Giáo trình Sinh lý người và động vật - Chương 2: Sinh lý Máu

Nội dung text: Giáo trình Sinh lý người và động vật - Chương 2: Sinh lý Máu

1. Chương 2 Sinh lý Máu 2.1. Ý nghĩa sinh học và chức năng chung của máu Máu là một tổ chức liên kết đặc biệt gồm hai phần là huyết tương và các thành phần hữu hình. 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 gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Máu lưu thông trong hệ mạch và có các chức năng chính như sau : 2.1.1. Chức năng vận chuyển - Máu vận chuyển oxy từ phổi đến các tế bào của cơ thể và ngược lại vận chuyển khí carbonic từ tế bào về phổi để được đào thải ra môi trường bên ngoài. - Vận chuyển chất dinh dưỡng từ ống tiêu hoá đến các tế bào và vận chuyển các sản phẩm đào thải từ quá trình chuyển hoá tế bào đến cơ quan đào thải. - Vận chuyển hormon từ tuyến nội tiết đến các tế bào đích. - Ngoài ra máu còn vận chuyển nhiệt ra khỏi tế bào đưa đến hệ thống mạch máu dưới da để thải nhiệt ra môi trường. 2.1.2. Chức năng cân bằng nước và muối khoáng - Máu tham gia điều hoà pH nội môi thông qua hệ thống đệm của nó. - Ðiều hoà lượng nước trong tế bào thông qua áp suất thẩm thấu máu (chịu ảnh hưởng của các ion và protein hoà tan trong máu). 2.1.3. Chức năng điều hòa nhiệt Máu còn tham gia điều nhiệt nhờ sự vận chuyển nhiệt và khả năng làm nguội của lượng nước trong máu. 2.1.4. Chức năng bảo vệ - Máu có khả năng bảo vệ cơ thể khỏi bị nhiễm trùng nhờ cơ chế thực bào, ẩm bào và cơ chế miễn dịch dịch thể, miễn dịch tế bào. - Máu cũng có khả năng tham gia vào cơ chế tự cầm máu, tránh mất máu cho cơ thể khi bị tổn thương mạch máu có chảy máu. 2.1.5. Chức năng thống nhất cơ thể và điều hòa hoạt động cơ thể ++ + - Máu mang các hormon, các loại khí O2 và CO2, các chất điện gíải khác Ca , K , Na+ để điều hòa hoạt động các nhóm tế bào, các cơ quan khác nhau trong cơ thể nhằm bảo đảm sự hoạt động đồng bộ của các cơ quan trong cơ thể. Bằng sự điều hòa hằng tính nội môi, máu đã tham gia vào điều hòa toàn bộ các chức phận cơ thể bằng cơ chế thần kinh và thần kinh-thể dịch.
2. 2.2. Khối lượng, thành phần, tính chất lý hóa học của máu 2.2.1. Khối lượng máu Khối lượng máu trong cơ thể chiếm 7 - 9% khối lượng cơ thể (tức 1/13 thể trọng). Trung bình người trưởng thành có khoảng 75-80ml máu trong 1 kg trọng lượng tức là có khoảng 4-5 lít máu. Trẻ sơ sinh có 100ml máu/kg cân nặng, sau đó khối lượng máu giảm dần. Từ 2-3 tuổi trở đi khối lượng máu lại tăng dần lên, rồi giảm dần cho đến tuổi trưởng thành thì hằng định. Ở nam giới lượng máu nhiều hơn ở nữ giới. Ở động vật, khối lượng máu thay đổi theo loài. Tỷ lệ phần trăm máu so với khối lượng cơ thể ở cá là 3; ếch là 5,7; mèo 6,6; thỏ là 5,5; bồ câu 9,2; ngựa 9,8; lợn 4,6; bò 8,0; gà 8,5 Lượng máu thay đổi theo trạng thái sinh lý của cơ thể: lượng máu tăng sau bữa ăn, khi mang thai, lượng máu giảm khi đói, khi cơ thể mất nước. Trạng thái sinh lý bình thường có khoảng 1/2 lượng máu lưu thông trong mạch , còn 1/2 dự trữ trong các kho chứa (lách: 16%, gan 20%, dưới da 10%). Khối lượng máu giảm đột ngột sẽ gây nguy hiểm tính mạng vì làm cho huyết áp giảm nhanh, mất nhanh khối lượng máu nguy hiểm hơn mất từ từ lượng hồng cầu. 2.2.2. Thành phần máu Máu gồm hai thành phần: thể hữu hình (huyết cầu) và huyết tương. Lấy máu chống đông rồi cho vào ống nghiệm và ly tâm, ta thấy máu được phân thành 2 phần rõ rệt: phần trên trong, màu vàng nhạt chiếm 55-60% thể tích đó là huyết tương. Phần dưới đặc màu đỏ thẫm. Chiếm 40-45% thể tích đó là các tế bào máu. Trong các tế bào máu thì hồng cầu chiếm số lượng chủ yếu còn bạch cầu, tiểu cầu chiếm tỷ lệ rất thấp. Các thể hữu hình chiếm 43-45% tổng số máu gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu, chỉ số này được gọi là hematocrit. Hồng cầu là thành phần chiếm chủ yếu trong thể hữu hình. Huyết tương chiếm 55-57% tổng số máu, bao gồm: nước, protein, các chất điện giải, các hợp chất hữu cơ và vô cơ, các hormon, các vitamin, các chất trung gian hóa học, các sản phẩm chuyển hóa huyết tương chứa toàn bộ các chất cần thiết cho cơ thể và toàn bộ các chất cần được thải ra ngoài. Huyết tương bị lấy mất fibrinogen thì được gọi là huyết thanh. 2.2.3. Các tính chất lý hóa học của máu Máu là một loại mô liên kết đặc biệt gồm chất cơ bản là chất lỏng (huyết tương) và phần tế bào (huyết cầu). Máu động mạch có màu đỏ tươi (đủ O2), máu tĩnh mạch có màu đỏ sẫm. Tỷ trọng toàn phần của máu là 1,050-1,060. Ở nam máu có tỷ trọng cao hơn nữ một ít. Tỷ trọng của huyết tương trung bình là: 1,028 (1,0245-1,0285), tỷ trọng của huyết cầu là 1,100. Tỷ trọng máu thay đổi theo loài, nhưng không lớn. Ở lợn, cừu, bò cái tỷ trọng của máu là 1,040; ở chó, ngựa, gà, bò đực là 1,060. - Ðộ nhớt của máu so với nước là 3,8-4,5/1, độ nhớt của huyết tương so với nước là 1,6 - 1,8/1. Ðộ nhớt phụ thuộc vào nồng độ protein và số lượng huyết cầu. - Áp suất thẩm thấu của máu bằng 7,6 Atmotpheres, trong đó phần lớn do muối NaCl, còn phần nhỏ do các protein hòa tan, nó quyết định sự phân bố nước trong cơ thể. - + - PH máu phụ thuộc vào các chất điện giải trong máu mà chủ yếu là HCO3 , H . Khi có sự thay đổi nồng độ các chất điện giải trên, gây rối loạn điều hòa pH.
3. Giá trị pH máu của một số loài động vật như sau: Trâu, bò 7,25 - 7,45; lợn 7,97; dê, cừu 7,49; chó 7,36; thỏ 7,58. Ở người: PH máu động mạch: 7,4 (7,38 - 7,43); PH máu tĩnh mạch: 7,37 (7,35 - 7,40) Khi pH 7,43 nhiễm kiềm dẫn đến co giật và chết. Giá trị pH chỉ thay đổi trong phạm vi nhỏ ± 0,2 đã có thể gây rối loạn nhiều quá trình sinh học trong cơ thể, thậm chí dẫn đến tử vong. Giá trị pH là một hằng số. Trong cơ thể nó luôn ổn định nhờ một hệ đệm có mặt trong máu. Trong máu có 3 hệ đệm quan trọng đó là: Hệ đệm bicarbonat, hệ đệm phosphat, hệ đệm protein. - - Hệ đệm bicarbonat (H2CO3/HCO3 ) là hệ đệm quan trọng của máu và dịch ngoại bào. Khi cho một acid mạnh (HCl) vào dịch thể, sẽ có phản ứng: HCl + NaHCO3 → H2CO3 + NaCl Như vậy HCl là một acid mạnh được thay thế bằng H2CO3 là một acid yếu khó phân ly nên pH của dung dịch giảm rất ít. Khi cho một kiềm mạnh (NaOH) vào dịch thể sẽ có phản ứng: NaOH + H2CO3 → NaHCO3 + H2O NaOH được thay thế bởi NaHCO3 là một kiềm yếu do đó pH của dịch thể không tăng lên nhiều. - Khả năng đệm là tối đa khi nồng độ của HCO3 và nồng độ CO2 của hệ thống đệm bằng nhau, nghĩa là pH = pK. - - Khi tất cả khí CO2 được chuyển thành HCO3 hoặc ngược lại HCO3 được chuyển thành CO2 thì hệ thống này không còn khả năng đệm nữa. Tuy nhiên, hệ đệm bicarbonat là hệ đệm quan trọng nhất của cơ thể vì các chất của hệ -) đệm này luôn được điều chỉnh bởi phổi (CO2) và thận (HCO3 - - Hệ đệm phosphat (H2PO4 /HPO4 ): hệ đệm quan trọng nhất ở huyết tương và dịch gian bào là hệ đệm của muối và natri (Na2HPO4/NaH2PO4). NaH2PO4 có vai trò của acid yếu, còn Na2HPO4 là base của nó. Nếu cho một acid mạnh (HCl) vào cơ thể: HCl + Na2HPO4 → NaH2PO4 + NaCl HCl là một acid mạnh chuyển thành NaH2PO4 là một acid yếu hơn. Nếu cho kiềm (NaOH) vào cơ thể: NaOH + NaH2PO4 → Na2HPO4 + H2O NaOH là một kiềm mạnh chuyển thành Na2HPO4 là một kiềm rất yếu. Nhờ phản ứng trên mà pH của nội môi ít thay đổi khi có một acid hay kiềm mạnh thâm nhập vào cơ thể. PH của hệ phosphat là 6,8, pH của dịch ngoại bào là 7,4 do đó hệ thống đệm này hoạt động ở vùng có khả năng đệm tối đa. Tuy nhiên, vai trò của hệ đệm này không lớn vì hàm lượng muối phosphat trong máu thấp (2 mEp/l); hệ này có vai trò đệm rất quan trọng ở ống thận và ở nội bào. - Hệ đệm protein được tạo từ các protein tế bào và huyết tương. Protein là chất lưỡng tính do cấu trúc phân tử của chúng có nhóm - NH2 và nhóm -COOH, nên nó có vai trò đệm. Các protein có các gốc acid tự do -COOH có khả năng phân ly thành COO- và H+: - - R-COOH + OH → R-COO + H2O
4. + - Đồng thời, các protein cũng có các gốc kiềm -NH3OH phân ly thành NH3 và OH : + + R-NH2 + H → R-NH3 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 như 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. 2.3. Huyết tương Huyết tương 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 tương nước chiếm 90 - 92%, chất khô 8 - 10%. Trong chất khô của huyết tương gồm có protein, lipid, glucid, muối khoáng, các hợp chất hữu cơ có chứa N không phải protein (đạm cặn), các enzym, hormon, vitamin. 2.3.1. Protein huyết tương Protein huyết tương là những phân tử lớn, có trọng lượng phân tử cao (tính theo Dalton), ví dụ: trọng lượng phân tử của albumin: 69000, của fibrinogen: 340000 v.v Protein toàn phần: 68-72 g/l. Protein huyết tương 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 tương 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 (A)/globulin (G) được coi là một hằng số và gọi là hệ số protein. Thường A/G = 1,7. Tỷ số này được dùng để nghiên cứu sự cân bằng nước, đánh giá trạng thái cơ thể trong quá trình sinh trưởng và phát triển. Protein huyết tương có các chức năng chính sau: - Chức năng tạo áp suất keo của máu Thành phần quan trọng nhất của protein huyết tương 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 nước xung quanh phân tử, do đó giữ được nước lại trong mạch máu. Albumin là nguyên liệu xây dựng của tế bào. Fibrinogen tham gia vào quá trình đông máu. Globulin α và β tham gia vận chuyển các chất lipid như acid béo, phosphatid, steroid còn γ globin có vai trò đặc biệt quan trọng trong cơ chế miễn dịch bảo vệ cơ thể.
5. Trong 7,5 atmotphe áp suất của huyết tương chỉ có 1/30 atmotphe (28 mmHg) là do protein (chủ yếu là albumin). Tuy áp suất keo nhỏ nhưng rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến sự trao đổi nước giữa hai bên thành mao mạch, giữ cân bằng nước giữa máu và dịch kẽ tế bào. Albumin do gan sản xuất và đưa vào máu. Vì vậy, trong những bệnh làm giảm chức năng gan, trong bệnh suy dinh dưỡng nặng, albumin trong máu giảm làm áp suất keo giảm, nước trong mạch máu thoát ra đọng trong các khoảng gian bào, gây phù. - Chức năng vận chuyển Các protein thường là các chất tải cho nhiều chất hữu cơ và vô cơ: ví dụ như lipoprotein vận chuyển lipid, tiền albumin liên kết thyroxin (thyroxin binding prealbumin), globulin liên kết thyroxin (thyroxin binding globulin - Chức năng bảo vệ Một trong những thành phần quan trọng của huyết tương là các globulin miễn dịch (đó là các gamma globulin) gồm: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE (do các tế bào lympho B 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. - Chức năng cầm máu Các yếu tố gây đông máu: I, II, V, VII, IX, X của huyết tương chủ yếu là các protein do gan sản xuất. - Cung cấp protein cho toàn bộ cơ thể 2.3.2. Các hợp chất hữu cơ không phải protein Ngoài thành phần protein, trong huyết tương còn có các hợp chất hữu cơ không phải protein. Các hợp chất hữu cơ không phải protein được 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 tương đều gắn với protein tạo nên lipoprotein, trong đó lipid gắn với α1- globulin (25%), với β-globulin (70%). Ngoài ra trong huyết tương còn có những chất có hàm lượng rất thấp nhưng có vai trò quan trọng đối với các chức phận cơ thể như: các chất trung gian hóa học, các chất trung gian chuyển hóa, các hormon, các vitamin và các enzyme. 2.3.3. Các thành phần vô cơ Các chất vô cơ thường ở dạng ion và được 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. - Áp suất thẩm thấu
6. Bình thường 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 như: HCO3 , K , ++ Ca , HPO4 , glucose, protein, ure, acid uric, cholesterol, SO4 Áp suất thẩm thấu giữ nước ở vị trí cân bằng. Thay đổi áp suất thẩm thấu làm thay đổi hàm lượng nước trong tế bào và gây rối loạn chức năng tế bào. - Cân bằng ion Các ion (anion và cation) trong huyết tương là cân bằng điện tích. Ðo nồng độ ion bằng Equivalent (Eq). Eq là lượng một ion bằng trọng lượng Mol chia cho hóa trị (Eq=1000mEq). Bảng 2.1. Nồng độ các ion trong huyết tương 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 dương: 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 được 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 2.4. Hồng cầu 2.4.1. Cấu tạo và thành phần 2.4.1.1. Cấu tạo Hồng cầu chiếm hơn 99% trong các thành phần hữu hình của máu. Ở động vật như cá, lưỡng cư, 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 như hồng cầu của người. Hồng cầu trưởng thành, lưu thông trong máu là tế bào không có nhân. Ở người trong điều kiện tự nhiên,
7. hồng cầu có hình đĩa hai mặt lõm, đường kính 7-8 μm, bề dày phần ngoại vi 2-2,5 μm và phần trung tâm 1 μm, thể tích trung bình 90-95 μm3. 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 dẻo, có thể đi qua các mao mạch hẹp mà không gây tổn thương mao mạch cũng như 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 2.4.1.2. Thành phần Thành phần chung của hồng cầu gồm: nước 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 lượng (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 được 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. 2.4.2. Số lượng hồng cầu Ở các loài động vật khác nhau, số lượng hồng cầu khác nhau. Bảng 2.2. Số lượng hồng cầu ở một số loài động vật (triệu/mm3 ) máu 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 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 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 lượng hồng cầu cao trong vòng một hai tuần đầu, sau đó có hiện tượng vỡ
8. hồng cầu gây vàng da sinh lý. Số lượng hồng cầu giảm khi uống nước nhiều, cuối kỳ kinh nguyệt của phụ nữ, ở các trạng thái bệnh lý như xuất huyết, bệnh thiếu máu. 2.4.3. Ðộ bền thẩm thấu của màng hồng cầu và tốc độ lắng hồng cầu - Ðộ bền thẩm thấu của màng hồng cầu Màng hồng cầu là một màng bán thấm. Nước có thể qua màng hồng cầu khi áp suất thẩm thấu bên trong và bền ngoài hồng cầu khác nhau. Người ta xác định sức bền hồng cầu bằng dung dịch muối NaCl nhược trương có nồng độ khác nhau (phương pháp Hamberger). Hồng cầu trong dung dịch muối NaCl nhược trương bị trương to lên và vỡ ra do nước 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 nhược trương 0,44%. Nồng độ muối NaCl 0,44% được gọi là sức bền tối thiểu của hồng cầu. Toàn bộ hồng cầu vỡ hết trong dung dịch NaCl nhược trương 0,34%. Nồng độ muối NaCl 0,34% được gọi là sức bền tối đa của hồng cầu. Hồng cầu có thể bền trong dung dịch nước sinh lý 0,9% NaCl. Ðộ bền hồng cầu tăng sau khi cắt lách và giảm trong bệnh vàng da huyết tán. - Tốc độ lắng hồng cầu Máu được chống đông đặt trên ống nghiệm, hồng cầu lắng xuống dưới, huyết tương nổi lên trên. Vì tỷ trọng của hồng cầu (1,097) cao hơn tỷ trọng của huyết tương (1,028). Khi có quá trình viêm nhiễm diễn ra trong cơ thể làm hàm lượng các protein thay đổi, cân bằng điện tích protein huyết tương 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. Như 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 tương tính bằng milimét (mm) trong 1 giờ, 2 giờ và 24 giờ. 2.4.4. Hemoglobin (Hb) Hemoglobin còn gọi huyết sắc tố, đó là chromoprotein gồm hai thành phần là nhân heme và globin (hình 2.2). 2.4.4.1. 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
9. 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 trường acid tạo ra cloruahem (hemin). Phản ứng này được sử dụng trong pháp y. Globin là một protein gồm bốn chuỗi polypeptid giống nhau từng đôi một. Hemoglobin người bình thường là HbA gồm hai chuỗi α và hai chuỗi β. Hemoglobin thời kỳ bào thai là HbF gồm hai chuỗi α và hai chuỗi γ. 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 β làm HbA trở thành HbS. Nồng độ hemoglobin của người bình thường là: Nam : 13,5-18 g/100ml (g%); Nữ : 12-16 g/100ml (g%) Trẻ em : 14-20 g/100ml (g%) Ở một số loài động vật hàm lượng Hb như 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 được tối đa 1 phân tử gam O2. Lượng O2 này đủ cho nhu cầu hoạt động bình thường cảu cơ thể. 2.4.4.2. 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 được 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 được vận chuyển dưới dạng phân tử O2. HbO2 có màu đỏ tươi đặc trưng 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 thường được sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn. Ðiều trị bằng cách đưa bệnh nhân ra khỏi môi trường nhiều CO, đồng thời cho thở oxy phân áp cao để tái tạo lại oxyhemoglobin. Lượng CO 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, 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
10. + Vận chuyển khí carbonic 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. Ðây cũng là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp CO2 quyết định. HbCO2 có màu đỏ thẫm, đặc trưng cho máu tĩnh mạch. Chỉ khoảng 20% CO2 được vận chuyển dưới hình thức này, còn lại là do muối kiềm của huyết tương 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. 2.4.5. 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 xương. Ðại 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 đến 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 chuyển hoá như các protein khác trong cơ thể tạo thành các acid amin, sau đó được sử dụng để tổng hợp các protein cho cơ thể. 2.5. Bạch cầu và tiểu cầu 2.5.1. Bạch cầu Bạch cầu là những tế bào máu có tác dụng bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh. 2.5.1.1. Các loại bạch cầu. Dựa vào hình dáng, cấu trúc và cách bắt màu phẩm nhuộm, người 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 tương mà có thể thấy dưới kính hiển vi quang học. Tuỳ theo cách bắt màu phẩm nhuộm của các hạt mà chúng có tên là bạch cầu hạt trung tính, ưa acid, ưa 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 tương không có các hạt mà có thể thấy được dưới kính hiển vi quang học do kích thước 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. 2.5.1.2. 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 xương. Chúng được dự trữ sẵn ở tuỷ xương, khi nào cơ thể cần đến, chúng sẽ được đưa vào máu lưu thông.
11. Bạch cầu hạt sau khi rời tuỷ xương thì lưu 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 Bạch cầu mono cũng có thời gian lưu hành trong máu ngắn, khoảng 10-20 giờ. Sau đó sẽ xuyên mạch vào tổ chức. Tại tổ chức chúng sẽ tăng kích thước 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 xương tạo ra tiền tế bào lympho T và tiền tế bào lympho B. Các tiền tế bào lympho T đến tuyến ức để được huấn luyện tạo nên các lympho T trưởng thành. Các tiền tế bào lympho B tiếp tục được huấn luyện ở tuỷ xương (các tháng giữa của thai kỳ nó được huấn luyện tại gan) để tạo nên các lympho B trưởng 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. 2.5.1.3. 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 thương khi có các hoá chất được giải phóng ra bởi tế bào tổn thương hoặc vi khuẩn, và khi có các phức hợp miễn dịch.
12. - Thực bào: bắt các vật lạ đưa vào trong bào tương 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. 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 tương 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 lượng lớn. Trong quá trình thực bào vi khuẩn, nhiều bạch cầu trung tính bị chết và tạo thành mủ tại vị trí tổn thương. 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 ưa kiềm Bạch cầu hạt ưa kiềm rất giống một loại tế bào khác ở trong tổ chức bên ngoài mao mạch gọi là dưỡng bào (mast cell). Bạch cầu hạt ưa kiềm và dưỡng 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 hướng đến gắn trên bề mặt dưỡng bào và bạch cầu ưa kiềm. Khi có sự kết hợp giữa kháng thể này với dị ứng nguyên, dưỡng bào và bạch cầu ưa kiềm sẽ vỡ ra và giải phóng histamine, cũng như 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.
13. - Chức năng bạch cầu hạt ưa acid Bạch cầu hạt ưa 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 ưa acid là khử độc protein lạ nhờ các enzyme đặc biệt trong hạt bào tương. Bạch cầu ưa acid thường tập trung nhiều ở niêm mạc đường 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 ngăn chặn và bao vây đối với ký sinh trùng. Ðặc biệt là các loại sán máng (schistosoma) hoặc giun xoắn (trichinella). Bạch cầu này còn được 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 chưa thực sự trưởng thành, khả năng tiêu diệt tác nhân nhiễm khuẩn của chúng còn kém. Nhưng khi vào trong tổ chức, trở thành đại thực bào với kích thước lớn hơn và nhiều lysosome trong bào tương, 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 như 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 thường 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) Các tế bào NK hiện diện ở lách, hạch, tuỷ xương đỏ và máu. Chúng thường tấn công các vi sinh vật gây bệnh và một số tế bào khối u tiên phát. + Lympho B Bạch cầu lympho B bảo vệ cơ thể bằng đáp ứng miễn dịch dịch thể (qua trung gian kháng thể). Nó chống lại các loại vi khuẩn và một số virus. Khi có các vi khuẩn xuất hiện, lympho B nhận diện kháng nguyên tương ứng và được hoạt hoá. Khi đó nó có khả năng phân bào và biệt hoá thành tương bào (plasma cell). Các tương bào này sẽ sản xuất kháng thể chống lại vi khuẩn đã xâm nhập. Kháng thể tiêu diệt các vi khuẩn hoặc bất hoạt độc tố của chúng. Một số lympho B được sinh ra ở trên không trở thành tương bào mà trở thành lympho B ghi nhớ sẵn sàng đáp ứng nhanh và mạnh khi có cùng loại vi khuẩn xâm nhập lần sau. + Lympho T Bạch cầu lympho T là tế bào tham gia đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào. Lympho T có khả năng chống lại các tác nhân như virus, nấm, tế bào mảnh ghép, tế bào ung thư và vài loại vi khuẩn. Khi có các tác nhân đó xuất hiện trong cơ thể, các lympho T
14. sẽ nhận diện kháng nguyên đặc hiệu với nó và được hoạt hoá. Sau đó chúng trở nên lớn hơn, sinh sản tạo nên hàng ngàn lympho T có thể nhận diện kháng nguyên xâm nhập này. Có 3 loại lympho T chính: * T giúp đỡ (Th: helper): kích thích sự phát triển và sinh sản của các lympho T độc, T ức chế. Th còn kích thích sự phát triển và biệt hoá lympho B thành tương bào. Ngoài ra, Th còn tiết các chất làm tăng cường hoạt động bạch cầu trung tính và đại thực bào. * T độc (Tc: cytotoxic): tiêu diệt trực tiếp các tế bào bị nhiễm tương ứng. Tc cũng tiết các chất khuếch đại khả năng thực bào của đại thực bào. * T ức chế (Ts: suppressor): phát triển chậm hơn, nó có tác dụng ức chế lympho Tc và Th làm cho đáp ứng miễn dịch không phát triển quá mức. Một số lympho T trở thành tế bào T ghi nhớ có khả năng khởi phát một đáp ứng miễn dịch tương tự khi có cùng loại tác nhân gây bệnh (kháng nguyên) xâm nhập nhưng ở mức độ nhanh, mạnh hơn nhiều, gọi là đáp ứng miễn dịch lần hai (đáp ứng miễn dịch thứ cấp). Lưu ý: + Các Th thuộc loại lympho T4, vì trên bề mặt của chúng có cụm biệt hoá kháng nguyên CD4; còn Tc và Ts thuộc loại lympho T8, vì có cụm biệt hoá kháng nguyên CD8 trên bề mặt các tế bào này. + Tế bào Th đóng vai trò quan trọng trong cả quá trình miễn dịch trung gian tế bào lẫn miễn dịch dịch thể. Trong bệnh AIDS các HIV tấn công dòng T4 (chủ yếu là Th) nên các đáp ứng miễn dịch bị tê liệt và cơ chế bảo vệ không đặc hiệu cũng bị suy giảm. Bệnh nhân sẽ chết do nhiễm trùng cơ hội. + Ðáp ứng miễn dịch lần sau (thứ cấp) nhờ vai trò của T ghi nhớ hoặc B ghi nhớ là cơ sở miễn dịch của việc chủng ngừa để phòng bệnh. 2.5.1.4. Số lượng bạch cầu - Công thức bạch cầu - Số lượng bạch cầu Bình thường số lượng bạch cầu trung bình trong máu khoảng 7000/mm3. Tăng trong các bệnh nhiễm khuẩn cấp, viêm hoặc Leukemia. Giảm trong các trường hợp suy tuỷ. Bảng 2.3: Số lượng bạch cầu (BC) của một số loài động vật Loài Số lượng BC (ngàn/mm3) Loài Số lượng (ngàn/mm3) Trâu 13.000 Dê 9.600 Nghé 12.000 Gà 30.000 Lợn lớn 20.000 Ngan 30.000 Lợn con 15.000 Thỏ 8.000 Cừu 8.200 Chó 9.400 - Công thức bạch cầu Công thức bạch cầu là tỷ lệ phần trăm của các loại bạch cầu. Có nhiều loại công thức bạch cầu nhưng trên lâm sàng thường sử dụng công thức bạch cầu thông thường. Người bình thường có thể có công thức bạch cầu như sau: Bạch cầu đa nhân trung tính (Neutrophil): 60-70 % Bạch cầu đa nhân ưa acid (Eosinophil): 2-4 %
15. Bạch cầu đa nhân ưa kiềm (Basophil): 0,5-1 % Bạch cầu mono (Monocyte): 3-8 % Bạch cầu lympho (Lymphocyte): 20-25 % Sự thay đổi tỷ lệ các loại bạch cầu giúp các nhà lâm sàng chẩn đoán nguyên nhân. 2.5.2. Tiểu cầu Tiểu cầu thực chất là một mảnh tế bào được vỡ ra từ tế bào nhân khổng lồ. Sau khi được phóng thích từ tuỷ xương, chỉ có 60-75% tiểu cầu lưu thông trong máu, phần còn lại được giữ ở lách. Số lượng bình thường của tiểu cầu trong máu là 150.000-300.000/mm3. Tiểu cầu tăng khi thức ăn giàu đạm, khi chảy máu và bị dị ứng. Tiểu cầu giảm khi bị thiếu máu ác tính, bị nhiễm phóng xạ Ðời sống tiểu cầu thay đổi từ vài ngày đến 2 tuần. Tiểu cầu có kích thước 2-4μm, thể tích 7-8μm3, không có nhân nhưng bào tương có nhiều hạt. Có 2 loại hạt là: - Hạt alpha chứa PDGF (platelet-derived growth factor) có tác dụng giúp liền vết thương. - Hạt đậm đặc chứa ADP, ATP, Ca++ và serotonin. Ngoài ra tiểu cầu còn chứa các enzyme để tổng hợp thromboxane A2; yếu tố ổn định fibrin, lysosome và các kho dự trữ Ca++. Ðặc biệt, trong tiểu cầu có các phân tử actin, myosin, thrombosthenin giúp nó co rút. - Sự hình thành nút tiểu cầu diễn ra theo các pha như sau: + Kết dính tiểu cầu: khi thành mạch bị tổn thương, lớp collagen nằm bên dưới tế bào nội mạc mạch máu được lộ ra. Tiểu cầu sẽ đến dính vào lớp collagen này. + Tiểu cầu giải phóng các yếu tố hoạt động: sau khi tiểu cầu kết dính với collagen, nó trở nên được hoạt hoá. Tiểu cầu phình to ra, thò các chân giả và giải phóng một lượng lớn ADP, thromboxane A2 , serotonin. + Kết tập tiểu cầu: ADP và thromboxane A2 hoạt hoá các tiểu cầu ở gần và làm chúng dính vào lớp tiểu cầu ban đầu gọi là kết tụ tiểu cầu. Rồi lớp tiểu cầu đến sau này lại giải phóng các chất hoạt động làm hoạt hoá và dính thêm lớp tiểu cầu khác. Cứ như vậy, các lớp tiểu cầu đến dính vào chỗ tổn thương càng lúc càng nhiều tạo nên nút tiểu cầu. Nếu thương tổn ở mạch máu là nhỏ thì bản thân nút tiểu cầu có thể làm ngừng chảy máu, nhưng nếu thương tổn lớn hơn thì phải nhờ thêm sự hình thành cục máu đông. Sự hình thành nút tiểu cầu có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bít kín các thương tổn nhỏ ở các mạch máu nhỏ xảy ra hàng trăm lần mỗi ngày.
16. Hình 2.5: Sơ đồ tổng quát các giai đoạn hình thành các tế bào máu từ tế bào gốc đa năng
17. 2.6. Sự đông máu 2.6.1. Khái niệm chung Trong cơ thể có hơn 50 chất ảnh hưởng đến sự đông máu. Những chất thúc đẩy đông máu được gọi là yếu tố đông máu, những chất ngăn cản đông máu được gọi là chất chống đông. Máu có đông hay không đông là phụ thuộc vào sự cân bằng giữa các chất gây đông máu và các chất chống đông máu. Bình thường máu trong cơ thể không đông là do chất chống đông máu chiếm ưu thế. Khi mạch máu bị tổn thương, khi máu lấy ra ngoài cơ thể, các chất gây đông máu được hoạt hóa và trở nên ưu thế, đông máu được thực hiện. Ðông máu là một quá trình chuyển máu ở thể lỏng (sol) sang thể đặc (gel), mà thực chất là chuyển fibrinogen ở dạng hòa tan thành dạng không hòa tan. 2.6.2. Các yếu tố tham gia vào quá trình đông máu Các yếu tố đông máu kinh điển được ký hiệu theo thứ tự bằng chữ số La Mã như sau: − Yếu tố I: Fibrinogen − Yếu tố II: Prothrombin − Yếu tố III: Thromboplastin tổ chức − Yếu tố IV: Calcium − Yếu tố V: Proaccelerin − Yếu tố VII: Proconvertin − Yếu tố VIII: Yếu tố chống chảy máu A − Yếu tố IX: Yếu tố chống chảy máu B còn gọi là yếu tố Christmas − Yếu tố X: Yếu tố Stuart − Yếu tố XI: Tiền Thromboplastin huyết tương − Yếu tố XII: Yếu tố Hageman − Yếu tố XIII: Yếu tố ổn định Fibrin 2.6.3. Các giai đoạn của quá trình đông máu Quá trình đông máu là một chuỗi các phản ứng xảy ra theo kiểu bậc thang được chia thành 3 giai đoạn: 1). Giai đoạn hình thành phức hợp prothrombinase Prothrombinase được hình thành bởi 2 con đường: ngoại sinh và nội sinh. - Con đường ngoại sinh Con đường này được khởi phát bởi yếu tố III (thromboplastin tổ chức) được tiết ra từ bề mặt các tế bào tổ chức tổn thương ngoài thành mạch. Yếu tố III vào máu hoạt hoá yếu tố VII. Rồi yếu tố VIIa (VII hoạt hoá) cùng thromboplastin tổ chức hoạt hoá tiếp yếu tố X. Yếu tố Xa kết hợp với phospholipid (từ tổ chức hoặc tiểu cầu) và yếu tố V cùng sự có mặt Ca++ tạo nên phức hợp prothrombinase.
18. Tổ chức tổn thương THROMBOPLASTIN TỔ CHỨC (lipoprotein + phospholipid) VII VIIa Ca++ X Xa Ca++ V Ca++ Thrombin Phức hợp prothrombinase Sơ đồ 2.1: Sự hình thành prothrombinase theo con đường ngoại sinh - Con đường nội sinh Con đường này được khởi phát khi bản thân máu bị tổn thương hoặc máu tiếp xúc với lớp collagen (được lộ ra do tế bào nội mạc tổn thương). Ðiều này dẫn đến sự hoạt hoá yếu tố XII và tiểu cầu (giải phóng phospholipid tiểu cầu). Yếu tố XIIa sẽ hoạt hoá yếu tố XI, phản ứng này cần có kininogen và prekallikrein. Yếu tố XIa lại hoạt hoá yếu tố IX. Yếu tố VIIa trong con đường ngoại sinh cũng tham gia hoạt hoá yếu tố IX. Yếu tố IXa cùng với yếu tố VIIIa (yếu tố VIII được hoạt hoá bởi thrombin), phospholipid tiểu cầu sẽ hoạt hoá yếu tố X. Yếu tố Xa kết hợp với phospholipid (từ tổ chức hoặc tiểu cầu) và yếu tố V cùng sự có mặt Ca++ tạo nên phức hợp prothrombinase. Sự hình thành phức hợp prothrombinase theo con đường nội sinh chậm hơn rất nhiều (1-6 phút) so với cơ chế ngoại sinh (15 giây).
19. Máu chấn thương hoặc tiếp xúc collagen, vật lạ XII XI XIIa Phospholipid tiểu cầu IX V VIII XIa Thrombin Thrombin IXa Ca++ Ca++ Va VIIIa X Xa Prothrombinase Sơ đồ 2.2: Sự hình thành prothrombinase theo con đường nội sinh 2). Giai đoạn hình thành phức hợp thrombin Sau khi prothrombinase được hình thành, nó chuyển prothrombin thành thrombin chỉ sau vài giây. Giai đoạn này cũng đòi hỏi sự có mặt của Ca++. Trong phức hợp prothrombonase, yếu tố Xa là một enzyme phân giải protein thực sự, nó chuyển prothrombin thành thrombin. Một khi thrombin được hình thành, nó sẽ hoạt hoá yếu tố V và yếu tố VIII. Rồi yếu tố Va càng thúc đẩy tác dụng của yếu tố Xa tạo nên sự điều hoà ngược dương tính (positive feedback). Thrombin cũng là enzyme phân giải protein, nó còn có thể tác động lên chính prothrombin để tăng tạo thrombin. Ngoài ra nó còn thúc đẩy hoạt hoá các yếu tố VIII, IX, X, XI, XII, và sự kết tập tiểu cầu. Như vậy, một khi thrombin được hình thành, nó sẽ khởi phát sự điều hoà ngược dương tính làm nhiều thrombin được tạo ra hơn nữa và quá trình đông máu tiếp tục phát triển cho đến khi có một cơ chế ngăn chặn nó lại. 3). Giai đoạn hình thành fibrin và cục máu đông Thrombin cùng với Ca++ chuyển fibrinogen thành phân tử fibrin đơn phân. Các fibrin đơn phân này nối với nhau tạo thành các sợi fibrin để từ đó hình thành mạng lưới của cục máu đông. Lúc đầu các cầu nối giữa các fibrin là cầu nối hydro lỏng lẻo nên cục máu đông yếu, dễ tan rã. Sau vài phút, nhờ sự có mặt của yếu tố ổn định fibrin (yếu tố XIII, được hoạt hoá bởi thrombin) các cầu nối đồng hoá trị thay thế cầu nối hydro, đồng thời có thêm các dây nối chéo giữa các sợi fibrin kế cận tạo nên mạng lưới fibrin bền vững. Mạng lưới này giam giữ hồng cầu, tiểu cầu, huyết tương tạo nên cục máu đông. Ý nghĩa: Cục máu đông bít thành mạch tổn thương ngăn cản mất máu. - Co cục máu đông:
20. Sau khi được hình thành 20-60 phút, cục máu đông co lại và tiết ra một chất dịch gọi là huyết thanh. Như vậy, huyết thanh khác huyết tương ở chỗ là mất đi các yếu tố đông máu. Tiểu cầu bị giam giữ trong cục máu đông đóng vai trò quan trọng trong việc co cục máu này, nhờ vào các protein co như thrombosthenin, actin và myosin. Tiểu cầu dính với các sợi fibrin nên khi co lại chúng làm các sợi này càng nối chặt với nhau. Các tiểu cầu này còn tiếp tục tiết yếu tố ổn định fibrin làm tăng cường các cầu nối giữa các sợi fibrin kế cận. Ngoài ra, sự co này còn được thúc đẩy bởi thrombin và Ca++ được tiết ra từ các kho dự trữ trong tiểu cầu. Cuối cùng, cục máu đông trở thành một khối nhỏ hơn và đặc hơn. Ý nghĩa: Sự co cục máu đông đã kéo các bờ của thương tổn mạch máu sát vào nhau nên càng làm vết thương được bít kín hơn và ổn định được sự chảy máu. - Tan cục máu đông - Sự hình thành mô xơ Một khi cục máu đông được hình thành, nó diễn tiến theo 2 cách: + Các cục máu đông hình thành tại vết thương nhỏ của thành mạch sẽ bị xâm lấn bởi các nguyên bào xơ, rồi hình thành nên tổ chức liên kết giúp liền sẹo vết thương. + Các cục máu đông lớn hơn, chẳng hạn cục máu đông được hình thành do máu chảy vào tổ chức xung quanh thành mạch tổn thương, sẽ bị tan ra dưới tác dụng của hệ thống tan máu. Hiện tượng tan cục máu đông diễn ra như sau: khi cục máu đông được hình thành, plasminogen cũng bị giam giữ bên trong nó. Dưới tác dụng của yếu tố hoạt hoá plasminogen tổ chức (t-PA), plasminogen sẽ chuyển thành plasmin có tác dụng tiêu protein. Plasmin sẽ tiêu huỷ các sợi fibrin cũng như một số yếu tố đông máu và làm cục máu đông tan ra. t-PA được tổ chức tổn thương hoặc tế bào nội mạc tiết ra khoảng 1 ngày (hoặc muộn hơn) sau khi cục máu đông được hình thành. Ngoài ra, thrombin và yếu tố XIIa cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hoạt hoá plasminogen thành plasmin. Ý nghĩa: Sự tan cục máu đông giúp dọn sạch các cục máu đông trong tổ chức và tái thông mạch máu, tạo điều kiện liền sẹo. Ðặc biệt nó cũng giúp lấy đi các huyết khối nhỏ trong mạch máu nhỏ để tránh tắc nghẽn mạch (thrombosis). 2.6.4. Sự chống đông máu 2.6.4.1. Các yếu tố trên bề mặt nội mạc - Sự trơn nhẵn của nội mạc ngăn cản sự hoạt hóa do tiếp xúc bề mặt của hệ thống gây đông máu. - Lớp glycocalyx là một chất mucopolysaccarid được hấp phụ vào mặt trong của nội mạc, có tác dụng đẩy tiểu cầu và các yếu tố gây đông máu cho nên ngăn cản được sự hoạt hóa hệ thống gây đông máu. - Thrombomodulin là một protein của nội mạc có khả năng gắn với thrombin làm bất hoạt thrombin. Ngoài ra phức hợp thrombomodulin-thrombin còn có tác dụng hoạt hóa protein C của huyết tương, mà protein C hoạt hóa sẽ ngăn cản tác dụng của yếu tố Va và yếu tố VIIIa. 2.6.4.2. Các yếu tố chống đông máu trong huyết tương - Antithrombin Sau khi cục máu đông được hình thành, đại bộ phận thrombin được hấp phụ trên bề mặt sợi fibrin (fibrin được gọi là antithrombin I). Phần còn lại của thrombin được kết hợp
21. với antithrombin III làm cho thrombin mất hoạt tính sau 12-20 phút. Tác dụng trên đây làm giới hạn cục máu đông tránh cho sự đông máu lan rộng. Ngoài ra còn có antithrombin IV có tác dụng phân hủy thrombin, antithrombin V hạn chế tác dụng của thrombin trên fibrinogen. - Heparin Heparin (còn được gọi antithrombin II) là một chất có hiệu quả chống đông rất mạnh, vừa ngăn cản sự hình thành thrombin vừa gây bất hoạt thrombin. Bản thân heparin hầu như không có tác dụng chống đông, nhưng khi nó kết hợp với antithrombin III tạo nên phức hợp heparin-antithrombin III thì lại có tác dụng chống thrombin vô cùng mạnh, mạnh hơn hàng trăm, hàng nghìn lần antithrombin III. Do đó chỉ cần sự có mặt của heparin thì thrombin bị bất hoạt ngay và đông máu không xảy ra. Phức hợp heparin- antithrombin III còn làm bất hoạt các yếu tố IX, X, XI và XII cho nên cũng chống được sự đông máu. - α2-macroglobin α2-macroglobin có khối lượng phân tử 360.000, có khả năng kết hợp với các yếu tố gây đông máu và làm bất hoạt chúng, nhưng tác dụng chống đông máu của nó yếu hơn rất nhiều so với heparin. - Coumarin Coumarin là chất đưa từ ngoài vào cơ thể để làm giảm sự tổng hợp của các yếu tố II, VII, IX và X, do đó ngăn cản được sự đông máu trong cơ thể. Coumarin là chất cạnh tranh với vitamin K, mà vitamin K là chất rất cần thiết cho quá trình tổng hợp các yếu tố II, VII, IX, X. Vitamin K là loại vitamin tan trong dầu dùng để điều trị cho những ngườI có thời gian đông máu kéo dài do thiếu vitamin K. 2.6.4.3. Chống đông máu ngoài cơ thể - Ống hoặc bình chứa máu được tráng silicon, ngăn cản sự hoạt hóa do tiếp xúc bề mặt của yếu tố XII và tiểu cầu, vì vậy máu không đông. - Heparin được sử dụng trong và ngoài cơ thể đều cho hiệu quả chống đông máu rất cao. - Các chất làm giảm ion Ca++ như kalioxalat, amonioxalat, natricitrat do tạo ra calcioxalat, calcicitrat nên có tác dụng chống đông máu rất tốt. - Muối trung tính như natriclorua với nồng độ cao cũng làm bất hoạt thrombin nên cũng chống được đông máu. - Bảo quản máu ở nhiệt độ thấp (40C-60C) làm ngừng hoạt động các enzym gây đông máu nên máu cũng không đông. 2.6.5. Các bệnh ưa chảy máu 2.6.5.1. Thiếu vitamin K Vitamin K rất cần cho sự tổng hợp các yếu tố đông máu II, VII, IX, X tại gan. Vì vậy khi thiếu hụt vitamin K sẽ gây xuất huyết. 2.6.5.2. Bệnh Hemophilia (bệnh ưa chảy máu) Thường gặp ở nam giới, 85% trường hợp do thiếu yếu tố đông máu VIII đó là bệnh Hemophilia A hay bệnh Hemophilia cổ điển; 15% do thiếu hụt yếu tố IX đó là Hemophilia B. Ðây là bệnh di truyền qua nhiễm sắc thể X. Bệnh nhân bị xuất huyết sau chấn thương, có khi là chấn thương rất nhẹ không nhận biết được.
22. - Giảm tiểu cầu: thường gặp là bệnh giảm tiểu cầu nguyên phát (vô căn). Xuất hiện nhiều nốt xuất huyết trên toàn cơ thể. 2.7. Nhóm máu Khối lượng máu của cơ thể là một chỉ số sinh lý cần được duy trì ổn định. Vì vậy khi mất máu do chấn thương, phẫu thuật, băng huyết khi sinh cần thiết phải được tiếp máu. Trên thực tế khi truyền máu có trường hợp không thành công do hồng cầu bị ngưng kết dẫn đến tử vong. Bởi vì máu được phân thành nhiều nhóm khác nhau thuộc các hệ khác nhau. Trên màng hồng cầu người, người ta đã tìm ra khoảng 30 kháng nguyên thường gặp và hàng trăm kháng nguyên hiếm gặp khác. Hầu hết những kháng nguyên là yếu, chỉ được dùng để nghiên cứu di truyền gen và quan hệ huyết thống. Tuy nhiên có hai nhóm kháng nguyên đặc biệt quan trọng có thể gây phản ứng trong truyền máu đó là hệ thống kháng nguyên ABO và Rh. 2.7.1. Hệ thống nhóm máu ABO Năm 1901, Landsteiner phát hiện ra hiện tượng: huyết thanh của người này làm ngưng kết hồng cầu của người kia và ngược lại. Sau đó, người ta đã tìm được kháng nguyên A và kháng nguyên B, kháng thể α (chống A) và kháng thể β (chống B). 1). Phân loại Trong hệ thống này có 2 loại kháng nguyên là A và B nằm trên màng hồng cầu. Ngoài ra trong huyết tương còn có 2 loại kháng thể là kháng thể kháng A (kháng thể α) và kháng thể kháng B (kháng thể β). Kháng thể α có khả năng ngưng kết kháng nguyên A, kháng thể β có khả năng ngưng kết kháng nguyên B. Người ta dựa vào sự hiện diện kháng nguyên A, B trên màng hồng cầu để phân loại hệ thống nhóm máu ABO (bảng 2.3). Sự xuất hiện kháng nguyên A, hoặc kháng nguyên B trên màng hồng cầu được quy định bởi gen. Bảng 2.3: Hệ thống nhóm máu ABO Tên Tỷ lệ % KN trên màng KT trong huyết nhóm hồng cầu tương Da trắng Việt Nam máu A 41 21,5 A β B 9 29,5 B α AB 3 6 A và B Không có α và β O 47 43 Không có A, B α và β Kháng thể α và β được tạo ra bởi các tế bào sản xuất kháng thể. Sau khi sinh, kháng thể chưa xuất hiện trong huyết tương. Hai đến tám tháng sau cơ thể đứa trẻ mới bắt đầu sản xuất kháng thể (người nhóm máu A thì sản xuất kháng thể β, tương tự cho các nhóm máu khác). Nồng độ kháng thể đạt tối đa vào những năm 8-10 tuổi, sau đó sẽ giảm dần.
23. 2). Phản ứng truyền máu Khi truyền nhầm nhóm máu, phản ứng truyền máu có thể xảy ra, trong đó hồng cầu của máu người cho bị ngưng kết, rất hiếm khi máu truyền vào gây ngưng kết hồng cầu người nhận. Các hồng cầu ngưng kết thành từng đám mà có thể bịt kín các mạch máu nhỏ. Vài giờ hoặc vài ngày tiếp theo, sẽ xảy ra tan máu (vỡ hồng cầu). Ðôi khi ngay sau khi truyền nhầm nhóm máu, hiện tượng tan máu xảy ra lập tức. Một hậu quả gây tử vong của phản ứng truyền máu là kẹt thận cấp. 3). Ứng dụng trong truyền máu - Nguyên tắc truyền máu + Nguyên tắc chung: Không để kháng nguyên và kháng thể tương ứng gặp nhau. Như vậy chỉ được phép truyền máu cùng nhóm. + Nguyên tắc tối thiểu: Khi truyền một lượng máu nhỏ (<200 ml) không để kháng nguyên trên màng hồng cầu của người cho gặp kháng thể tương ứng trong huyết tương người nhận. Có thể truyền máu theo sơ đồ truyền máu kinh điển (hình 2.6). Khi truyền máu khác nhóm (theo đúng sơ đồ truyền máu) phải tuân thủ các quy tắc: Chỉ truyền một lần, lượng máu truyền không quá 200 ml, tốc độ truyền chậm. Hình 2.6: Sơ đồ truyền máu kinh điển - Thử phản ứng chéo Trước khi truyền máu cần thử phản ứng chéo dù là truyền cùng nhóm. Hồng cầu của người cho được trộn với huyết tương người nhận trên một phiến kính. Nếu không xảy ra ngưng kết, chứng tỏ người nhận không có kháng thể tấn công hồng cầu người cho. Cũng nên kiểm tra phản ứng giữa huyết tương nguời cho và hồng cầu người nhận, dù rằng nó rất hiếm khi gây phản ứng truyền máu. 2.7.2. Hệ thống nhóm máu Rhesus (Rh) 1). Phân loại Có 6 loại kháng nguyên Rh, chúng được ký hiệu là C, D, E, c, d, e. Một người có kháng nguyên C thì không có c và ngược lại, điều này cũng đúng đối với các cặp D-d và E-e. Do phương thức di truyền của các yếu tố này, mỗi người chúng ta có 3 kháng nguyên thuộc 3 cặp C-c, D-d, E-e (chẳng hạn CDE; CdE; cdE; cDe ). Bảng 2.4. Hệ thống nhóm máu Rhesus Tên nhóm Kháng Kháng thể Tỷ lệ %
24. máu nguyên D tự nhiên Âu Mỹ Kinh (VN) Mường Rh + Có Không 85 99,92 100 Rh - Không Không 15 0,08 0 Kháng nguyên D là thường gặp nhất và có tính kháng nguyên mạnh nhất nên những người mang kháng nguyên D được gọi Rh dương, những người không mang kháng nguyên D được gọi là Rh âm. Một điều cần lưu ý là trong hệ thống nhóm máu Rh, kháng thể kháng Rh không có sẵn tự nhiên trong máu. Kháng thể chỉ sinh ra trong máu người Rh âm khi người này được truyền máu Rh dương hoặc trường hợp mẹ Rh âm mang bào thai Rh dương. Ðó là quá trình đáp ứng miễn dịch. 2). Tai biến do bất đồng nhóm máu hệ Rh - Trong truyền máu Người nhóm máu Rh âm được truyền máu Rh dương, lần đầu tiên hầu như không xảy ra tai biến. Tuy nhiên, cơ thể người này bắt đầu sản xuất kháng thể kháng Rh. Nồng độ kháng thể đạt tối đa sau 2-4 tháng. Nếu sau đó người này lại được truyền máu Rh dương thì tai biến có thể xảy ra do kháng thể kháng Rh có sẵn đó gây ngưng kết hồng cầu Rh dương được truyền vào. Cần lưu ý rằng, có một số người Rh âm trong lần nhận máu Rh dương đầu tiên đã sản xuất kháng thể kháng Rh với số lượng có ý nghĩa sau 2-4 tuần. Như vậy, kháng thể đó có thể gây ngưng kết những hồng cầu Rh dương còn lưu thông trong máu. Tuy nhiên, phản ứng xảy ra muộn này rất nhẹ nhàng. - Trong sản khoa Xảy ra đối với những người phụ nữ Rh âm lấy chồng Rh dương. Khi có thai, thai nhi có thể là Rh dương hoặc âm. Trong lần mang thai Rh dương đầu tiên, một lượng máu Rh dương của thai nhi sẽ vào tuần hoàn mẹ chủ yếu là lúc sinh và kích thích cơ thể người mẹ sản xuất kháng thể kháng Rh. Ðứa trẻ sinh ra trong lần này không bị ảnh hưởng gì cả. Tuy nhiên, đến lần mang thai tiếp theo, kháng thể này sẽ vào tuần hoàn thai nhi. Nếu đó là thai Rh dương thì kháng thể kháng Rh này có thể làm ngưng kết hồng cầu thai nhi và gây các tai biến sảy thai, thai lưu, hoặc đứa trẻ sinh ra bị hội chứng vàng da tan máu nặng. Ðôi khi, hồng cầu Rh dương của bào thai có thể vào máu mẹ trong thai kỳ và kích thích người mẹ sản xuất kháng thể kháng Rh. Tuy nhiên, trường hợp này rất hiếm xảy ra.
25. Hình 2.7: Tai biến sản khoa trong bất đồng nhóm máu Rhesus