cơ thể con người.

Các bộ phận chính của hệ tuần hoàn

Hệ tuần hoàn thật ra là hai hệ thống làm việc cùng nhau. Một là hệ tim mạch, bao gồm tim, máu, và tất cả các mạch máu. Hệ kia là hệ bạch huyết​—một mạng lưới mạch dẫn dịch dư gọi là bạch huyết, từ các mô của thân thể trở lại dòng máu. Nếu có thể nối các mạch máu trong cơ thể một người lớn, đầu này giáp đầu kia, thì nó dài 100.000 kilômét và có thể chạy vòng quanh trái đất hai lần rưỡi! Hệ thống đại quy mô này mang máu cần cho sự sống, chiếm 8 phần trăm trọng lượng cơ thể, đến hàng tỉ tế bào.

Nguồn năng lực đằng sau hệ tim mạch dĩ nhiên là tim. Kích thước bằng một bàn tay nắm lại, mỗi ngày tim bơm khoảng 9.500 lít máu đi khắp thân thể​—⁠tương đương với việc nâng trọng lượng một tấn lên cao 10 mét mỗi ngày!

Đi một vòng hệ tim mạch

Máu lưu thông như thế nào? Hãy bắt đầu với máu thiếu oxy. Máu này chảy về tim qua hai tĩnh mạch lớn​—⁠tĩnh mạch chủ trên và dưới. (Xem hình). Những tĩnh mạch này đổ vào phòng đầu tiên của tim,  tâm nhĩ phải. Tâm nhĩ phải ép máu vào một phòng nhiều cơ, tâm thất phải. Từ đây máu đi lên phổi xuyên qua ống phổi và hai động mạch phổi​—⁠hai động mạch duy nhất mang máu thiếu oxy. Điều này thường là việc của tĩnh mạch.

Ở phổi, máu nhả khí cacbon đioxit và nhận khí oxy. Rồi chạy xuống tâm nhĩ trái qua bốn tĩnh mạch phổi​—bốn tĩnh mạch duy nhất mang máu giàu oxy. Tâm nhĩ trái đổ xuống phòng mạnh nhất của tim, tâm thất trái, từ đó máu nhiều oxy được bơm ra khắp cơ thể qua động mạch chủ. Hai tâm nhĩ co cùng lúc rồi tới hai tâm thất, tạo nên một nhịp đập của tim. Bốn van phía trong tim bảo đảm máu chảy một chiều qua tim.

Vì phải bơm máu đi khắp tứ chi của thân thể, cơ bắp tâm thất trái mạnh hơn tâm thất phải khoảng sáu lần. Áp suất tạo thành có thể gây ra sự phình mạch (thành động mạch bị nong hoặc phình) hay thậm chí gây ra các đột quỵ trong não có thể chết nếu không nhờ một cơ quan tinh xảo hấp thu các áp suất đột khởi.

Tính đàn hồi của động mạch

Động mạch lớn nhất của cơ thể, động mạch chủ, và những nhánh chính của nó tạo thành “các động mạch có tính đàn hồi”. Phần trong thành các động mạch này rộng, khiến máu chảy dễ dàng. Nó cũng có các vách bằng cơ dầy đan với các lớp đồng tâm làm bằng elastin, một chất protein như cao su. Khi tâm thất trái bơm máu vào các động mạch này, chúng dãn ra hoặc phồng lên, hấp thu áp suất cao và đẩy máu tới nhóm động mạch kế, là các động mạch cơ; thành của những động mạch  này cũng có elastin. Nhờ thiết kế đặc biệt này nên đến lúc máu chảy tới các mao mạch mỏng manh, thì áp huyết đã ổn định. *

Những tiểu động mạch có đường kính trung bình khoảng 1 centimét tới 0,3 milimét. Do các sợi thần kinh đặc biệt đều khiển, các mạch máu này co dãn, giúp điều hòa dòng máu chảy, khiến hệ tuần hoàn rất linh hoạt. Ví dụ, trong trường hợp chấn thương hay báo động, các dây thần kinh áp suất trong vách động mạch báo tới não, rồi não truyền lệnh cho các động mạch thích hợp giảm bớt lượng máu chảy tới các vùng ít quan trọng như da và chuyển hướng máu về các cơ quan chính yếu. Báo New Scientist nói: “Các động mạch có thể ‘cảm nhận’ dòng máu chảy và phản ứng”. Vậy thì có gì lạ không nếu các động mạch được gọi là “các ống dẫn khôn ngoan”?

Lúc máu ra khỏi động mạch nhỏ nhất​—⁠các tiểu động mạch⁠—​áp suất của nó ổn định, khoảng 35 milimét thủy ngân. Áp suất thấp và ổn định ở đây là tối cần thiết vì các tiểu động mạch nhập với các mạch máu nhỏ nhất trong các mạch máu, đó là mao mạch.

Các hồng cầu đi hàng một

Trong các mao mạch rất nhỏ với đường kính là 8 đến 10 micron (1 phần triệu của 1 mét), các hồng cầu chảy qua theo hàng một. Mặc dù thành mao mạch chỉ dày bằng một lớp tế bào, nó vận chuyển chất dinh dưỡng (bằng huyết tương, phần lỏng của máu) và khí oxy (bằng hồng cầu) tới các mô kế cận. Đồng thời khí cacbon đioxit và các phế thải khác tan ra từ các mô nhập lại mao mạch  để được loại ra. Bằng một cơ nhỏ li ti giống như nút dây gọi là cơ thắt, các mao mạch cũng có thể điều hòa hướng máu chảy qua nó tùy theo nhu cầu của các mô xung quanh.

Từ tiểu tĩnh mạch vào tĩnh mạch rồi tới tim

Lúc máu rời khỏi mao mạch, nó chảy vào các tĩnh mạch li ti, gọi là tiểu tĩnh mạch. Khoảng 8 đến 100 micron đường kính, các tiểu tĩnh mạch hợp lại thành tĩnh mạch đem máu trở về tim. Khi về đến các tĩnh mạch, máu mất gần hết áp suất, vì vậy thành tĩnh mạch mỏng hơn thành động mạch. Nó cũng có ít elastin hơn. Thế nhưng lòng nó rộng hơn, do đó các tĩnh mạch chứa tới 65 phần trăm máu của cơ thể.

Để bù vào việc áp huyết thấp, các tĩnh mạch đưa máu trở về tim một cách tinh vi. Thứ nhất, nó được trang bị với các van đặc biệt giống hình cái chén để ngừa trọng lực rút máu khỏi tim. Thứ hai, nó dùng cơ xương của thân thể. Như thế nào? Ví dụ, khi bạn bước đi, các cơ của chân cong lại, ép các tĩnh mạch gần đó. Điều này đẩy máu về tim xuyên qua các van một chiều. Cuối cùng áp suất trong bụng và lồng ngực, biến đổi theo nhịp thở, giúp các tĩnh mạch trút máu vào tâm nhĩ phải.

Hệ tim mạch rất công hiệu, ngay cả khi cơ thể ở trạng thái nghỉ nó có thể đưa khoảng 5 lít máu về tim mỗi phút! Đi bộ thì khoảng 8 lít, và một người chạy đường trường có thể có tới 37 lít máu qua tim mỗi phút​—⁠gấp 7 lần lượng máu lúc nghỉ!

Trong vài trường hợp các van tĩnh mạch có thể bị rỉ vì di truyền, hoặc vì chứng béo phì, có thai hay đứng lâu. Khi các van này yếu, máu tụ lại bên dưới van, làm cho tĩnh mạch dãn ra và trở thành bệnh căng dãn tĩnh mạch. Cũng vậy, việc rặn như khi sanh con hoặc đi tiêuđi ngoài làm tăng áp suất trong bụng, cản trở máu trở về từ các tĩnh mạch hậu môn và ruột già. Điều này có thể gây ra bệnh trĩ.

Hệ bạch huyết

Khi mao mạch đưa chất bổ tới các mô và nhận chất thải, nó cho chất lỏng nhiều hơn là nhận lại. Các chất protein quan trọng của máu rỉ vào các mô. Vì vậy thân thể cần đến hệ bạch huyết. Hệ này thu tất cả các chất lỏng thừa, gọi là bạch huyết, và đưa nó trở lại dòng máu bằng một tĩnh mạch lớn nơi chân cổ và một cái khác trong ngực.

Cũng như với động mạch và tĩnh mạch, có nhiều loại mạch bạch huyết. Cái nhỏ nhất gọi là mao mạch bạch huyết, xuất hiện ở mạng mao mạch. Nhờ có tính dễ thấm cao độ, các mạch nhỏ li ti này hấp thu các chất lỏng thừa và hướng nó tới các mạch tích trữ bạch huyết lớn hơn, để đưa bạch huyết tới các thân mạch bạch huyết. Các thân này hợp lại thành các ống bạch huyết, từ đó đổ vào các tĩnh mạch.

Bạch huyết chỉ chảy một chiều​—⁠về hướng tim. Vì vậy các mạch bạch huyết không hợp thành một vòng như hệ tim mạch. Các cơ của mạch bạch huyết yếu, nhờ vào nhịp đập của các động mạch gần đó và hoạt động của tứ chi, giúp đẩy dòng bạch huyết lưu thông trong hệ. Bất cứ sự tắc nghẽn nào của các mạch bạch huyết sẽ làm chất lỏng tụ lại trong vùng bị tắc, làm sưng gọi là phù nề.

Các mạch bạch huyết cũng là những đường xâm nhập của sinh vật gây bệnh. Cho nên Đấng Tạo Hóa đã trang bị hệ bạch huyết với những hệ thống phòng thủ hữu hiệu, tức các cơ quan bạch huyết gồm: các hạch bạch huyết nằm rải rác theo các mạch tích trữ bạch huyết, lách, tuyến ức, amyđan, ruột thừa, và các màng lympho (màng Peyer) trong ruột non. Các cơ quan này giúp sản xuất và tích trữ các lympho bào, tức những tế bào chính của hệ miễn dịch. Do đó, một hệ bạch huyết lành mạnh góp phần làm thân thể lành mạnh.

Cuộc thăm viếng hệ tuần hoàn của chúng ta kết thúc ở đây. Tuy nhiên, ngay cả cuộc viếng thăm ngắn này cũng đủ cho thấy một thiết kế diệu kỳ, phức tạp và hữu hiệu đáng kinh ngạc. Hơn thế, hệ tuần hoàn lặng lẽ làm nhiệm vụ bất tận của nó, mà bạn không hề biết tới​—⁠trừ phi nó bệnh. Vậy hãy chăm sóc hệ tuần hoàn của bạn, rồi nó sẽ chăm sóc bạn.

[Chú thích]

[Khung/​Hình nơi trang 26]

Hãy chăm sóc các động mạch của bạn!

Xơ cứng động mạch là nguyên nhân chính gây tử vong ở nhiều nước. Hình thức thông thường nhất là xơ vữa động mạch, khi các mảng chất béo giống như bột yến mạch (vữa động mạch) đóng lại bên trong các động mạch. Những lớp chất béo này làm hẹp lại lòng động mạch, khiến động mạch dễ bị tắc nghẽn toàn diện khi các mảng đến giai đoạn hiểm nghèo và vỡ ra. Những cục máu trôi hoặc sự co thắt cơ của thành động mạch cũng có thể gây ra sự tắc nghẽn toàn diện.

Một tình trạng đặc biệt nguy hiểm là sự kết tụ của mảng trên thành các động mạch vành, là động mạch nuôi cơ của tim. Vì vậy cơ tim không nhận đủ máu, gây ra một triệu chứng là cơn đau thắt​—ngực tức và đau âm ỉ, thường nổi lên do gắng sức. Nếu một động mạch vành bị tắc toàn diện, có thể đưa tới một cơn đau tim và cơ tim bị chết. Một cơn đau tim trầm trọng có thể khiến tim ngừng đập hẳn.

Những yếu tố khiến một người có nguy cơ mắc bệnh xơ vữa động mạch bao gồm hút thuốc lá, căng thẳng về tình cảm, tiểu đường, chứng béo phì, thiếu tập thể dục, áp huyết cao, ăn nhiều chất béo, và các yếu tố di truyền.

[Hình]

Lành mạnh

Kết tụ ở mức trung

Tắc nghẽn ở mức cao

[Biểu đồ]

(Để có thông tin đầy đủ, xin xem ấn phẩm)

Động mạch vành

[Biểu đồ nơi trang 24, 25]

(Để có thông tin đầy đủ, xin xem ấn phẩm)

Hệ tim mạch

Máu giàu oxy

→ PHỔI →

TIM TIM

Tâm thất phải Tâm thất trái

↑ ↓

TĨNH MẠCH ĐỘNG MẠCH

↑ ↓

TIỂU TĨNH MẠCH TIỂU ĐỘNG MẠCH

→ MAO MẠCH →

Máu thiếu oxy

Máu thiếu oxy

Dẫn vào từ cơ thể Dẫn vào từ cơ thể

TĨNH MẠCH CHỦ TRÊN TĨNH MẠCH CHỦ DƯỚI

↓ ↓

TÂM NHĨ PHẢI

↓

TÂM THẤT PHẢI

van

↓

Dẫn ra phổi

ĐỘNG MẠCH PHỔI

Máu giàu oxy

Dẫn vào từ phổi

↓

TÂM NHĨ TRÁI

van

↓

TÂM THẤT TRÁI

↓

ĐỘNG MẠCH CHỦ

↓

Dẫn ra cơ thể

[Biểu đồ nơi trang 25]

(Để có thông tin đầy đủ, xin xem ấn phẩm)

Tim đập như thế nào

1. Trạng thái nghỉ

2. Tâm nhĩ co bóp

3. Tâm thất co bóp

[Hình nơi trang 25]

Các tế bào máu chảy qua 100.000 kilômét mạch máu

[Hình nơi trang 26]

Hình mao mạch, các hồng cầu đi theo hàng một

[Nguồn tư liệu]

Lennart Nilsson