Chu kì tim là gì? Công thức T = 60/nhịp tim, ví dụ lớp 11

Bạn hãy đặt tay lên ngực trái và đếm thử: trong một phút, tim bạn đập bao nhiêu lần? Con số bạn đếm được chính là nhịp tim, và nó ẩn chứa một câu hỏi thú vị hơn nhiều: mỗi nhịp đập ấy kéo dài bao lâu? Nếu tim bạn đập 75 lần trong một phút thì mỗi lần co bóp chỉ diễn ra trong 0,8 giây — nhanh hơn cả một cái chớp mắt. Trong 0,8 giây ngắn ngủi đó, tim phải kịp làm ba việc: tâm nhĩ co để đẩy máu xuống tâm thất, tâm thất co để đẩy máu đi nuôi cơ thể, rồi cả tim cùng giãn ra nghỉ ngơi để đón máu về. Hiểu được chu kì tim không chỉ giúp bạn giải bài tập Sinh học 11 mà còn giúp bạn hiểu vì sao tim có thể làm việc không ngừng nghỉ suốt cả đời người mà không biết mệt.

Bài viết này sẽ dạy bạn tính chu kì tim bằng một phép chia duy nhất: lấy 60 giây chia cho nhịp tim. Bạn sẽ hiểu chu kì tim gồm ba pha nào, mỗi pha kéo dài bao lâu ở người trưởng thành, vì sao tỉ lệ thời gian các pha luôn là 1 : 3 : 4, rồi tính 4 ví dụ từng bước từ người nghỉ ngơi đến vận động viên và người chạy bộ. Sau đó bạn sẽ tránh 5 lỗi sai mà học sinh hay mắc nhất, tự luyện 5 bài tập trắc nghiệm có đáp án giải thích cặn kẽ, và trả lời 5 câu hỏi thường gặp — trong đó có câu hỏi nhiều bạn thắc mắc: vì sao khi chạy nhanh, tim đập nhanh hơn mà thời gian nghỉ của tim lại ngắn đi nhiều nhất?

Chu kì tim là gì? Công thức T = 60 / nhịp tim

Chu kì tim là một lần co và dãn nhịp nhàng của tim, tính từ lúc bắt đầu một nhịp đập đến lúc bắt đầu nhịp đập tiếp theo. Mỗi chu kì tim gồm ba pha nối tiếp nhau. Pha đầu tiên là pha tâm nhĩ co, kéo dài 0,1 giây ở người trưởng thành: hai tâm nhĩ co lại, đẩy máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Pha thứ hai là pha tâm thất co, kéo dài 0,3 giây: hai tâm thất co mạnh, đẩy máu từ tâm thất vào động mạch chủ và động mạch phổi để đi nuôi cơ thể. Pha cuối cùng là pha dãn chung, kéo dài 0,4 giây: cả tâm nhĩ và tâm thất cùng giãn ra, máu từ tĩnh mạch lại chảy vào tâm nhĩ, chuẩn bị cho chu kì tiếp theo. Cộng ba pha lại, một chu kì tim của người trưởng thành kéo dài 0,1 + 0,3 + 0,4 = 0,8 giây.

Nhịp tim là số chu kì tim diễn ra trong một phút. Vì một phút có 60 giây, nên thời gian của một chu kì tim và nhịp tim liên hệ với nhau bằng công thức: T bằng 60 chia cho nhịp tim, trong đó T là thời gian một chu kì tim tính bằng giây, nhịp tim tính bằng lần/phút. Công thức này nói lên một quy luật đơn giản mà quan trọng: nhịp tim càng nhanh thì mỗi chu kì tim càng ngắn, nhịp tim càng chậm thì mỗi chu kì tim càng dài. Bạn hãy nhớ kĩ đơn vị: 60 ở tử số là 60 giây trong một phút, vì vậy T luôn có đơn vị là giây. Nếu bạn muốn đối chiếu với lượng máu tim bơm đi trong mỗi phút, hãy xem thêm bài lưu lượng tim để thấy nhịp tim và thể tích tâm thu nhân với nhau ra sao. Bạn cũng có thể kiểm chứng nhanh mọi phép chia trong bài này bằng máy tính Casio online trên ClassOn mỗi khi làm bài tập về nhà.

Ba pha của chu kì tim có một tỉ lệ thời gian rất đẹp: tâm nhĩ co : tâm thất co : dãn chung = 0,1 : 0,3 : 0,4, tức là 1 : 3 : 4. Tỉ lệ này được giữ nguyên khi nhịp tim thay đổi, vì vậy bạn có thể tính nhanh thời gian từng pha ở bất kì nhịp tim nào: lấy thời gian chu kì chia cho 8 rồi nhân với 1, 3 và 4. Ví dụ, khi nhịp tim là 120 lần/phút, chu kì tim dài 0,5 giây thì tâm nhĩ co 0,0625 giây, tâm thất co 0,1875 giây và dãn chung 0,25 giây. Bạn cũng nên biết vì sao tim cần pha dãn chung dài nhất: đó là lúc tim nghỉ ngơi và cũng là lúc máu chảy vào tim nhiều nhất, nên pha này chiếm một nửa thời gian của cả chu kì. Khi tim đập càng nhanh, pha dãn chung bị rút ngắn nhiều nhất — đó chính là lí do vận động viên cần rèn luyện để tim khỏe hơn, bơm được nhiều máu hơn trong mỗi lần co bóp thay vì chỉ đập nhanh hơn.

Hoạt động co bóp nhịp nhàng của tim được điều khiển bởi hệ dẫn truyền tim, bắt đầu từ nút xoang ở tâm nhĩ phải — nơi được gọi là "máy tạo nhịp" tự nhiên của tim. Xung điện từ nút xoang lan ra làm tâm nhĩ co, sau đó truyền qua nút nhĩ — thất rồi theo bó His và mạng Puôckin làm tâm thất co. Nhờ có trình tự này mà tâm nhĩ luôn co trước tâm thất, máu kịp chảy xuống tâm thất trước khi tâm thất co đẩy máu đi. Cơ tim còn có một đặc tính quý giá là tính trơ có chu kì: sau mỗi lần co, cơ tim không đáp ứng với kích thích mới trong một khoảng thời gian, nhờ đó tim không bao giờ bị co cứng liên tục mà luôn có thời gian giãn ra để nghỉ ngơi. Để co bóp liên tục như vậy, cơ tim cần được cung cấp năng lượng không ngừng qua hô hấp tế bào, mỗi phân tử glucôzơ tạo ra 30–32 ATP. Bạn hãy nhớ: chính nhờ chu kì co — dãn đều đặn này mà tim làm việc suốt đời, từ lúc bạn sinh ra cho đến tận lúc về già, với tổng số nhịp đập lên tới khoảng 3 tỉ lần trong một đời người.

Bốn ví dụ tính chu kì tim từng bước

Ví dụ 1 (dùng đúng số liệu mẫu): Một người trưởng thành có nhịp tim 75 lần/phút. Tính thời gian một chu kì tim của người đó. Nếu nhịp tim tăng lên 80 lần/phút thì chu kì tim dài bao nhiêu?
Bạn áp dụng công thức: T bằng 60 chia cho nhịp tim. Bạn tính với nhịp tim 75 lần/phút: T bằng 60 chia 75, bằng 0,8 giây. Bạn tính với nhịp tim 80 lần/phút: T bằng 60 chia 80, bằng 0,75 giây. Bạn kiểm tra lại: nhịp tim tăng từ 75 lên 80 lần/phút thì chu kì tim rút ngắn từ 0,8 giây xuống 0,75 giây — đúng quy luật nhịp càng nhanh thì chu kì càng ngắn. Bạn hãy để ý: ở nhịp tim 75 lần/phút, bạn có thể tính nhanh thời gian từng pha bằng tỉ lệ 1 : 3 : 4: tâm nhĩ co 0,8 chia 8 bằng 0,1 giây, tâm thất co 0,1 nhân 3 bằng 0,3 giây, dãn chung 0,1 nhân 4 bằng 0,4 giây — khớp đúng với số liệu sách giáo khoa.

Ví dụ 2 (vận động viên): Một vận động viên chạy marathon có nhịp tim lúc nghỉ ngơi là 50 lần/phút. Tính thời gian một chu kì tim và thời gian từng pha của vận động viên này.
Bạn tính thời gian một chu kì tim: T bằng 60 chia 50, bằng 1,2 giây. Bạn tính thời gian từng pha theo tỉ lệ 1 : 3 : 4: một phần bằng 1,2 chia 8, bằng 0,15 giây. Bạn tính pha tâm nhĩ co: 0,15 nhân 1 bằng 0,15 giây. Bạn tính pha tâm thất co: 0,15 nhân 3 bằng 0,45 giây. Bạn tính pha dãn chung: 0,15 nhân 4 bằng 0,6 giây. Bạn kiểm tra lại: 0,15 + 0,45 + 0,6 bằng 1,2 giây — khớp với thời gian cả chu kì. Bạn hãy để ý: tim của vận động viên đập chậm hơn người bình thường nhưng mỗi chu kì lại dài hơn, đặc biệt pha dãn chung dài tới 0,6 giây nên tim có nhiều thời gian nghỉ ngơi và đón máu về hơn; đó là dấu hiệu của một trái tim khỏe, mỗi lần co bóp bơm được nhiều máu hơn.

Ví dụ 3 (chạy bộ): Một học sinh đang chạy bộ có nhịp tim 120 lần/phút. Tính thời gian một chu kì tim và thời gian từng pha.
Bạn tính thời gian một chu kì tim: T bằng 60 chia 120, bằng 0,5 giây. Bạn tính một phần theo tỉ lệ 1 : 3 : 4: 0,5 chia 8 bằng 0,0625 giây. Bạn tính pha tâm nhĩ co: 0,0625 nhân 1 bằng 0,0625 giây. Bạn tính pha tâm thất co: 0,0625 nhân 3 bằng 0,1875 giây. Bạn tính pha dãn chung: 0,0625 nhân 4 bằng 0,25 giây. Bạn kiểm tra lại: 0,0625 + 0,1875 + 0,25 bằng 0,5 giây — khớp. Bạn hãy để ý: khi nhịp tim tăng từ 75 lên 120 lần/phút, pha dãn chung rút ngắn từ 0,4 giây xuống chỉ còn 0,25 giây, tức là giảm tới 0,15 giây; trong khi pha tâm nhĩ co chỉ giảm 0,0375 giây. Vì vậy khi tim đập quá nhanh trong thời gian dài, tim sẽ thiếu thời gian nghỉ ngơi và đón máu — đó là lí do cơ thể không thể duy trì nhịp tim rất cao mãi được.

Ví dụ 4 (đếm ngược từ chu kì tim): Một người có chu kì tim dài 0,6 giây. Tính nhịp tim của người đó và cho biết trong 5 phút tim người đó đập bao nhiêu lần.
Bạn viết công thức: T bằng 60 chia cho nhịp tim, suy ra nhịp tim bằng 60 chia cho T. Bạn thay số: nhịp tim bằng 60 chia 0,6, bằng 100 lần/phút. Bạn tính số lần tim đập trong 5 phút: 100 nhân 5 bằng 500 lần. Bạn kiểm tra lại: mỗi chu kì dài 0,6 giây, trong một phút có 60 chia 0,6 bằng 100 chu kì — khớp với nhịp tim vừa tính. Bạn hãy để ý: dạng bài đếm ngược này chỉ cần đảo ngược công thức, nhưng bạn phải cẩn thận không nhầm tử số với mẫu số; nếu bạn lấy 0,6 chia 60 thì sẽ ra 0,01 — một con số vô nghĩa vì nhịp tim không thể nhỏ hơn 1 lần/phút ở người đang sống.

Năm lỗi sai thường gặp — và cách tránh

Lỗi 1: Lấy nhịp tim chia cho 60 thay vì lấy 60 chia cho nhịp tim.
Nhiều bạn nhớ mang máng công thức có số 60 và nhịp tim thì viết T bằng nhịp tim chia 60, ví dụ nhịp 75 thì tính ra 1,25 giây. Cách tránh: bạn hãy nhớ T là thời gian của MỘT chu kì, mà một phút có 60 giây chia đều cho số chu kì trong phút đó, nên phải lấy 60 chia cho nhịp tim. Bạn hãy kiểm tra nhanh: nhịp tim càng nhanh thì chu kì càng ngắn, nên nếu tính ra chu kì dài hơn 1 giây khi nhịp tim là 75 lần/phút thì chắc chắn bạn đã chia ngược.

Lỗi 2: Quên đơn vị hoặc nhầm giây với phút.
Nhiều bạn tính đúng 0,8 nhưng lại ghi đơn vị là phút, hoặc tính ra 0,8 giây rồi kết luận "trong một phút tim đập 0,8 lần". Cách tránh: bạn hãy nhớ T luôn tính bằng giây vì tử số 60 là 60 giây, còn nhịp tim tính bằng lần/phút. Bạn hãy viết rõ đơn vị trong mọi bước tính: T = 0,8 giây, nhịp tim = 75 lần/phút — viết đơn vị ra giấy sẽ giúp bạn không bao giờ nhầm.

Lỗi 3: Cho rằng thời gian ba pha bằng nhau.
Nhiều bạn chia đều 0,8 giây cho ba pha, mỗi pha khoảng 0,27 giây. Cách tránh: bạn hãy nhớ tỉ lệ thời gian ba pha là 1 : 3 : 4, trong đó pha dãn chung dài nhất (0,4 giây, chiếm một nửa chu kì), pha tâm thất co dài gấp ba pha tâm nhĩ co. Bạn hãy ghi nhớ câu "một — ba — bốn" theo thứ tự tâm nhĩ co, tâm thất co, dãn chung để không bao giờ chia đều.

Lỗi 4: Tính thời gian từng pha bằng cách chia chu kì cho 3 rồi nhân tỉ lệ lung tung.
Nhiều bạn nhớ tỉ lệ 1 : 3 : 4 nhưng lại chia chu kì cho 3 thay vì chia cho 8 (tổng số phần là 1 + 3 + 4 = 8). Cách tránh: bạn hãy nhớ tổng số phần luôn là 8, nên một phần bằng thời gian chu kì chia 8; sau đó nhân một phần với 1, 3 và 4 để ra thời gian từng pha. Bạn hãy kiểm tra lại bằng cách cộng ba pha: tổng phải bằng đúng thời gian chu kì ban đầu.

Lỗi 5: Nhầm nhịp tim với chu kì tim khi đọc đề.
Nhiều bạn thấy đề cho "tim đập 75 lần/phút" thì trả lời luôn "chu kì tim là 75" mà không tính gì cả, hoặc đề hỏi nhịp tim mà bạn lại trả lời thời gian chu kì. Cách tránh: bạn hãy gạch chân từ khóa trong đề — "nhịp tim" hỏi số lần đập trong một phút (đơn vị lần/phút), "chu kì tim" hỏi thời gian một lần co bóp (đơn vị giây). Hai đại lượng này tỉ lệ nghịch với nhau qua công thức T bằng 60 chia cho nhịp tim, nên bạn luôn phải đổi qua lại bằng phép chia.

Năm bài tập tự luyện

Hãy làm 5 bài tập sau đây rồi đối chiếu với bảng đáp án bên dưới. Nhớ viết rõ công thức T bằng 60 chia cho nhịp tim ra giấy trước khi thay số.

Câu 1: Một người trưởng thành có nhịp tim 75 lần/phút. Thời gian một chu kì tim của người đó là bao nhiêu?
A. 0,8 giây
B. 1,2 giây
C. 0,6 giây
D. 1 giây

Câu 2: Một người có nhịp tim 60 lần/phút. Thời gian một chu kì tim của người đó là bao nhiêu?
A. 0,5 giây
B. 1 giây
C. 0,8 giây
D. 1,5 giây

Câu 3: Một người có chu kì tim dài 0,75 giây. Nhịp tim của người đó là bao nhiêu lần/phút?
A. 60 lần/phút
B. 75 lần/phút
C. 80 lần/phút
D. 100 lần/phút

Câu 4: Ở người trưởng thành có nhịp tim 75 lần/phút, pha tâm nhĩ co kéo dài bao lâu?
A. 0,3 giây
B. 0,4 giây
C. 0,8 giây
D. 0,1 giây

Câu 5: Khi nhịp tim tăng gấp đôi thì thời gian một chu kì tim thay đổi như thế nào?
A. Giảm một nửa
B. Tăng gấp đôi
C. Không thay đổi
D. Tăng gấp 4 lần

Giải thích Câu 1 — Đáp án A đúng: Áp dụng T bằng 60 chia cho nhịp tim: 60 chia 75 bằng 0,8 giây. Đáp án B sai vì 1,2 giây là chu kì tim khi nhịp tim là 50 lần/phút. Đáp án C sai vì 0,6 giây là chu kì tim khi nhịp tim là 100 lần/phút. Đáp án D sai vì 1 giây là chu kì tim khi nhịp tim là 60 lần/phút.

Giải thích Câu 2 — Đáp án B đúng: T bằng 60 chia 60, bằng 1 giây. Đáp án A sai vì 0,5 giây là chu kì tim khi nhịp tim là 120 lần/phút. Đáp án C sai vì 0,8 giây là chu kì tim khi nhịp tim là 75 lần/phút. Đáp án D sai vì 1,5 giây là chu kì tim khi nhịp tim là 40 lần/phút.

Giải thích Câu 3 — Đáp án C đúng: Nhịp tim bằng 60 chia cho T: 60 chia 0,75 bằng 80 lần/phút. Đáp án A sai vì 60 lần/phút ứng với chu kì 1 giây. Đáp án B sai vì 75 lần/phút ứng với chu kì 0,8 giây. Đáp án D sai vì 100 lần/phút ứng với chu kì 0,6 giây.

Giải thích Câu 4 — Đáp án D đúng: Ở nhịp tim 75 lần/phút, chu kì tim dài 0,8 giây; pha tâm nhĩ co chiếm 1 phần trong 8 phần, bằng 0,8 chia 8 bằng 0,1 giây. Đáp án A sai vì 0,3 giây là thời gian pha tâm thất co. Đáp án B sai vì 0,4 giây là thời gian pha dãn chung. Đáp án C sai vì 0,8 giây là thời gian cả chu kì tim, không phải của riêng pha tâm nhĩ co.

Giải thích Câu 5 — Đáp án A đúng: T bằng 60 chia cho nhịp tim, nên khi nhịp tim tăng gấp đôi thì mẫu số tăng gấp đôi, T giảm một nửa. Đáp án B sai vì đó là chiều thay đổi ngược lại. Đáp án C sai vì T và nhịp tim tỉ lệ nghịch với nhau, không thể không thay đổi. Đáp án D sai vì không có phép tính nào cho ra gấp 4 lần.

Câu hỏi thường gặp về chu kì tim

Hỏi: Chu kì tim là gì và gồm mấy pha?
Đáp: Chu kì tim là một lần co và dãn nhịp nhàng của tim, gồm ba pha nối tiếp: tâm nhĩ co 0,1 giây, tâm thất co 0,3 giây và dãn chung 0,4 giây ở người trưởng thành. Cả ba pha cộng lại thành 0,8 giây, tương ứng với nhịp tim 75 lần/phút.

Hỏi: Vì sao nhịp tim càng nhanh thì chu kì tim càng ngắn?
Đáp: Vì trong một phút chỉ có 60 giây, số chu kì càng nhiều thì thời gian dành cho mỗi chu kì càng ít. Công thức T bằng 60 chia cho nhịp tim cho thấy hai đại lượng này tỉ lệ nghịch với nhau: nhịp tim tăng gấp đôi thì chu kì tim giảm một nửa.

Hỏi: Khi chạy nhanh, pha nào của chu kì tim bị rút ngắn nhiều nhất?
Đáp: Pha dãn chung bị rút ngắn nhiều nhất, vì nó là pha dài nhất (chiếm một nửa chu kì). Ví dụ, khi nhịp tim tăng từ 75 lên 120 lần/phút, pha dãn chung giảm từ 0,4 giây xuống 0,25 giây, trong khi pha tâm nhĩ co chỉ giảm từ 0,1 xuống 0,0625 giây. Vì vậy tim đập quá nhanh lâu ngày sẽ thiếu thời gian nghỉ ngơi.

Hỏi: Nhịp tim của trẻ em và người già có khác người trưởng thành không?
Đáp: Có. Trẻ em có nhịp tim nhanh hơn, khoảng 90–110 lần/phút ở trẻ 5–10 tuổi và 120–140 lần/phút ở trẻ sơ sinh, nên chu kì tim của trẻ ngắn hơn, chỉ khoảng 0,5–0,67 giây. Người già thường có nhịp tim chậm hơn một chút. Nhịp tim còn thay đổi theo trạng thái: lúc ngủ chậm lại, lúc vận động hay xúc động mạnh thì nhanh lên.

Hỏi: Học công thức chu kì tim để làm gì trong thực tế?
Đáp: Công thức này là cơ sở để bác sĩ đánh giá sức khỏe tim mạch qua nhịp tim đo được: nhịp tim lúc nghỉ ngơi quá nhanh (trên 100 lần/phút) hay quá chậm (dưới 60 lần/phút) kéo dài đều có thể là dấu hiệu bệnh lí cần khám thêm. Vận động viên cũng dùng nhịp tim để theo dõi cường độ tập luyện và độ hồi phục của tim sau khi gắng sức.

Kết luận

Chu kì tim chỉ gói gọn trong một công thức: T bằng 60 chia cho nhịp tim. Bạn hãy nhớ ba điều: mỗi chu kì tim gồm ba pha với tỉ lệ thời gian 1 : 3 : 4 (tâm nhĩ co 0,1 giây, tâm thất co 0,3 giây, dãn chung 0,4 giây ở người trưởng thành); nhịp tim và chu kì tim tỉ lệ nghịch với nhau; và khi tính thời gian từng pha, bạn phải chia chu kì cho 8 rồi mới nhân với 1, 3 và 4. Làm xong 5 bài tập ở trên, bạn đã đủ tự tin để tính chu kì tim trong mọi bài toán lớp 11 — và cũng hiểu vì sao trái tim bé nhỏ của bạn có thể đập đều đặn hơn 100.000 lần mỗi ngày mà không cần nghỉ phép một giây nào.