Bài giảng Chuyên đề: Sinh lý học về máu

Nội dung text: Bài giảng Chuyên đề: Sinh lý học về máu

1. BÀI GIẢNG CHUYÊN ĐỀ: SINH LÝ HỌC VỀ MÁU 1
2. MỤC TIÊU CHUYÊN ĐỀ: Sau khi học xong chuyên đề “Sinh lý học về máu”, người học nắm được những kiến thức có liên quan như: Quá trình tạo máu; Hồng cầu; Bạch cầu; Nhóm máu; Cầm máu. 2
3. NỘI DUNG I. ĐẠI CƢƠNG Máu được tim bơm vào hệ thống mạch máu và đi khắp cơ thể. Trong công tác chăm sóc sức khoẻ, máu đặc biệt được quan tâm vì có nhiều xét nghiệm chẩn đoán được thực hiện trên máu. Máu được cấu tạo bởi huyết tương và thành phần hữu hình. Huyết tương là thành phần dịch chiếm 55-60%. Huyết tương gồm nước và các chất hoà tan, trong đó chủ yếu là các loại protein, ngoài ra còn có các chất điện giải, chất dinh dưỡng, enzym, hormon, khí và các chất thải. Thành phần hữu hình chiếm 40-45%, gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Sự hiện diện của các thành phần hữu hình và protein làm máu có độ quánh gấp năm lần so với nước. Máu có độ pH khoảng 7,35-7,4, tùy thuộc vào lượng CO2 trong máu. Về khối lượng, máu chiếm khoảng 8% so với toàn cơ thể. Máu lưu thông trong hệ mạch và có ba chức năng chính như sau: * Vận chuyển - Máu vận chuyển khí O2 và khí CO2. - Vận chuyển chất dinh dưỡng, các sản phẩm đào thải. - Vận chuyển hormon từ tuyến nội tiết đến các tế bào đích. - Ngoài ra máu còn vận chuyển nhiệt. * Bảo vệ - Máu có thể chống lại các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố. - Có thể chống mất máu khi tổn thương thành mạch nhờ quá trình cầm máu. * Điều hoà - Máu tham gia điều hoà pH nội môi thông qua hệ thống đệm của nó. - Điều hoà lượng nước trong tế bào thông qua áp suất thẩm thấu keo của máu. - Máu còn tham gia điều nhiệt. 3
4. II. QUÁ TRÌNH TẠO MÁU 1. Cơ quan tạo máu Trong suốt thời kỳ phôi thai, lần lượt túi noãn hoàng, gan, lách, tuyến ức, hạch bạch huyết và tuỷ xương tham gia hình thành các tế bào máu. Tuy nhiên, sau khi sinh quá trình tạo máu chỉ xảy ra ở tuỷ xương. Dưới 5 tuổi, tuỷ của tất cả các loại xương đều là tuỷ đỏ, nghĩa là đều có khả năng tạo máu. Sau lứa tuổi này, các tuỷ xương dài (trừ hai đầu xương cánh tay và xương đùi) bị mỡ xâm lấn dần và từ tuổi hai mươi trở đi chúng hoàn toàn trở thành tuỷ vàng không tham gia tạo máu nữa. Như vậy sau 20 tuổi, chỉ có tuỷ xương dẹt và hai đầu xương đùi, hai đầu xương cánh tay tham gia tạo máu. Tuỷ xương chứa các tế bào gốc tạo máu đa năng (pluripotential hemopoietic stem cell). Các tế bào này sinh sản liên tục trong suốt cuộc đời. Một phần nhỏ sẽ được giữ lại như là các tế bào nguồn, tuy rằng số lượng sẽ giảm dần theo tuổi. Phần lớn được biệt hoá thành các tế bào máu khác nhau. 2. Quá trình biệt hoá Các tế bào gốc tạo máu đa năng được biệt hoá thành các loại tế bào gốc biệt hoá (committed stem cell). Quá trình sinh sản và biệt hoá tiếp tục để tạo thành mỗi loại tế bào máu sẽ diễn ra qua nhiều giai đoạn (xem hình 1). Các quá trình này cần sự tham gia của các chất kích thích khác nhau như: - Erythropoietin (EPO): kích thích tạo hồng cầu. - Thrombopoietin (TPO): kích thích tạo tiểu cầu. - Các yếu tố kích thích tạo cụm (CSFs: colony-stimulating factors) và các interleukin (IL): kích thích tạo bạch cầu, riêng IL-3 có tác dụng tăng sinh sản tất cả các loại tế bào gốc. - Yếu tố tế bào gốc (SCF: stem cell factor): kích thích sự sinh sản của các tế bào gốc biệt hoá, nó có hiệu quả lên nhiều dòng tế bào. 4
5. Hình 1: Quá trình biệt hoá các dòng tế bào máu III. HỒNG CẦU 1. Hình dạng - cấu trúc Hồng cầu chiếm hơn 99% trong các thành phần hữu hình của máu. Đó là những tế bào có hình đĩa hai mặt lõm, đường kính 7-8mm, bề dày phần ngoại vi 2- 2,5 mm và phần trung tâm 1 mm, thể tích trung bình 90-95 mm3. Hình dạng này có hai lợi điểm như sau: - 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. 5
6. Hồng cầu không có nhân cũng như các bào quan. Thành phần chính của hồng cầu là hemoglobin (Hb), chiếm 34% trọng lượng (nồng độ 34 g/dl trong dịch bào tương). Cấu trúc của hồng cầu đặc biệt thích ứng với chức năng vận chuyển khí oxy. 2. Số lƣợng 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 Theo kết quả bước đầu nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh học của người Việt Nam năm 1996, số lượng hồng cầu trong máu của người Việt Nam bình thường có khác nhau tuỳ theo tác giả. (bảng 1). Bảng 1: Số lượng hồng cầu trong máu ngoại vi của người Việt Nam Số lượng hồng cầu có thể thay đổi trong một số trường hợp sinh lý. Ở trẻ sơ sinh, số lượng hồng cầu cao trong vòng một hai tuần đầu, sau đó có hiện tượng vỡ hồng cầu gây vàng da sinh lý. Ngoài ra, số lượng hồng cầu có thể tăng ở những người lao động nặng, sống ở vùng cao. 3. Chức năng Chức năng chủ yếu của hồng cầu là vận chuyển oxy tới các tổ chức. Ngoài ra hồng cầu còn có các chức năng sau: vận chuyển một phần CO2 (nhờ hemoglobin), giúp huyết tương vận chuyển CO2 (nhờ enzym carbonic anhydrase), điều hoà cân bằng toan kiềm nhờ tác dụng đệm của hemoglobin. 6
7. 3.1. Cấu trúc của hemoglobin Hemoglobin còn gọi huyết sắc tố, đó là chromoprotein gồm hai thành phần là nhân heme và globin. (hình 2) Hình 2: Cấu tạo phân tử hemoglobin 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 hai chuỗi a và hai chuỗi b. Hemoglobin thời kỳ bào thai là HbF gồm hai chuỗi a và hai 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. Nồng độ hemoglobin của người bình thường là: Nam: 13,5-18 g/100 ml (g%) Nữ: 12-16 g/100 ml (g%) Trẻ em: 14-20 g/100 ml (g%) Nồng độ hemoglobin của người Việt Nam bình thường được nghiên cứu năm 1996 có trị số khác nhau tuỳ theo từng tác giả. (bảng 2) 7
8. Bảng 2: Nồng độ hemoglobin của người Việt Nam bình thường. 3.2. Chức năng vận chuyển khí 3.2.1. Vận chuyển khí O2 Hồng cầu vận chuyển O2 từ phổi đến tổ chức nhờ phản ứng sau: Hb + O2 HbO2 (oxyhemoglobin) 2+ Trong đó O2 được gắn lỏng lẻo với Fe . Đây là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp O2 quyết định. Trong phân tử Hb, O2 không bị ion hoá mà nó được vận chuyển dưới dạng phân tử O2. - 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 đỏ sáng, 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. LượngCO trong không khí là chỉ số đo mức độ ô nhiễm môi trường. - Khi máu tiếp xúc với những thuốc hoặc hoá chất có tính oxy hoá, Fe2+ trong nhân heme chuyển thành Fe3+ và hemoglobin trở thành methemoglobin không còn khả năng vận chuyển O2. Methemoglobin khi hiện diện trong máu nhiều sẽ gây triệu chứng xanh tím. Tình trạng này xảy ra khi ngộ độc một số dẫn chất của anilin, sulfonamide, phenacetin, nitroglycerin, nitrate trong thực phẩm... 8
9. 3.2.2. 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. 4. Sự sinh sản hồng cầu 4.1. Quá trình biệt hoá dòng hồng cầu Sơ đồ 1: 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 tăng dần. Đến giai đoạn nguyên hồng cầu ưa acid thì đạt mức bão hoà. 9
10. 4.2. 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. Yếu tố kích thích sinh sản hồng cầu là nội tiết tố erythropoietin. Ở người bình thường, 90% erythropoietin do thận tiết ra, phần còn lại chủ yếu do gan sản xuất. Khi thiếu oxy tổ chức, erythropoietin sẽ được tăng tiết trong máu và chính nó đã thúc đẩy quá trình tạo tiền nguyên hồng cầu từ tế bào gốc tạo máu trong tuỷ xương. Khi tiền nguyên hồng cầu đã được hình thành thì erythropoietin lại thúc đẩy nó nhanh chóng chuyển qua các giai đoạn nguyên hồng cầu để hình thành hồng cầu trưởng thành. Ngoài ra erythropoietin còn tăng tổng hợp Hb trong nguyên hồng cầu và tăng vận chuyển hồng cầu lưới ra máu ngoại vi. 4.3. 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. 10