Sinh lý hồng cầu
1. Hình dạng - cấu trúc
2. Số lượng
3. Chức năng
4. Sự sinh sản hồng cầu
5. Đời sống hồng cầu
6. Một số rối loạn lâm sàng của dòng hồng cầu
Hồng cầu là những tế bào, không nhân, hình dĩa, lõm hai mặt.
Đường kính của hồng cầu -7-8 micromét.
Chiều dày tế bào ở trung tâm là 1 micromét và ở ngoại vi là 2-3 micromét.
Hình dĩa lõm hai mặt thích hợp với khả năng vận chuyển khí của hồng cầu vì:
- Tăng diện tích bề mặt tiếp xúc làm tăng khả năng khuếch tán khí thêm 30% so với hồng cầu cùng thể tích mà có dạng hình cầu.
- Làm cho hồng cầu trở nên cực kỳ mềm dẽo, có thể đi qua các mao mạch hẹp mà không gây tổn thương mao mạch cũng như bản thân hồng cầu.
Hồng cầu có màng bán thâm bao quanh. Màng hồng cầu không cho chất keo thấm qua
đối với các ion muối khoáng, tính thấm của màng cũng không đồng đều
các ion H+, OH”, HCO3′ và một số anion hữu cơ thấm qua dễ dàng
các ion K+, Na+, Ca++ thấm qua rất ít và chậm, hoặc không quạ được (Ca*\ Mg++)
Hồng cầu không thay đổi hình dạng khi đặt trong dung dịch đẳng trương(Nacl 0,9%)
Trong dung dịch ưu trương nước trong hồng cầu thâm ra ngoài, làm hồng cầu teo lại
Trong dung dịch nhược trương nước từ ngoài thấm vào hồng cầu làm nó trương to lên, và cuối cùng vỡ ra gây tan máu.
Thành phần chính của hồng cầu là hemoglobin (Hb), chiếm 34% trọng lượng
- H20 : 63,5%
- Hb : 32 – 34%
- Lipit : 1%
- Protein I
- Đường I 2%
- Vitamin, axít folic
Thứ 2: số lượng
Ở người bình thường, số lượng hồng cầu trong máu ngoại vi là:
Nam: 5.400.000 ± 300.000 /mm3.
Nữ: 4.700.000 ± 300.000/mm3.
Số lượng hồng cầu trong hệ tuần hoàn luôn được điều hòa một cách thích hợp, để cung cấp đủ lượng oxy cho mô.Bất kỳ nguyên nhân nào gây nên sự giảm lượng oxy chuyên chở đến mô đều làm tăng tỷ lệ sản xuất hồng cầu.
Những người sống lâu nơi phân áp oxy trong không khí thấp (ở vùng núi cao) thì số lượng hồng cầu tăng.
Số lượng hồng cầu phụ thuộc vào mức độ hoạt động của mỗi người: số lượng hồng cầu hạ thấp khi ngủ, và tăng lên khi làm việc nhiều, lao động nặng.
Số lượng hồng cầu phụ thuộc vào lứa tuổi: hồng cầu ở trê sơ sinh khoảng từ 5 – 7 triệu/mm3 máu, nhưng trong vòng một hai tuần lễ đầu sau khi sanh một số lượng lớn hồng cầu bị tiêu hủy gây ra chứng vàng da huyết tán sinh lý và sau vài tháng thì số lượng hồng cầu xấp xỉ như ở người lớn.
Số lượng hồng cầu phụ thuộc vào sự bài tiết erythropoietin, vì erythropoietin tác động lên tủy xương, làm tủy xương tăng sản xuất hồng cầu.
Số lượng hồng cầu thay đổi trong các trường hợp bệnh lý:
– Hồng cầu tăng trong bệnh đa hồng cầu (bệnh Vaquez), trong ngạt, trong tình trạng mất nước nhiều do tiêu chảy, nôn ói nhiều hoặc do bị phỏng gây mất huyết tương.
- Số lượng hồng cầu giảm trong các bệnh thiếu máu, xuất huyết…
- Tròng nhiều bệnh khác nhau của hệ tuần hoàn, lưu lượng máu đến các mạch máu ngoại vi giảm, gây thiếu oxy ở mô do đó sẽ tăng sản xuất hồng cầu để bảo đảm hô hấp. Ví dụ trong trường hợp suy tim lâu dài, gây thiếu oxy do giảm lưu lượng máu đến mô, làm tăng sự sản xuất hồng cầu, làm tăng dung tích hồng cầu(hematocrit)
Thứ 3: Chức năng
Chức năng chủ yếu của hồng cầu là vận chuyển oxy tới các tổ chức. Chức năng này được thực hiện nhờ huyết cầu tố (hemoglobin) chứa trong hồng cầu.
Ngoài ra hồng cầu còn có các chức năng sau:
- vận chuyển một phần CO2 (nhờ hemoglobin)
- Chức năng tạo áp suất keo, giúp huyết tương vận chuyển CO2 (nhờ enzym carbonic anhydrase)
- điều hoà cân bằng toan kiềm nhờ tác dụng đệm của hemoglobin.
Để hiểu dc cách thức vận chuyển oxy của Hemoglobin ta cần biết
Số lượng Hemoglobin trong hồng cầu
Nồng độ hemoglobin bình thường trung bình từ 14 – 16 g/100mL máu:- Nam : 14,6 ± 0,6 g/100mL máu
- Nữ : 13,2 ± 0,5 g/100mL máu
Cấu trúc của hemoglobin
Hemoglobin còn gọi huyết sắc tố, đó là chromoprotein gồm hai thành phần là nhân heme và globin.
Heme là một sắc tố đỏ. Mỗi heme gồm một vòng porphyrin và một Fe2+ chính giữa. Một phân tử hemoglobin có bốn nhân heme, chiếm 5%.
Globin là một protein gồm bốn chuỗi polypeptid giống nhau từng đôi một. Hemoglobin người bình thường là HbA gồm 2 chuỗi a và 2 chuỗi b.
Hemoglobin bào thai là HbF gồm 2 chuỗi a và 2 chuỗi g
Sự bất thường của các chuỗi globin sẽ làm thay đổi đặc điểm sinh lý của phân tử Hb. Ví dụ, trong bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm, acid amin valin thay thế cho glutamic tại một vị trí trong mỗi chuỗi b làm HbA trở thành HbS
Mỗi hồng cầu có khoảng 34,6 —> 35 microgam hemoglobin. Hemoglobin được màng hồng cầu bâo vệ. Trong những trường hợp bệnh lý (nọc độc rắn…) sức bền màng hồng cầu giảm, hồng cầu bị vỡ trong mạch máu, hemoglobin giải phóng vào huyết tương, không còn bảo đảm được chức năng vận chuyển khí.
Và bây giờ mình sẽ nói về chức năng vận chuyển khí nha
Chức năng vận chuyển khí
- Vận chuyển khí O2:
Hồng cầu vận chuyển O2 từ phổi đến tổ chức nhờ phản ứng sau:
Hb gắn với 02 tạo thành oxyhemoglobin (Hb02). Oxy được gắn với Fe++ trong thành phần hem.
Hb + O2 = HbO2 (oxyhemoglobin)
Đây là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp O2 quyết định.
Một phân tử Hb có thể gắn với 4 phân tử 02. Sự gắn với một phân tử 02 đầu tiên vào Hb làm tăng ái lực của Hb với phân tử 02 tiếp theo… Đây là phản ứng gắn oxy vào nguyên tử Fe++ chứ không phải là phản ứng oxy hóa, nên sắt vẫn có hóa trị 2 (Fe++
Sự tạo thành và phân ly oxyhemoglobin xảy ra rất nhanh ở hồng cầu, tùy thuộc vào phân áp oxy. Khi hồng cầu đến phổi, 02 từ phổi sẽ di chuyển và kết hợp với Hb. Khi đến mô nơi có nồng độ oxy thấp hơn ở máu, 02 sẽ rời khỏi Hb vào huyết tương, rồi vào mô. Trong kết hợp này, 02 vẫn ở dạng phân tử, mô đễ hấp thu.
Khi hít phải không khí nhiều CO (carbon monoxide), hemoglobin sẽ kết hợp CO để tạo ra carboxyhemoglobin theo phản ứng:
Hb + CO = HbCO
Ái lực của Hb đối với CO gấp hơn 200 lần đối với O2, vì vậy một khi đã kết hợp với CO thì Hb không còn khả năng vận chuyển O2 nữa. Dấu hiệu đầu tiên là da xanh tím, bệnh nhân rơi vào trạng thái kích thích, rồi buồn ngủ, hôn mê và tử vong. Khí CO thường được sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn. Điều trị bằng cách đưa bệnh nhân ra khỏi môi trường nhiều CO, đồng thời cho thở O2.
-Vận chuyển khí CO2:
Hồng cầu vận chuyển CO2 từ tổ chức về phổi theo phản ứng sau:
Hb + CO2 --- HbCO2 (carbaminohemoglobin)
CO2 được gắn với nhóm NH2 của globin. Đây cũng là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp CO2 quyết định. Chỉ khoảng 20% CO2 được vận chuyển dưới hình thức này, còn lại là do muối kiềm của huyết tương vận chuyển.
THỨ 4:SỰ SINH SẢN HỒNG CẦU
Quá trình biệt hoá dòng hồng cầu
· Tiền nguyên hồng cầu là tế bào đầu tiên của dòng hồng cầu mà chúng ta nhận dạng được. Quá trình biệt hoá từ tiền nguyên hồng cầu diễn ra theo sơ đồ 1.
· Các giai đoạn từ tế bào gốc đến hồng cầu lưới diễn ra trong tuỷ xương, sau đó hồng cầu lưới được phóng thích ra máu ngoại vi 24-48 giờ thì mạng lưới biến mất và trở thành hồng cầu trưởng thành. Tỷ lệ hồng cầu lưới trong máu ngoại vi không quá 1%. Tỷ lệ này cho phép đánh giá tốc độ sinh hồng cầu của tuỷ xương sau liệu trình điều trị thiếu máu hoặc sau khi bị mất máu cấp.
- Sự tổng hợp Hemoglobin xảy ra từ giai đoạn tiền nguyên hồng cầu và ngày càng tang dần, đến giai đoạn nguyên hồng cầu ưa acid thì đạt mức bảo hòa
· Sự điều hoà sinh sản hồng cầu
· Số lượng hồng cầu trong hệ thống tuần hoàn được điều hoà chặt chẽ để nó chỉ thay đổi trong một phạm vi hẹp. Số lượng hồng cầu phải đảm bảo hai yêu cầu sau:
· Đủ cung cấp oxy cho tổ chức.
· Không quá nhiều để tránh cản trở sự lưu thông máu.
· Nồng độ oxy tổ chức là yếu tố chính kiểm soát tốc độ sinh hồng cầu. Tốc độ sinh hồng cầu sẽ tăng trong những trường hợp lượng oxy vận chuyển đến tổ chức không đáp ứng đủ nhu cầu của tổ chức và ngược lại.
· Tốc độ sinh hồng cầu sẽ tăng trong các trường hợp sau:
· Khi thiếu máu do mất máu, tuỷ xương sẽ tăng sinh sản hồng cầu. Ngoài ra, ở những người bị thương tổn tuỷ xương một phần do liệu pháp tia X chẳng hạn, phần tuỷ xương còn lại sẽ tăng sinh sản hồng cầu để đáp ứng nhu cầu cơ thể.
· Những người sống ở vùng cao.
· Các trường hợp suy tim kéo dài hoặc những bệnh phổi mạn tính.
· Các thành phần dinh dưỡng tham gia tạo hồng cầu
· Để tạo hồng cầu, cần phải cung cấp đầy đủ protein, sắt, và các vitamin B12, B9 (acid folic).
· Protein cần cho sự tổng hợp các chuỗi globin và các thành phần cấu trúc của hồng cầu.
· Sắt cần để tạo nhân heme: nhu cầu sắt hàng ngày là 1 mg ở nam giới và 2 mg ở nữ. Đối với phụ nữ có thai nhu cầu sắt càng tăng cao nên phải cung cấp thêm viên sắt mỗi ngày.
· Vitamin B12 và acid folic cần cho quá trình tổng hợp DNA để phục vụ sự phân chia tế bào. Nhu cầu B12 mỗi ngày là 1-3 mg.
Thứ 5: Đời sống hồng cầu
Đời sống trung bình của hồng cầu trong máu ngoại vi là 120 ngày. Theo thời gian, màng hồng cầu sẽ mất dần tính mềm dẻo và cuối cùng hồng cầu sẽ vỡ khi đi qua các mao mạch nhỏ của lách. Hemoglobin phóng thích ra từ hồng cầu vỡ sẽ bị thực bào bởi các đại thực bào cố định của gan, lách và tuỷ xương.
Đại thực bào sẽ giải phóng sắt vào máu; sắt này cùng với sắt từ thức ăn do ruột non hấp thu, được vận chuyển dưới dạng transferrin dến tuỷ xương để tạo hồng cầu mới, hoặc đến gan và các mô khác để dự trữ dưới dạng ferritin và hemosiderin.
Phần porphyrin của heme sẽ được chuyển hoá qua nhiều giai đoạn trong đại thực bào để tạo thành sắc tố bilirubin, chất này được giải phóng vào máu, đến gan rồi bài tiết vào mật. Sự chuyển hoá của bilirubin sẽ được nghiên cứu kỹ trong chương tiêu hoá.
Ngoài ra phần globin của hemoglobin được giáng hoá thành các acid amin mà sẽ được sử dụng để tổng hợp các protein cho cơ thể.
