Tim của bạn là một chiếc máy bơm bền bỉ nhất mà bạn từng biết: mỗi phút nó bơm khoảng 5 lít máu đi khắp cơ thể, mỗi ngày khoảng 7.000 lít, và trong cả đời người con số đó lên tới hàng trăm triệu lít máu. Nhưng "5 lít mỗi phút" ấy được tính ra sao? Câu trả lời nằm ở hai con số rất đơn giản: tim đập bao nhiêu lần trong một phút, và mỗi lần đập nó tống ra bao nhiêu máu. Nhân hai con số đó với nhau, bạn có lưu lượng tim — chỉ số quan trọng nhất để đánh giá tim làm việc khỏe hay yếu. Bài viết này sẽ cho bạn thấy vì sao một vận động viên có thể bơm tới 20 lít máu mỗi phút khi thi đấu, trong khi một người bình thường chỉ bơm được khoảng 5 lít.
Trong bài viết này, bạn sẽ học công thức lưu lượng tim Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu, hiểu thể tích tâm thu là gì và vì sao nó thường khoảng 70 mL ở người trưởng thành. Bạn sẽ tính 4 ví dụ từng bước: từ người nghỉ ngơi, người vận động nhẹ, vận động viên thi đấu đến bài toán đếm ngược tìm thể tích tâm thu. Sau đó bạn sẽ tránh 5 lỗi sai thường gặp, 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 tim vận động viên đập chậm hơn mà vẫn bơm được nhiều máu hơn?
Lưu lượng tim là gì? Công thức Q = nhịp tim × thể tích tâm thu
Lưu lượng tim, còn gọi là cung lượng tim, là lượng máu mà tim bơm đi trong một phút. Để tính lưu lượng tim, bạn chỉ cần biết hai con số. Con số thứ nhất là nhịp tim: số lần tim đập trong một phút, thường khoảng 75 lần/phút ở người trưởng thành lúc nghỉ ngơi. Con số thứ hai là thể tích tâm thu, kí hiệu SV: lượng máu mà tâm thất tống ra trong một lần co bóp, thường khoảng 70 mL ở người trưởng thành. Công thức viết là: Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu, trong đó Q là lưu lượng tim. Bạn hãy nhớ kĩ đơn vị: nhịp tim tính bằng lần/phút, thể tích tâm thu tính bằng mL, nên Q có đơn vị là mL/phút; muốn đổi sang lít/phút thì chia cho 1000.
Thể tích tâm thu không phải là toàn bộ lượng máu chứa trong tâm thất. Trước mỗi lần co bóp, tâm thất chứa khoảng 120 mL máu, nhưng khi co bóp nó chỉ tống ra khoảng 70 mL, còn khoảng 50 mL máu ở lại trong tâm thất. Tỉ lệ máu được tống ra so với lượng máu chứa trong tâm thất gọi là phân suất tống máu, khoảng 58% ở người khỏe mạnh. Khi bạn vận động mạnh, tim co bóp mạnh hơn nên thể tích tâm thu tăng lên, có thể đạt 120 mL ở vận động viên được rèn luyện tốt. Nếu bạn muốn hiểu mỗi lần tim co bóp kéo dài bao lâu, hãy xem thêm bài chu kì tim để thấy một chu kì tim dài 0,8 giây được chia thành ba pha ra sao. Bạn cũng có thể kiểm chứng nhanh mọi phép nhân trong bài này bằng máy tính Casio online trên ClassOn mỗi khi làm bài tập về nhà.
Lưu lượng tim thay đổi rất lớn theo trạng thái hoạt động của cơ thể. Lúc nghỉ ngơi, lưu lượng tim của người trưởng thành khoảng 5–5,25 lít/phút, đủ để cung cấp ôxi và chất dinh dưỡng cho các cơ quan. Khi vận động nhẹ như đi bộ nhanh, lưu lượng tim tăng lên khoảng 8–10 lít/phút. Khi vận động mạnh như chạy marathon, lưu lượng tim có thể đạt 20–25 lít/phút ở vận động viên. Sự tăng lên này đến từ cả hai yếu tố: nhịp tim tăng (từ 75 lên 180 lần/phút) và thể tích tâm thu tăng (từ 70 lên 120 mL). Bạn hãy nhớ: lưu lượng tim tăng gấp bốn lần khi thi đấu không phải chỉ vì tim đập nhanh gấp đôi, mà còn vì mỗi lần đập tim bơm ra nhiều máu hơn. Cơ tim hoạt động không ngừng nghỉ nên cần rất nhiều năng lượng; bạn có thể xem thêm bài phương trình hô hấp tế bào để hiểu mỗi phân tử glucôzơ hô hấp tạo ra 30–32 ATP nuôi cơ tim co bóp ra sao.
Có một điểm rất thú vị mà sách giáo khoa hay nhấn mạnh: tim của vận động viên lúc nghỉ ngơi thường đập chậm hơn người bình thường, chỉ khoảng 50 lần/phút, nhưng lưu lượng tim lúc nghỉ vẫn đạt khoảng 5 lít/phút như người khác. Lí do là thể tích tâm thu của vận động viên lớn hơn nhiều: tim họ to và khỏe hơn nên mỗi lần co bóp tống ra khoảng 100 mL máu, bù lại cho nhịp tim chậm. Đây là một ví dụ đẹp cho thấy công thức Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu: hai thừa số có thể thay đổi ngược chiều nhau mà tích số vẫn giữ nguyên. Khi khám sức khỏe, bác sĩ thường đo lưu lượng tim để đánh giá tim có bơm đủ máu cho cơ thể hay không; lưu lượng tim quá thấp kéo dài là dấu hiệu của suy tim và cần được điều trị.
Bốn ví dụ tính lưu lượng tim từng bước
Ví dụ 1 (dùng đúng số liệu mẫu): Một người trưởng thành có nhịp tim 75 lần/phút, mỗi lần tâm thất trái tống 70 mL máu. Tính lưu lượng tim của người đó theo mL/phút và theo lít/phút.
Bạn viết công thức: Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu. Bạn thay số: Q bằng 75 nhân 70, bằng 5.250 mL/phút. Bạn đổi đơn vị sang lít/phút: 5.250 chia 1000 bằng 5,25 lít/phút. Bạn kiểm tra lại: trong một giờ, tim người này bơm 5,25 nhân 60 bằng 315 lít máu; trong một ngày bơm 5,25 nhân 1440 bằng 7.560 lít — một con số khổng lồ cho thấy tim làm việc vất vả đến mức nào. Bạn hãy để ý: 5,25 lít/phút là lưu lượng tim lúc nghỉ ngơi, gần bằng tổng lượng máu trong cơ thể người (khoảng 5 lít), nghĩa là toàn bộ lượng máu trong cơ thể được tim bơm đi một vòng chỉ trong khoảng một phút.
Ví dụ 2 (vận động nhẹ): Một học sinh đi bộ nhanh có nhịp tim 100 lần/phút, thể tích tâm thu 80 mL. Tính lưu lượng tim của học sinh này.
Bạn áp dụng công thức: Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu. Bạn thay số: Q bằng 100 nhân 80, bằng 8.000 mL/phút. Bạn đổi đơn vị: 8.000 chia 1000 bằng 8 lít/phút. Bạn kiểm tra lại: so với lúc nghỉ ngơi (5,25 lít/phút), lưu lượng tim khi đi bộ nhanh tăng thêm 8 trừ 5,25 bằng 2,75 lít/phút, tức là tăng khoảng 52%. Bạn hãy để ý: sự tăng này đến từ cả hai yếu tố — nhịp tim tăng từ 75 lên 100 lần/phút và thể tích tâm thu tăng từ 70 lên 80 mL — vì khi vận động, tim vừa đập nhanh hơn vừa co bóp mạnh hơn.
Ví dụ 3 (vận động viên thi đấu): Một vận động viên chạy marathon có nhịp tim 180 lần/phút, thể tích tâm thu 120 mL. Tính lưu lượng tim của vận động viên khi thi đấu.
Bạn áp dụng công thức: Q bằng 180 nhân 120, bằng 21.600 mL/phút. Bạn đổi đơn vị: 21.600 chia 1000 bằng 21,6 lít/phút. Bạn kiểm tra lại: 21,6 lít/phút gấp khoảng 4 lần lưu lượng tim lúc nghỉ ngơi (5,25 lít/phút) — khớp với thực tế là vận động viên có thể tăng lưu lượng tim lên 4–5 lần khi thi đấu. Bạn hãy để ý: nếu chỉ tăng nhịp tim mà thể tích tâm thu giữ nguyên 70 mL thì lưu lượng tim chỉ đạt 180 nhân 70 bằng 12.600 mL/phút, tức là 12,6 lít/phút; con số 21,6 lít/phút chỉ đạt được nhờ thể tích tâm thu cũng tăng lên 120 mL. Đây chính là lợi ích của việc rèn luyện: tim khỏe hơn thì mỗi lần đập bơm được nhiều máu hơn.
Ví dụ 4 (đếm ngược tìm thể tích tâm thu): Một người có lưu lượng tim 6 lít/phút và nhịp tim 75 lần/phút. Tính thể tích tâm thu của người đó.
Bạn đổi lưu lượng tim về mL/phút: 6 lít/phút bằng 6.000 mL/phút. Bạn viết công thức: Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu, suy ra thể tích tâm thu bằng Q chia cho nhịp tim. Bạn thay số: thể tích tâm thu bằng 6.000 chia 75, bằng 80 mL. Bạn kiểm tra lại: 75 nhân 80 bằng 6.000 mL/phút, bằng 6 lít/phút — khớp với đề bài. Bạn hãy để ý: thể tích tâm thu 80 mL cao hơn mức trung bình 70 mL một chút, cho thấy tim người này co bóp khá khỏe; dạng bài đếm ngược này thường xuất hiện trong đề thi dưới dạng "biết lưu lượng tim và nhịp tim, tìm thể tích tâm thu".
Năm lỗi sai thường gặp — và cách tránh
Lỗi 1: Quên đổi đơn vị từ mL/phút sang lít/phút.
Nhiều bạn tính đúng Q bằng 5.250 mL/phút rồi trả lời luôn "lưu lượng tim là 5.250 lít/phút" mà không chia cho 1000. Cách tránh: bạn hãy nhớ 1 lít bằng 1000 mL, nên muốn đổi mL/phút sang lít/phút thì chia cho 1000. Bạn hãy kiểm tra nhanh: lưu lượng tim của người bình thường chỉ khoảng 5 lít/phút, nên nếu tính ra hàng nghìn lít/phút thì chắc chắn bạn đã quên đổi đơn vị.
Lỗi 2: Nhầm thể tích tâm thu với tổng lượng máu trong tâm thất.
Nhiều bạn lấy 120 mL (lượng máu chứa trong tâm thất trước khi co) làm thể tích tâm thu rồi tính Q bằng 75 nhân 120 bằng 9.000 mL/phút. Cách tránh: bạn hãy nhớ thể tích tâm thu chỉ là lượng máu ĐƯỢC TỐNG RA trong một lần co bóp, khoảng 70 mL, còn khoảng 50 mL máu vẫn ở lại trong tâm thất sau mỗi lần co. Bạn hãy ghi nhớ cặp số "120 chứa, 70 tống, 50 còn lại" để không bao giờ nhầm.
Lỗi 3: Nhầm lưu lượng tim của tâm thất trái với lưu lượng tim của cả tim.
Nhiều bạn thắc mắc vì sao chỉ tính tâm thất trái mà không cộng thêm tâm thất phải. Cách tránh: bạn hãy nhớ hai tâm thất bơm lượng máu bằng nhau trong mỗi lần co bóp — tâm thất trái bơm máu đi nuôi cơ thể, tâm thất phải bơm máu lên phổi — nên lưu lượng tim tính theo tâm thất nào cũng cho cùng một con số. Đề bài thường cho số liệu của tâm thất trái, bạn chỉ cần dùng đúng con số đó.
Lỗi 4: Cộng nhịp tim với thể tích tâm thu thay vì nhân.
Nhiều bạn thấy công thức có hai con số thì cộng lại: 75 + 70 bằng 145 rồi không biết đơn vị là gì. Cách tránh: bạn hãy nhớ lưu lượng tim là lượng máu bơm trong một phút, bằng số lần đập trong một phút NHÂN với lượng máu mỗi lần đập tống ra — đây là bài toán "mỗi lần được bao nhiêu, có bao nhiêu lần" nên phép tính phải là phép nhân. Bạn hãy kiểm tra đơn vị: lần/phút nhân mL bằng mL/phút, còn phép cộng thì đơn vị không có nghĩa.
Lỗi 5: Cho rằng lưu lượng tim chỉ phụ thuộc vào nhịp tim.
Nhiều bạn nghĩ tim đập càng nhanh thì lưu lượng tim càng lớn, nên kết luận vận động viên có nhịp tim nghỉ 50 lần/phút thì lưu lượng tim thấp hơn người bình thường. Cách tránh: bạn hãy nhớ lưu lượng tim bằng TÍCH của nhịp tim và thể tích tâm thu; tim vận động viên đập chậm hơn nhưng mỗi lần đập tống ra nhiều máu hơn (khoảng 100 mL), nên tích số vẫn đạt khoảng 5 lít/phút như người bình thường. Bạn hãy luôn tính cả hai thừa số trước khi kết luận.
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 Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu ra giấy trước khi thay số, và đổi đơn vị sang lít/phút khi đề hỏi.
Câu 1: Một người có nhịp tim 75 lần/phút, thể tích tâm thu 70 mL. Lưu lượng tim của người đó là bao nhiêu?
A. 5,25 lít/phút
B. 5 lít/phút
C. 7,5 lít/phút
D. 525 mL/phút
Câu 2: Một người có nhịp tim 80 lần/phút, thể tích tâm thu 70 mL. Lưu lượng tim của người đó là bao nhiêu?
A. 5,25 lít/phút
B. 5,6 lít/phút
C. 6,4 lít/phút
D. 8 lít/phút
Câu 3: Một người có lưu lượng tim 6 lít/phút và nhịp tim 60 lần/phút. Thể tích tâm thu của người đó là bao nhiêu?
A. 60 mL
B. 80 mL
C. 100 mL
D. 120 mL
Câu 4: Khi thể tích tâm thu tăng lên mà nhịp tim không đổi thì lưu lượng tim thay đổi như thế nào?
A. Giảm xuống
B. Không thay đổi
C. Giảm một nửa
D. Tăng lên tỉ lệ thuận
Câu 5: Một người có lưu lượng tim 5 lít/phút. Trong 1 giờ, tim người đó bơm được bao nhiêu lít máu?
A. 300 lít
B. 30 lít
C. 5 lít
D. 500 lít
| Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Đáp án | A | B | C | D | A |
Giải thích Câu 1 — Đáp án A đúng: Q bằng 75 nhân 70, bằng 5.250 mL/phút, bằng 5,25 lít/phút. Đáp án B sai vì 5 lít/phút là kết quả làm tròn thô, không phải đáp án chính xác. Đáp án C sai vì 7,5 lít/phút là kết quả khi lấy 75 nhân 100. Đáp án D sai vì 525 mL/phút là kết quả khi lấy 75 nhân 7, tức là nhầm 70 mL thành 7 mL.
Giải thích Câu 2 — Đáp án B đúng: Q bằng 80 nhân 70, bằng 5.600 mL/phút, bằng 5,6 lít/phút. Đáp án A sai vì 5,25 lít/phút là lưu lượng tim khi nhịp tim là 75 lần/phút. Đáp án C sai vì 6,4 lít/phút là kết quả khi lấy 80 nhân 80. Đáp án D sai vì 8 lít/phút là lưu lượng tim khi nhịp tim là 100 lần/phút và thể tích tâm thu là 80 mL.
Giải thích Câu 3 — Đáp án C đúng: Đổi 6 lít/phút thành 6.000 mL/phút, thể tích tâm thu bằng 6.000 chia 60, bằng 100 mL. Đáp án A sai vì 60 mL là kết quả khi lấy 6.000 chia 100. Đáp án B sai vì 80 mL là kết quả khi lấy 6.000 chia 75. Đáp án D sai vì 120 mL là lượng máu chứa trong tâm thất trước khi co, không phải thể tích tâm thu.
Giải thích Câu 4 — Đáp án D đúng: Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu, nên khi nhịp tim không đổi mà thể tích tâm thu tăng thì Q tăng lên tỉ lệ thuận với thể tích tâm thu. Đáp án A sai vì Q không thể giảm khi một thừa số tăng và thừa số còn lại không đổi. Đáp án B sai vì Q thay đổi theo thể tích tâm thu. Đáp án C sai vì không có phép tính nào cho ra giảm một nửa.
Giải thích Câu 5 — Đáp án A đúng: Trong 1 giờ có 60 phút, lượng máu bơm được bằng 5 nhân 60, bằng 300 lít. Đáp án B sai vì 30 lít là kết quả khi nhân nhầm với 6 thay vì 60. Đáp án C sai vì 5 lít chỉ là lượng máu bơm trong 1 phút. Đáp án D sai vì 500 lít là kết quả khi nhân nhầm với 100.
Câu hỏi thường gặp về lưu lượng tim
Hỏi: Lưu lượng tim và thể tích tâm thu khác nhau như thế nào?
Đáp: Thể tích tâm thu là lượng máu tim tống ra trong MỘT lần co bóp, khoảng 70 mL; lưu lượng tim là lượng máu tim bơm đi trong MỘT PHÚT, bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu, khoảng 5,25 lít/phút ở người trưởng thành lúc nghỉ ngơi. Bạn hãy nhớ: thể tích tâm thu tính theo lần đập, lưu lượng tim tính theo phút.
Hỏi: Vì sao tim vận động viên đập chậm hơn mà lưu lượng tim vẫn đủ?
Đáp: Vì tim vận động viên to và khỏe hơn nên mỗi lần co bóp tống ra nhiều máu hơn, khoảng 100 mL thay vì 70 mL. Nhịp tim 50 lần/phút nhân với 100 mL vẫn cho lưu lượng tim khoảng 5 lít/phút, bằng người bình thường. Khi thi đấu, tim vận động viên còn tăng được cả nhịp tim lẫn thể tích tâm thu nên lưu lượng tim đạt trên 20 lít/phút.
Hỏi: Lưu lượng tim tối đa của con người là bao nhiêu?
Đáp: Ở người bình thường không tập luyện, lưu lượng tim tối đa khi gắng sức khoảng 15–20 lít/phút. Ở vận động viên đẳng cấp cao, con số này có thể đạt 25–30 lít/phút, thậm chí cao hơn. Lưu lượng tim tối đa là một trong những chỉ số quan trọng nhất đánh giá thể lực tim mạch.
Hỏi: Lưu lượng tim thấp có nguy hiểm không?
Đáp: Có. Lưu lượng tim thấp kéo dài nghĩa là các cơ quan không nhận đủ máu, ôxi và chất dinh dưỡng, gây mệt mỏi, khó thở, chóng mặt và có thể là dấu hiệu của suy tim. Bác sĩ thường đo lưu lượng tim bằng siêu âm tim để theo dõi bệnh nhân tim mạch.
Hỏi: Uống cà phê hay hồi hộp có làm tăng lưu lượng tim không?
Đáp: Có, nhưng chủ yếu là do nhịp tim tăng lên. Cà phê, căng thẳng hay xúc động mạnh kích thích hệ thần kinh giao cảm làm tim đập nhanh hơn, nhờ đó lưu lượng tim tăng tạm thời. Tuy nhiên, nếu nhịp tim tăng quá cao mà thể tích tâm thu không tăng theo, lưu lượng tim sẽ không tăng tương xứng vì tim không còn đủ thời gian đón máu về giữa các nhịp đập.
Kết luận
Lưu lượng tim chỉ gói gọn trong một công thức: Q bằng nhịp tim nhân với thể tích tâm thu. Bạn hãy nhớ ba điều: thể tích tâm thu là lượng máu tống ra trong một lần co bóp, khoảng 70 mL ở người trưởng thành, không phải toàn bộ lượng máu trong tâm thất; muốn đổi mL/phút sang lít/phút thì chia cho 1000; và lưu lượng tim tăng khi vận động là nhờ cả nhịp tim lẫn thể tích tâm thu cùng tăng. Làm xong 5 bài tập ở trên, bạn đã đủ tự tin để tính lưu lượng tim trong mọi bài toán lớp 11 — và cũng hiểu vì sao trái tim khỏe không phải là trái tim đập nhanh nhất, mà là trái tim mỗi lần đập đều bơm được thật nhiều máu.