Giáo trình Sinh lý người và động vật (Phần 1)

Chương 1
Đối tượng, nhiệm vụ và phương pháp
nghiên cứu của Sinh lý học
Sinh lý học ngƣời và động vật là một trong nhiều lĩnh vực của sinh
học. Cũng nhƣ các khoa học sinh học khác, sinh lý học ngƣời và động vật
có đối tƣợng, nôị dung và phƣơng pháp nghiên cứu của nó.
I. Đối tượng của sinh lý học người và động vật
Sinh lý học ngƣời và động vật là khoa học nghiên cứu các biểu hiện của sự
sống trên động vật và ngƣời trong mối liên hệ khăng khít với môi trƣờng
xung quanh. Nhiệm vụ của nó là phát hiện, mô tả những hiện tƣợng và
tiến tới giải thích các quy luật về các chức năng của cơ thể, các cơ quan,
các mô, các loại tế bào trong mối quan hệ giữa cơ thể với môi trƣờng
sống, bao gồm môi trƣờng tự nhiên và môi trƣờng xã hội. Sinh lý hoc
nghiên cứu về các quy luật của sự chuyển hoá vật chất, hô hấp, tuần hoàn,
bài tiết, hoạt động của cơ, thần kinh, nội tiết tố và các chức năng khác của
cơ thể ngƣời và động vật.
Tuỳ theo nội dung nghiên cứu mà sinh lý học đƣợc phân ra theo nhiều loại
khác nhau.
+ Sinh lý học đại cƣơng: nghiên cứu các quá trình lý- hoá- sinh phổ biến ở
mọi cơ thể động vật và ngƣời, những hiện tƣợng chung chỉ ra sự khác biệt
cơ bản giữa cơ thể “sống” và “không sống”. Chẳng hạn, các hiện tƣợng
trao đổi chất và năng lƣợng để cơ thể sinh trƣởng, phát dục và phát triển.
Các hoạt động phản xạ để cơ thể thích nghi với môi trƣờng sống ở các
vùng sinh thái khác nhau…
+ Sinh lý học chuyên khoa: cũng nghiên cứu sự sống động vật và ngƣời
nhƣng quan tâm đến từng khía cạnh riêng biệt, đi sâu vào từng chi tiết
chuyên biệt thể hiện sự chuyên hoá của mỗi chức năng sống ở động vật và
ngƣời. Chẳng hạn nghiên cứu các chức năng riêng biệt của tuần hoàn, hô
hấp, tiêu hoá, hệ thần kinh… đó chính là sinh lý học từng phần. Nghiên
cứu các quá trình hình thành và hoàn thiện các chức năng trong quá trình
2 2
tiến hoá của giới động vật và những biến đổi thích nghi của chúng… đó là
sinh lý tiến hoá và sinh thái. Nghiên cứu sự phát triển cá thể, sự phát triển
chủng loại, các chức năng ở các nhóm động vật khác nhau chỉ ra những
điểm chung, giống nhau và những điểm riêng, khác biệt nhau… đó chính
là sinh lý so sánh. Nghiên cứu đi sâu vào một đối tƣợng cụ thể, gắn với
một ngành sản xuất đó chính là sinh lý học chuyên ngành. Chẳng hạn trên
đối tƣợng động vật nuôi thì đó là sinh lý gia súc, gia cầm; gắn với ngành
thuỷ sản thì đó là sinh lý cá. Sinh lý ngƣời gắn với lĩnh vực hoạt động thể
dục thể thao… đó là sinh lý thể dục thể thao…
Tóm lại, các quá trình hoạt động gắn với chức năng sống của động
vật và ngƣời là đối tƣợng nghiên cứu của sinh lý học động vật và ngƣời ở
mức độ đại cƣơng. Tuỳ theo các lĩnh vực chuyên sâu và phạm vi nghiên
cứu khác nhau mà có khoa học sinh lý chuyên ngành khác nhau. Trong
giới hạn của giáo trình này chỉ đề cập đến các chức năng chung nhất mà
bất kỳ một ngừi học nào trƣớc khi muốn đi vào các lĩnh vực sinh lý
chuyên ngành đều cần đến nó. Vì vậy mà giáo trình sinh lý học ngƣời và
động vật là giáo trình dùng chung cho sinh viên ở nhiều ngành có liên
quan đến sinh học ở bậc đại học. 
pdf 163 trang thiennv 10/11/2022 3660
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Sinh lý người và động vật (Phần 1)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_sinh_ly_nguoi_va_dong_vat_phan_1.pdf

Nội dung text: Giáo trình Sinh lý người và động vật (Phần 1)

  1. 10 Tác dụng đệm của hemoglobin đối với cơ thể liên quan mật thiết với quá trình trao đổi khí ở phổi và tổ chức. Ở tổ chức, Hb thực hiện vai + trò của hệ kiềm, phòng ngừa sự acid hoá máu do CO2 và ion H thâm nhập vào. Ở phổi, Hb đóng vai trò của acid yếu, ngăn ngừa sự kiềm hoá máu sau khi thải CO2. Do vậy, protein có thể hoạt động nhƣ những hệ thống đệm đồng thời cả toan và kiềm. Hệ đệm protein là hệ đệm mạnh bên trong tế bào, trong máu hệ này chiếm khoảng 7% dung tích đệm toàn phần. III. Huyết tương Huyết tƣơng là phần lỏng của máu, dịch trong, hơi vàng, sau khi ăn có màu sữa, vị hơi mặn và có mùi đặc biệt của các acid béo. Trong thành phần huyết tƣơng nƣớc chiếm 90 - 92%, chất khô 8 - 10%. Trong chất khô của huyết tƣơng gồm có protein, lipid, glucid, muối khoáng, các hợp chất hữu cơ có chứa N không phải protein (đạm cặn), các enzym, hormon, vitamin. 1. Protein huyết tƣơng Protein huyết tƣơng là những phân tử lớn, có trọng lƣợng phân tử cao, ví dụ: trọng lƣợng phân tử của albumin: 69000, của fibrinogen: 340000 v.v Protein toàn phần: 68-72 g/l. Protein huyết tƣơng gồm các phần cơ bản sau đây: Albumin: 42g/l Globulin: 24g/l Tỷ lệ albumin/globulin: 1,7 Fibrinogen: 4g/l Các loại protein có trong huyết tƣơng động vật Loài Albumin (%) Globulin (%) Lợn 4,4 3,9 Bò 3,3 4,1 Chó 3,1 2,2 Ngựa 2,7 4,6 Trong sinh lý học tỷ số giữa albumin/globulin đƣợc coi là một hằng số và gọi là hệ số protein. Thƣờng A/G = 1,7. Tỷ số này đƣợc dùng để nghiên cứu sự cân bằng nƣớc, đánh giá trạng thái cơ thể trong quá trình sinh trƣởng và phát triển. 10
  2. 11 Protein huyết tƣơng có các chức năng chính sau: 1.1. Chức năng tạo áp suất keo của máu Thành phần quan trọng nhất của protein huyết tƣơng là albumin, albumin có chức năng chính là tạo nên áp suất thẩm thấu ở màng mao quản (gọi là áp suất keo) nhờ các phân tử protein có khả năng giữ một lớp nƣớc xung quanh phân tử, do đó giữ đƣợc nƣớc lại trong mạch máu. Albumin là nguyên liệu xây dựng của tế bào. Fibrinogen tham gia vào quá trình đông máu. Globulin và tham gia vận chuyển các chất lipid nhƣ acid béo, phosphatid, steroid còn globin có vai trò đặc biệt quan trọng trong cơ chế miễn dịch bảo vệ cơ thể. Trong 7,5 atmotphe áp suất của huyết tƣơng chỉ có 1/30 atmotphe (28 mmHg) là do protein (chủ yếu là albumin). Tuy áp suất keo nhỏ nhƣng rất quan trọng vì nó ảnh hƣởng đến sự trao đổi nƣớc giữa hai bên thành mao mạch, giữ cân bằng nƣớc giữa máu và dịch kẽ tế bào. Albumin do gan sản xuất và đƣa vào máu. Vì vậy, trong những bệnh làm giảm chức năng gan, trong bệnh suy dinh dƣỡng nặng, albumin trong máu giảm làm áp suất keo giảm, nƣớc trong mạch máu thoát ra đọng trong các khoảng gian bào, gây phù. 1.2. Chức năng vận chuyển Các protein thƣờng là các chất tải cho nhiều chất hữu cơ và vô cơ: ví dụ nhƣ lipoprotein, thyroxin binding prealbumin, thyroxin binding globulin 1.3. Chức năng bảo vệ Một trong những thành phần quan trọng của huyết tƣơng là các globulin miễn dịch (đó là các gamma globulin) gồm: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE (do các tế bào lympho sản xuất). Các globulin miễn dịch có tác dụng chống lại kháng nguyên lạ xâm nhập vào cơ thể. Thông qua hệ thống miễn dịch, các globulin miễn dịch đã bảo vệ cho cơ thể. 1.4. Chức năng cầm máu Các yếu tố gây đông máu: I, II, V, VII, IX, X của huyết tƣơng chủ yếu là các protein do gan sản xuất. 1.5. Cung cấp protein cho toàn bộ cơ thể 2. Các hợp chất hữu cơ không phải protein 11
  3. 12 Ngoài thành phần protein, trong huyết tƣơng còn có các hợp chất hữu cơ không phải protein. Các hợp chất hữu cơ không phải protein đƣợc chia làm hai loại: những chất có chứa nitơ và những chất không chứa nitơ. - Những chất hữu cơ không phải protein, có chứa nitơ: urê 300mg/l; acid amin tự do 500mg/l; acid uric 45mg/l; creatin, creatinin 30mg/l; bilirubin 5mg/l, amoniac 2mg/l. - Các chất hữu cơ không phải protein, không chứa nitơ: glucose 1g/l; lipid 5g/l; cholesterol 2g/l; phospholipid 1,5g/l; acid lactic 0,1g/l. Ða số các lipid huyết tƣơng đều gắn với protein tạo nên lipoprotein, trong đó lipid gắn với 1- globulin (25%), với -globulin (70%). Ngoài ra trong huyết tƣơng còn có những chất có hàm lƣợng rất thấp nhƣng có vai trò quan trọng đối với các chức phận cơ thể nhƣ: các chất trung gian hóa học, các chất trung gian chuyển hóa, các hormon, các vitamin và các enzyme. 3. Các thành phần vô cơ Các chất vô cơ thƣờng ở dạng ion và đƣợc chia thành hai loại: anion và cation. Các chất vô cơ giữ vai trò chủ yếu trong điều hòa áp suất thẩm thấu, điều hòa pH máu và tham gia vào các chức năng của tế bào. 3.1. Áp suất thẩm thấu Bình thƣờng áp suất thẩm thấu của máu là 300-310 mOsm. Áp suất thẩm thấu chủ yếu do Na+ và Cl- quyết định (95%), ngoài ra còn một số - + ++ chất khác nhƣ: HCO3 , K , Ca , HPO4 , glucose, protein, ure, acid uric, cholesterol, SO4 Áp suất thẩm thấu giữ nƣớc ở vị trí cân bằng. Thay đổi áp suất thẩm thấu làm thay đổi hàm lƣợng nƣớc trong tế bào và gây rối loạn chức năng tế bào. 3.2. Cân bằng ion Các ion (anion và cation) trong huyết tƣơng là cân bằng điện tích. Ðo nồng độ ion bằng Equivalent (Eq). Eq là lƣợng một ion bằng trọng lƣợng Mol chia cho hóa trị (Eq=1000mEq). 12
  4. 13 Bảng 2.1. Nồng độ các ion trong huyết tƣơng Đơn vị các ion mg/ml MEq/l Các ion âm: Cl- 3650 103 - HCO3 1650 27 Protein 70000 15-18 HPO4 5-106 3 SO4 45 1 Acid hữu cơ 45 5 Cộng 155 Các ion dƣơng: 3300 142 Na+ 180-190 5 K+ 100 5 Ca++ 18-20 1,5 Mg++ 1,5 Các thành phần khác Cộng 155 Cân bằng ion có vai trò quan trọng đối với chức năng tế bào, với cân bằng acid-base máu. Sự cân bằng của các ion đƣợc thực hiện nhờ các cơ chế: khuếch tán, tĩnh điện, cân bằng Donnan, vận chuyển tích cực của tế bào, cơ chế siêu lọc, tái hấp thu và bài tiết tích cực của thận IV. Hồng cầu 1. Cấu tạo và thành phần 1.1. Cấu tạo Hồng cầu chiếm hơn 99% trong các thành phần hữu hình của máu. Ở động vật nhƣ cá, lƣỡng cƣ, bò sát, chim, hồng cầu hình bầu dục có nhân; ở đa số thú khác hồng cầu dạng hình đĩa lõm hai mặt và không có nhân nhƣ hồng cầu của ngƣời. Hồng cầu trƣởng thành, lƣu thông trong máu là tế bào không có nhân. Ở ngƣời trong điều kiện tự nhiên, hồng cầu có hình đĩa hai mặt lõm, đƣờng kính 7-8 m, bề dày phần ngoại vi 2-2,5 m và phần trung tâm 1 m, thể tích trung bình 90-95 m3. Hình dạng này có hai lợi điểm nhƣ sau: 13
  5. 14 + 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 dẻo, có thể đi qua các mao mạch hẹp mà không gây tổn thƣơng mao mạch cũng nhƣ bản thân hồng cầu. Cấu trúc của hồng cầu đặc biệt thích ứng với chức năng vận chuyển khí oxy. Hình 2.1 : Hình dáng và kích thước của hồng cầu 1.2. Thành phần Thành phần cung của hồng cầu gồm: nƣớc 63-67%, chất khô 33-37% trong đó: protein 28%; các chất có nitơ 0,2%, ure 0,02%, glucid 0,075%, lipid và lecithin, cholesterol 0,3%. Thành phần chính của hồng cầu là hemoglobin (Hb), chiếm 34% trọng lƣợng (nồng độ 34 g/dl). Cấu trúc của hồng cầu đặc biệt với nhiều thành phần khác nhau. Hai thành phần quan trọng nhất của hồng cầu đƣợc nghiên cứu nhiều đó là màng hồng cầu và hemoglobin. Màng hồng cầu mang nhiều kháng nguyên nhóm máu. Hemoglobin là thành phần quan trọng trong sự vận chuyển khí của máu. 2. Số lƣợng hồng cầu Ở các loài động vật khác nhau, số lƣợng hồng cầu khác nhau. Bảng 2.2. Số lượng hồng cầu ở một số loài động vật Trâu 4,5 - 5,3 Bê 14,0 Bò sữa 7,2 Cừu 8,1 Lợn lớn 5,0 Chó 6,5 Lợn con 4,7 - 5,8 Thỏ 5,8 Gà 3,5 14
  6. 15 Ở ngƣời bình thƣờng, số lƣợng hồng cầu trong máu ngoại vi là : - Nam : 5.400.000 300.000 /mm3 - Nữ : 4.700.000 300.000/mm3 Số lƣợng hồng cầu thay đổi trong các điều kiện cụ thể. Tăng chút ít sau bữa ăn, vào mùa lạnh, khi lao động nặng, khi mất mồ hôi hoặc ở độ cao hơn 700mm so với mặt biển. Ở trẻ sơ sinh, số lƣợng hồng cầu cao trong vòng một hai tuần đầu, sau đó có hiện tƣợng vỡ hồng cầu gây vàng da sinh lý. Số lƣợng hồng cầu giảm khi uống nƣớc nhiều, cuối kỳ kinh nguyệt của phụ nữ, các trạng thái bệnh lý nhƣ xuất huyết, bệnh thiếu máu. 3. Ðộ bền thẩm thấu của màng hồng cầu và tốc độ lắng hồng cầu 3.1. Ðộ bền thẩm thấu của màng hồng cầu Màng hồng cầu là một màng bán thấm. Nƣớc có thể qua màng hồng cầu khi áp suất thẩm thấu bên trong và bền ngoài hồng cầu khác nhau. Ngƣời ta xác định sức bền hồng cầu bằng dung dịch muối NaCl nhƣợc trƣơng có nồng độ khác nhau (phƣơng pháp Hamberger). Hồng cầu trong dung dịch muối NaCl nhƣợc trƣơng bị trƣơng to lên và vỡ ra do nƣớc từ dung dịch muối vào trong hồng cầu. Khi hồng cầu vỡ, hemoglobin giải phóng vào dung dịch và làm cho nó có màu hồng. Một số hồng cầu vỡ trong dung dịch muối NaCl nhƣợc trƣơng 0,44%. Nồng độ muối NaCl 0,44% đƣợc gọi là sức bền tối thiểu của hồng cầu. Toàn bộ hồng cầu vỡ hết trong dung dịch NaCl nhƣợc trƣơng 0,34%. Nồng độ muối NaCl 0,34% đƣợc gọi là sức bền tối đa của hồng cầu. Ðộ bền hồng cầu tăng sau khi cắt lách và giảm trong bệnh vàng da huyết tán. 3.2. Tốc độ lắng hồng cầu Máu đƣợc chống đông đặt trên ống nghiệm, hồng cầu lắng xuống dƣới, huyết tƣơng nổi lên trên. Vì tỷ trọng của hồng cầu (1,097) cao hơn tỷ trọng của huyết tƣơng (1,028). Khi có quá trình viêm nhiễm diễn ra trong cơ thể làm hàm lƣợng các protein thay đổi, cân bằng điện tích protein huyết tƣơng thay đổi, điện tích màng hồng cầu cũng bị biến đổi theo, hồng cầu dễ dính lại với nhau hơn và làm cho nó lắng nhanh hơn. Nhƣ vậy tốc độ lắng máu càng cao thì quá trình viêm đang diễn ra trong cơ thể càng mạnh. Chỉ số tốc độ lắng hồng cầu là chiều cao cột huyết tƣơng tính bằng milimét (mm) trong 1 giờ, 2 giờ và 24 giờ. 4. Hemoglobin (Hb) 15
  7. 16 Hemoglobin còn gọi huyết sắc tố, đó là chromoprotein gồm hai thành phần là nhân heme và globin (hình 2). 4.1. Cấu trúc của hemoglobin Hình 2.2 : Cấu trúc hemoglobin Heme là một sắc tố đỏ. Mỗi heme gồm một vòng porphyrin và một ion Fe++ chính giữa. Porphyrin là phổ biến trong thế giới sinh vật. Porphyrin kết hợp với Mg++ tạo thành chất diệp lục của thực vật. Một phân tử hemoglobin có bốn nhân heme, chiếm 5%. Hem có thể kết hợp với nhiều chất khác nhau. Nếu hem kết hợp với globin thì tạo thành Hb. Nếu kết hợp với albumin, NH3, pyridin, nicotin tạo nên chất gọi là hemochromogen. Hem phản ứng với NaCl trong môi trƣờng acid tạo ra cloruahem (hemin). Phản ứng này đƣợc sử dụng trong pháp y. Globin là một protein gồm bốn chuỗi polypeptid giống nhau từng đôi một. Hemoglobin ngƣời bình thƣờng là HbA gồm hai chuỗi và hai chuỗi . Hemoglobin thời kỳ bào thai là HbF gồm hai chuỗi và hai chuỗi . Sự bất thƣờng 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 làm HbA trở thành HbS. Nồng độ hemoglobin của ngƣời bình thƣờng là : Nam : 13,5-18 g/100ml (g%) Nữ : 12-16 g/100ml (g%) 16
  8. 17 Trẻ em : 14-20 g/100ml (g%) Ở một số loài động vật hàm lƣợng Hb nhƣ sau: lợn 10,6 g%; bò cái 11,0 g%; ngựa 13,6 g%. Ở động vật Hb chứa sắt giống nhau khoảng 0,33%. Cứ 1 nguyên tử gam sắt kết hợp đƣợc tối đa 1 phân tử gam O2. Lƣợng O2 này đủ cho nhu cầu hoạt động bình thƣờng cảu cơ thể. 4.2. Chức năng của hemoglobin: - Chức năng vận chuyển khí + Vận chuyển khí oxy Hồng cầu vận chuyển oxy từ phổi đến tổ chức nhờ phản ứng sau : Hb + O2 HbO2 (oxyhemoglobin) Trong đó oxy đƣợc gắn lỏng lẻo với ion Fe++. Ðây là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp oxy quyết định. Trong phân tử Hb, oxy không bị ion hoá mà nó đƣợc vận chuyển dƣới dạng phân tử O2. HbO2 có màu đỏ tƣơi đặc trƣng cho máu động mạch. * 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 210 lần đối với oxy, vì vậy một khi đã kết hợp với CO thì Hb không còn khả năng vận chuyển oxy 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 thƣờng đƣợc sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn. Ðiều trị bằng cách đƣa bệnh nhân ra khỏi môi trƣờng nhiều CO, đồng thời cho thở oxy phân áp cao để tái tạo lại oxyhemoglobin. Lƣợng CO trong không khí là chỉ số đo mức độ ô nhiễm môi trƣờng. * Khi máu tiếp xúc với những thuốc hoặc hoá chất có tính oxy hoá, ion Fe++ trong nhân heme chuyển thành Fe+++ và hemoglobin trở thành methemoglobin không còn khả năng vận chuyển oxy. 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 + Vận chuyển khí carbonic Hồng cầu vận chuyển CO2 từ tổ chức về phổi theo phản ứng sau: 17
  9. 18 Hb + CO2 HbCO2 (carbaminohemoglobin) CO2 đƣợc gắn với nhóm NH2 của globin. Ðây cũng là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp CO2 quyết định. HbCO2 có màu đỏ thẫm, đặc trƣng cho máu tĩnh mạch. Chỉ khoảng 20% CO2 đƣợc vận chuyển dƣới hình thức này, còn lại là do muối kiềm của huyết tƣơng vận chuyển. - Hemoglobin có tính chất đệm. Hệ đệm hemoglobin là một trong các hệ đệm quan trọng của máu, đó là hệ đệm HHb/KHb và hệ đệm HHbCO2/KHbO2. 5. Ðời sống của hồng cầu Ðời 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 xƣơng. Ðại thực bào sẽ giải phóng sắt vào máu. Sắt này cùng với sắt từ thức ăn do ruột non hấp thu, đƣợc vận chuyển dƣới dạng transferrin đến tuỷ xƣơng để tạo hồng cầu mới, hoặc đến gan và các mô khác để dự trữ dƣới dạng ferritin và hemosiderin. Phần porphyrin của heme sẽ đƣợc chuyển hoá qua nhiều giai đoạn trong đại thực bào để tạo thành sắc tố bilirubin, chất này đƣợc giải phóng vào máu, đến gan rồi bài tiết vào mật. Sự chuyển hoá của bilirubin sẽ đƣợc nghiên cứu kỹ trong chƣơng tiêu hoá. Ngoài ra phần globin của hemoglobin đƣợc chuyển hoá nhƣ các protein khác trong cơ thể tạo thành các acid amin, sau đó đƣợc sử dụng để tổng hợp các protein cho cơ thể. V. Bạch cầu và tiểu cầu 1. Bạch cầu Bạch cầu là những tế bào máu có tác dụng bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh. 1.1. Các loại bạch cầu. Dựa vào hình dáng, cấu trúc và cách bắt màu phẩm nhuộm, ngƣời ta chia bạch cầu ra làm hai nhóm chính là bạch cầu hạt và bạch cầu không hạt. + Bạch cầu hạt chứa những hạt trong bào tƣơng mà có thể thấy dƣới kính hiển vi quang học. Tuỳ theo cách bắt màu phẩm nhuộm của các hạt 18
  10. 19 mà chúng có tên là bạch cầu hạt trung tính, ƣa acid, ƣa kiềm. Ngoài ra, do nhân của các bạch cầu hạt này có nhiều thuỳ nên chúng còn có tên là bạch cầu đa nhân. + Bạch cầu không hạt thì trong bào tƣơng không có các hạt mà có thể thấy đƣợc dƣới kính hiển vi quang học do kích thƣớc các hạt của chúng nhỏ và bắt màu phẩm nhuộm kém. Có hai loại bạch cầu không hạt là bạch cầu lympho và bạch cầu mono. Nhân của các bạch cầu không hạt này không chia thuỳ nên chúng còn có tên là bạch cầu đơn nhân. 1.2. Sự sinh sản và đời sống bạch cầu + Bạch cầu hạt và bạch cầu mono Toàn bộ quá trình sinh sản và biệt hoá tạo nên các loại bạch cầu hạt và bạch cầu mono diễn ra trong tuỷ xƣơng. Chúng đƣợc dự trữ sẵn ở tuỷ xƣơng, khi nào cơ thể cần đến, chúng sẽ đƣợc đƣa vào máu lƣu thông. Bạch cầu hạt sau khi rời tuỷ xƣơng thì lƣu hành trong máu khoảng 4-8 giờ rồi xuyên mạch vào tổ chức, tồn tại thêm khoảng 4-5 ngày. Khi bạch cầu thực hiện chức năng bảo vệ cơ thể của mình, chẳng hạn chống nhiễm trùng, thì nó sẽ chết sớm hơn. Hình 2.3 : Nguồn gốc và sự huấn luyện bạch cầu lympho 19
  11. 20 Bạch cầu mono cũng có thời gian lƣu hành trong máu ngắn, khoảng 10-20 giờ. Sau đó sẽ xuyên mạch vào tổ chức. Tại tổ chức chúng sẽ tăng kích thƣớc và trở thành đại thực bào tổ chức. Ở dạng này chúng có thể sống hàng tháng, thậm chí hàng năm. + Bạch cầu lympho Quá trình biệt hoá các tế bào gốc lympho xuất phát từ tế bào gốc tạo máu đa năng trong tuỷ xƣơng tạo ra tiền tế bào lympho T và tiền tế bào lympho B. Các tiền tế bào lympho T đến tuyến ức để đƣợc huấn luyện tạo nên các lympho T trƣởng thành. Các tiền tế bào lympho B tiếp tục đƣợc huấn luyện ở tuỷ xƣơng (các tháng giữa của thai kỳ nó đƣợc huấn luyện tại gan) để tạo nên các lympho B trƣởng thành. Sau khi huấn luyện, các lympho T và lympho B theo dòng tuần hoàn đến các tổ chức bạch huyết khắp cơ thể. Từ các tổ chức bạch huyết, bạch cầu lympho vào hệ tuần hoàn liên tục theo dòng bạch huyết. Sau vài giờ, chúng xuyên mạch vào tổ chức rồi vào dòng bạch huyết để trở về tổ chức bạch huyết hoặc vào máu lần nữa rồi lần nữa Các bạch cầu lympho có thời gian sống hàng tuần, hàng tháng hoặc thậm chí hàng năm tuỳ thuộc nhu cầu của cơ thể. 1.3. Chức năng của bạch cầu Chức năng chung của bạch cầu là chống lại các tác nhân lạ xâm nhập vào cơ thể. Nhìn chung, chúng có các đặc tính sau để thích hợp với chức năng này: - Xuyên mạch: tự biến đổi hình dạng để chui qua giữa các tế bào nội mô mạch máu vào tổ chức xung quanh. - Vận động: kiểu a-míp (bằng chân giả) để đến các tổ chức cần nó. - Hoá ứng động: bạch cầu bị hấp dẫn đến vị trí tổn thƣơng khi có các hoá chất đƣợc giải phóng ra bởi tế bào tổn thƣơng hoặc vi khuẩn, và khi có các phức hợp miễn dịch. - Thực bào: bắt các vật lạ đƣa vào trong bào tƣơng rồi tiêu hoá chúng. Tuy nhiên không phải loại bạch cầu nào cũng có đầy đủ các đặc tính trên. Bạch cầu hạt trung tính và đại thực bào thể hiện đầy đủ và mạnh mẽ các đặc tính này nhất. - Chức năng của bạch cầu hạt trung tính Bạch cầu hạt trung tính là hàng rào của cơ thể có khả năng chống lại vi khuẩn sinh mủ. Chúng rất vận động và thực bào tích cực. 20
  12. 21 Bạch cầu trung tính có thể tiêu hoá, huỷ hoại nhiều loại vi khuẩn, những thành phần nhỏ, và fibrin. Hầu hết các hạt bào tƣơng của chúng là lysosome chứa enzyme thuỷ phân. Các hạt khác chứa các protein kháng khuẩn. Ngoài ra, bạch cầu hạt trung tính còn chứa các chất oxy hoá mạnh có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn. Bạch cầu hạt trung tính là bạch cầu đầu tiên đến vị trí vi khuẩn xâm nhập với số lƣợng lớn. Trong quá trình thực bào vi khuẩn, nhiều bạch cầu trung tính bị chết và tạo thành mủ tại vị trí tổn thƣơng. Mỗi bạch cầu này thực bào tối đa khoảng 5-20 vi khuẩn. Hình 2.4. Các tế bào thực bào di chuyển từ máu đến tổ chức tổn thương - Chức năng của bạch cầu hạt ƣa kiềm Bạch cầu hạt ƣa kiềm rất giống một loại tế bào khác ở trong tổ chức bên ngoài mao mạch gọi là dƣỡng bào (mast cell). Bạch cầu hạt ƣa kiềm và dƣỡng bào có thể phóng thích heparin ngăn cản quá trình đông máu và thúc đẩy sự vận chuyển mỡ từ máu sau bữa ăn nhiều chất béo. Các tế bào này đóng vai trò quan trọng trong phản ứng dị ứng. Do các kháng thể gây phản ứng dị ứng (loại IgE) có khuynh hƣớng đến gắn trên bề mặt dƣỡng bào và bạch cầu ƣa kiềm. Khi có sự kết hợp giữa 21
  13. 22 kháng thể này với dị ứng nguyên, dƣỡng bào và bạch cầu ƣa kiềm sẽ vỡ ra và giải phóng histamine, cũng nhƣ bradykinin, serotonin, chất phản ứng chậm của sốc phản vệ (slow-reacting substance of anaphylaxis), enzyme tiêu protein tạo nên bệnh cảnh điển hình của dị ứng. - Chức năng bạch cầu hạt ƣa acid Bạch cầu hạt ƣa acid ít vận động hơn bạch cầu trung tính và thực bào cũng ít tích cực hơn, chúng không thực bào vi khuẩn. Chức năng đầu tiên của bạch cầu hạt ƣa acid là khử độc protein lạ nhờ các enzyme đặc biệt trong hạt bào tƣơng. Bạch cầu ƣa acid thƣờng tập trung nhiều ở niêm mạc đƣờng hô hấp, tiêu hoá, tiết niệu-sinh dục để ngăn chặn các tác nhân lạ xâm nhập cơ thể. Chúng có thể tiết ra các chất độc đối với ký sinh trùng. Ðặc biệt là các loại sán máng (schistosomum) hoặc giun xoắn (trichinella). Bạch cầu này còn đƣợc hấp dẫn đến nơi có phản ứng dị ứng xảy ra, chúng tiết ra các enzyme để chống lại tác dụng của histamine và các chất trung gian khác trong phản ứng dị ứng. Ngoài ra, chúng còn có khả năng thực bào các phức hợp kháng nguyên-kháng thể. Vì vậy, chúng ngăn cản không cho tiến trình viêm lan rộng. - Chức năng bạch cầu mono - đại thực bào Các bạch cầu mono chƣa thực sự trƣởng thành, khả năng tiêu diệt tác nhân nhiễm khuẩn của chúng còn kém. Nhƣng khi vào trong tổ chức, trở thành đại thực bào với kích thƣớc lớn hơn và nhiều lysosome trong bào tƣơng, chúng có khả năng chống tác nhân gây bệnh rất mãnh liệt. Khả năng thực bào của chúng mạnh hơn bạch cầu hạt trung tính nhiều, chúng có thể thực bào khoảng 100 vi khuẩn. Ðại thực bào còn có thể thực bào các thành phần lớn hơn nhƣ hồng cầu chết, ký sinh trùng sốt rét. Ngoài ra, chúng còn có lipase giúp tiêu hoá các vi khuẩn có vỏ bọc lipid dày. Sau khi thực bào, chúng có thể đẩy các sản phẩm ra và thƣờng sống sót vài tháng. Các đại thực bào còn có chức năng trình diện kháng nguyên cho các tế bào có thẩm quyền miễn dịch. - Chức năng bạch cầu lympho Có 3 loại tế bào lympho là: + Tế bào diệt tự nhiên (NK: natural killer) 22