Quả tim là trung tâm của hệ thống tuần hoàn và là cơ quan bơm máu đi khắp các phần khác nhau của cơ thể.

Quả tim gồm có 2 buồng cơ nhận máu ở phía trên – tâm nhĩ phải và tâm nhĩ trái; 02 buồng cơ bơm máu ở phía dưới – tâm thất phải và tâm thất trái. Tim có một bộ phận tạo ra các xung động điện và một mạng lưới dẫn truyền các xung động này, điều này cho phép các xung động trong tim lan truyền từ tâm nhĩ đến tâm thất theo trật tự và liên tiếp nhau. Bộ phận phát xung của tim là nút xoang và mạch điện là hệ thống dẫn truyền trong thất (Bó His, các sợi Purkinje). Nút xoang đóng vai trò là nút chủ nhịp, nằm ở vị trí cao trong tâm nhĩ phải gần chỗ đổ vào của tĩnh mạch chủ trên. Hệ thống Purkinje là phần tận cùng của hệ thống dẫn truyền gồm mạng lưới các sợi ở trong nội tâm mạc của cả 2 thất; nó truyền xung động trực tiếp đến các sợi cơ tim, làm cho 2 tâm thất co đồng thời. Tâm thất là buồng bơm máu chính của tim; là phần dày nhất nên nó tạo ra các sóng lớn nhất trên điện tâm đồ (ECG).

Tim gồm 3 loại tế bào riêng biệt có đặc tính điện sinh lý khác nhau gồm tế bào cơ, tế bào dẫn truyền và tế bào tạo nhịp. Tất cả tế bào cơ tim đều phân cực điện với điện thế bên trong tế bào âm hơn bên ngoài. Tế bào ở trạng thái phân cực chúng có khả năng phát sung, sinh ra điện thế hoạt động. Cụ thể như tế bào cơ tâm thất, điện thế hoạt động được phân thành 5 pha riêng biệt: 0, 1, 2, 3 và 4; tạo thành một chu trình điện hoàn chỉnh. Pha 0 biểu diễn sự khử cực, pha 1 đến pha 3 là sự tái cực và pha 4 biểu diễn trạng thái nghỉ. Ở trạng thái nghỉ điện thế khoảng -90 mV, nghĩa là bên trong tế bào âm hơn bên ngoài khoảng 90 mV; do nồng độ Kali bên trong tế bào cao hơn bên ngoài. Đối với nút xoang điện thế nghỉ khoảng -60 mV ít âm hơn so với tế bào cơ thất. Nút xoang nằm ở trên và ở bên ranh giới của tâm nhĩ phải. Mặc dù tim có những tế bào khác có khả năng tự phát xung, nhưng tế bào ở nút xoang có khả năng phát xung nhanh nhất, vì vậy nút xoang là nút chủ nhịp của tim. Động mạch nút xoang cấp máu cho nút xoang, hơn 60% xuất phát từ động mạch vành phổi, phần còn lại từ động mạch mũ của động mạch vành trái.

Sự chênh lệch điện thế bên trong và bên ngoài cơ tim là do sự khác biệt về nồng độ ion bên trong so với bên ngoài tế bào. Cụ thể là ion Kali, nồng độ K+ bên trong tế bào cao hơn bên ngoài tế bào từ 30-50 lần; còn nồng độ Na+ bên ngoài cao hơn bên trong tế bào 10 lần, ngược với Kali. Đối với nồng độ canxi bên ngoài cao hơn bên trong tế bào. Sự di chuyển ra vào của các ion qua màng tế bào từ kênh đặc hiệu, kênh Na+ chuyển cho ion Natri; kênh K+ chuyển cho ion Kali. Các kênh chỉ đóng mở vào những thời điểm định sẵn; giống như những chiếc cổng vậy. Sự trao đổi ion thường là 3 ion Na+ từ bên trong tế bào sẽ đổi lấy 2 ion K+ từ bên ngoài tế bào; ion dương mất dần trong quá trình trao đổi nên điện thế bên trong tế bào ngày càng âm, cho đến khi đạt được -90 mV; quá trình trao đổi ion này cần năng lượng. Khi kênh Na+ /K+ không hoạt động, Natri sẽ trao đổi ở kênh Na+/ Ca2+, đây là nguyên nhân làm gia tăng sự tích lũy canxi bên trong tế bào; từ đó tác động sự co bóp của cơ tim thông qua digitalis. Trong trường hợp ngộ độc digitalis làm cho điện thế của tế bào trở nên ít âm hơn trong thời gian ngắn, làm trì hoãn sau khi khử cực, gây nhịp nhanh.

Theo các chuyên gia tim mạch, bất kỳ xung điện nào có nguồn gốc từ nút xoang đều được gọi là nhịp xoang bình thường. Nút xoang phát xung với tần số từ 60-100 lần/phút; khi < 60 lần/phút là nhịp chậm xoang; khi tần số > 100 lần/phút là nhịp nhanh xoang; còn loạn nhịp xoang là khi xung xoang không đều. Tâm nhĩ và tâm thất co bóp gần như đồng bộ với nhau để hiệu quả tống máu của tim đạt tối đa.

Trên điện tâm đồ bình thường, sóng P đại diện cho sự kích hoạt nhĩ; phức bộ QRS đại diện cho sự kích hoạt thất; sóng T đại diện cho sự tái cực thất nhanh và sóng U đại diện cho sự tái cực của hệ His-Purkinje. Đối với khoảng PR biểu thị cho thời gian cần thiết để xung xoang truyền từ nhĩ xuống thất; khoảng QT biểu thị cho tâm thu điện học và kéo dài từ điểm bắt đầu phức bộ QRS đến điểm kết thúc sóng T; điểm J đánh dấu điểm kết thúc của phức bộ QRS và bắt đầu đoạn ST; khoảng JT là khoảng QT mà không có phức bộ QRS; đoạn ST bắt đầu ngay sau phức bộ QRS và kéo dài đến đầu sóng T. Khoảng TQ biểu thị cho thời gian tâm trương điện học và kéo dài đến điểm kết thúc sóng T để bắt đầu phức bộ QRS tiếp theo. Sóng P là sóng đầu tiên của điện tâm đồ, biểu thị sự kích hoạt nhĩ và là bằng chứng duy nhất cho thấy nút xoang đã phát xung. 

Hữu Cao