SINH LÝ – SINH HOÁ MÁU Máu gồm hai phần: Tế bào huyết tương – tế bào gồm hồng cầu (HC), bạch cầu (BC), tiểu cầu – Huyết tương gồm yếu tố đông máu, kháng thể, nội tiết tố, protein, muối khoáng nước Máu tổ chức lỏng lẻo điều hoà toàn hoạt động thể nhờ chức sau: Điều hoà hoạt động tuần hoàn, trì huyết áp Cung cấp ôxy để sản xuất lượng cho toàn thể Đào thải CO2 qua phổi, đào thải nước – cặn bã qua đường nước tiểu, chuyển chất gan để tổng hợp chất khử độc, đào thải qua mồ hôi, tiêu huỷ tế bào già qua lách tổ chức liên võng Cung cấp nguyên liệu cho tạo dung thể Bảo vệ thể, chống nhiễm trùng chế miễn dịch đặc hiệu không đặc hiệu Cầm máu chế đông máu Với chức chủ yếu nói trên, máu giữ vai trò quan trọng sống CÁC THÀNH PHẦN CỦA MÁU (SINH LÝ – SINH HOÁ) 1.1 Thành phần tế bào: - Hồng cầu: Hình đĩa, nhân, chứa HST làm nhiệm vụ gắn O phổi, vận chuyển tới tổ chức, sau phối hợp với huyết tương vận chuyển CO đào thải qua phổi HC sống 120 ngày kể từ trưởng thành, chúng tiêu huỷ lách tổ chức liên võng khác Màng HC có vai trò quan trọng trì cân môi trường HC hoạt động bơm natri đảm nhận - Màng Hồng cầu cấu trúc thành phần bản: đường, mỡ, đạm – dày khoảng 10 n/m tạo lớp Phospholipid kép Các phân tử protein cholesterol khảm lên lớp lipid màng Lớp phân tử carbohydrat kỵ nước, mặt gồm protein xuyên màng - Lớp lipid màng (Phospholipid): xếp thành lớp tạo thành màng lưới bảo vệ tính mềm dẻo màng - Lớp protein màng: Có thể chia loại: Protein xuyên màng Protein dìa + Protein xuyên màng: Protein band đóng vai trò vận chuyển anion: K+, Na+, đường, tham gia vào vận chuyển có glucore glycophorin có vai trò hoạt động nhóm máu, nhận diện, truyền tin + Protein dìa: dìa Fibronectin, dìa Protein quan trọng: actin, spectrin, ankyrin band 4, protein lát bên màng hồng cầu Nhờ hồng cầu có hình dìa uốn qua hệ thống vi mạch - Lớp carbohydrat: liên kết với lipid tạo thành glycolipid với protein tạo thành glycoprotein phủ mặt hồng cầu, có vai trò định nhóm máu Nhờ có cấu trúc nói trên, màng HC có đặc điểm sau đây: + Màng hồng cầu không cho phép protein (dạng keo) chất hoà tan nước qua + Nhưng cho chất khí hoà tan mỡ O2, CO2 chuyển qua dễ dàng + Màng hồng cầu trì chênh lệch áp lực thẩm thấu muối khoáng tế bào Thí dụ chênh lệch áp lực thẩm thấu Na + K+ Với Na+ tế bào 80 mEq/lít, tế bào 20 mEq/lít, với K+ tế bào 130 mEq/lít, tế bào Do Na + có khuynh hướng chuyển vào tế bào K+ lại có khuynh hướng tế bào Giữ ổn định chênh lệch nhờ hoạt động bơm Natri + Màng hồng cầu có tính mềm dẻo vận chuyển oxy tới tận tổ chức + Hồng cầu cần lượng cho hoạt động HST bơm Natri chuyển hóa glucose HC quan trọng + Hoạt động HC tạo gốc tự làm tổn thương chức hồng cầu - Bạch cầu: Làm nhiệm vụ bảo vệ thể chống nhiễm trùng, bạch cầu có nhân, màu suốt Về hình thái chia nhóm: + Nhóm bạch cầu hạt, bạch cầu đa nhân + Nhóm hạt bạch cầu đơn nhân Nhóm chia nhóm nhỏ: Bạch cầu đơn nhân lớn (monocyte) bạch cầu nhân nhỏ (lymphocyte) Về mặt chức năng, chia nhóm: Nhóm miễn dịch gồm: lympho, tương bào sản xuất kháng thể tế bào trình diện kháng nguyên mono, đại thực bào, tế bào dendritic Nhóm thực bào: bạch cầu hạt, mono, đại thực bào; tế bào dendritic Bạch cầu đa nhân có đới sống ngắn, khoảng 14 ngày, có 6-7 ngày sinh sản biệt hoá, ngày lại thời gian hoàn thiện trưởng thành, máu 24g, vào tổ chức tiêu huỷ sau 24-48 Mono, đại thực bào, lympho sau trưởng thành tuỷ khoảng 4-6 ngày, chúng máu tồn 8-72 giờ, vào tổ chức, tổ chức mono lympho sống dài hàng tháng - Tiểu cầu: Là tế bào nhỏ nhất, hình đĩa, nhân, có hệ thống NSC phong phú, hình thành từ NSC mẫu tiểu cầu, đời sống ngắn, khoảng 7-10 ngày; thời gian từ nguyên MTC tới tiểu cầu khoảng 10 ngày Sau bị tiêu lách, bảo quản 5-7 ngày 220C, lắc liên tục - Tiểu cầu làm nhiệm vụ cầm máu nhờ có chức dính (adhesion), ngưng tập (aggregation), chế tiết (secretion) nhiều gây hoạt mạch: ADP, Serotonin, histamin, fibrinogen, enzym, hyparin, β-Thromboglobulin, yếu tố tiểu cầu, đồng thời kích thích tế bào nội mạch tăng tổng hợp acid arachidonic, tạo thành thromboxan A2 kích thích nội mạch sản xuất Prostacycline 1.2 Các thành phần huyết tương: Là phần dịch thể máu gồm nhiều chất quan trọng cho sống Tỷ trọng 1,051±0.005, pH 7,3 – 7,4atm 370C, áp thẩm thấu 7,2 – 8,1 1.2.1 Nước: người trưởng thành, nước chiếm khoảng 70% trọng lượng toàn thể, nước phần lớn nằm tế bào dịch kẽ máu tuần hoàn, trì cân nước giữa, tế bào 1.2.2 Các chất khoáng: Natri, kali, clo, hydro, magie, canxi, chất kiềm khác, sắt… 10 1.2.3 Protein gồm có: Albumin globolin Trong globulin có thành phần nhỏ α1, α2, β γ Trong γ-globuline có globulin miễn dịch (Immunoglobulin =Ig) IgA, IgG, IgM, IgD, IgE Về chức phân chia nhóm sau đây: + Chức miễn dịch: Bao gồm Ig bổ thể tham gia vào trình bảo vệ thể: Tăng thực bào, phản ứng đặc hiệu với kháng nguyên vi khuẩn, virus + Duy trì áp lực keo - độ nhớt máu: Albumin + Chức đông máu: Gồm chất đông máu chất kháng đông (AT III, Protein C Protein S) + Vận chuyển chất: • Vận chuyển chất dinh dưỡng đến tổ chức vận chuyển chất bã đào thải qua thận, phổi, mồ hôi, tiêu hoá như: Transferrin vận chuyển sắt, Transcobalamin vận chuyển B12, haptoglobin vận chuyển HST tự • Vận chuyển Protein cần thiết tổng hợp tế bào tổ chức • Vận chuyển lipit, triglycerit, cholesterol nhờ lipoprotein + Các nội tiết tố cytokin: Lượng chúng nhỏ chức quan trọng hoạt động thể 1.2.4 Lipid: Tham gia điều hoà nội môi, dinh dưỡng, tạo tổ chức 1.2.5 Đường: Dinh dưỡng tạo lượng 1.2.6 Các sinh tố tham gia tổng hợp chất chuyển hóa lượng CHUYỂN HOÁ TRONG CÁC TẾ BÀO MÁU 2.1 Chuyển hoá HC: Chủ yếu ly giải glucose tạo lượng trì hoạt động HC, trì cân Na/K hồng cầu nhờ bơm Natri Trong HC K+ chiếm ưu (100 - 150mEg/l) Na có 20mEq/l 2.1.1 Hoạt động bơm Natri: Mỗi chu kỳ hoạt động bơm Na/K bơm ion Na + HC hút vào HC ion K+ Do chênh lệch ion Na+ mà Na+ có khuynh hướng trả lại tế bào, kéo theo nước làm cho hồng cầu căng phồng thêm, tượng kích thích bơm Natri hoạt động để đưa Na+ nước HC, nhờ thể tích HC không thay đổi Hoạt động phải có lượng (ATP) Năng lượng cung cấp 11 nhờ chuyển hoá glucose (glucolysis) Đồng thời nhờ hoạt động bơm Natri mà glucose luôn vận chuyển vào tế bào Cl - đưa đào thải qua phổi Bơm Natri chất protein xuyên màng có vị trí tiếp nhận K +, tiểu protein khác gần nời tiếp nhận Na + vị trí thuỷ phân ATP cung cấp lượng cho hoạt động bơm Khi thiếu ATP bơm Natri không hoạt dộng Na + nước có vào mà ra, làm cho HC trương to vỡ 2.1.2 Chuyển hoá glucose HC: Glucose HC chuyển hoá theo đường: glucolysis pentose phosphat Trong chủ yếu phân giải glucose tạo puruvat lactat cung cấp ATP cho HC, xúc tác cho đường puruvat kinase Còn đường pentose có khoảng 5-10% glucose HC, men xúc tác cho đường G6PD Đường pentose cung cấp NADPH (Nicotinamid Adenin Dinucleoti Phosphat), NADPH quan trọng, đóng vai trò hoạt động chống ôxy hoá HC HC môi trường thể máu bảo quan bị ôxy hoá, đường pentose giúp cho HC chống lại tượng để tồn 2.1.3 Sự hình thành gốc tự HC: - Gốc tự phân tử hay nguyên tử mà lớp điện tử có điện tử không đôi, chúng mang điện tích (+) (-) không mang điện tích Các gốc tự thường gặp kể: + O2 : Anion superoxid + (1O2) : Oxy đơn phân tử + (HO) : Gốc Hydroxyl (có hoạt tính mạnh nhất) + (H2O2) : Hydroxyperoxid - Các nguyên nhân tạo gốc tự do: + Hô hấp tế bào: Gốc sinh (O 2) Quá trình hô hấp tế bào tạo gốc tự khác: (H2O2), (HO) v.v Đây hoạt động bình thường thể, nghĩa gốc tự thường xuyên sinh thường xuyên bị trung hoà để trì tỷ lệ thấp - Khi có tác động chẳng hạn giảm pH máu gốc tự lại tăng lên nhiều + Tia xạ: Bức xạ cao tần bẻ gẫy phân tử để tạo gốc tự mới: -H2O2 → H + HO; H + O2 → HO2; HO2 → H+ + O2 12 + Trong viêm nhiễm trùng: Trong viêm bạch cầu thực bào tiêu huỷ vi trùng tạo gốc tự do: O2 + NADPH → O2 Khi có mặt O2 lại tạo gốc tự khác HO, H2O2 + Tia tử ngoại: Cơ chế tác động + Các stress: Làm tăng nồng độ adrenalin, nor-adrenalin làm tăng chuyển hoá tạo gốc tự + Các tổn thương dập nát xương tạo nhiều gốc tự từ myoglobin, Hemogobin + Các rối loạn đông cầm máu, rối loạn huyết động gây thiếu máu cục tạo gốc tự 2.1.4 Hệ thống chống ôxy hoá HC (Antioxydants in Reed cells): Các chất chống oxy tế bào thể nói chung tế bào máu bao gồm HC, BC, TC nói riêng chia nhóm: - Nhóm 1: Gồm enzym: nhóm tồn chủ yếu HC, có men sau đây: + SOD (superoxid dismutase): Tác dụng phân huỷ superoxid (O 2) theo phương trình sau: 2(O2) + 2(H+) → H2O2 + O2 Vì SOD Superoxid giảm ngược lại, SOD giảm O tăng từ tạo nhiều gốc tự khác H2O2, 1O2, HO2 Trong HC SOD enzym chống oxy hoá + GPx (glutathion peroxidaza) + GR (glutathion Reductaza) liên quan đến NADPH + Catalaza: huỷ peroxid thành nước oxy - Nhóm 2: Các chất chống oxy hoá enzym gồm chất sau đây: + Nhóm thiol: Nhóm có glutathion có tác dụng khử chất tự + Nhóm polyphenol: Gồm sinh tố E, C, A Trong đặc biệt sinh tố E, có tác dụng ngăn chặn trình oxy hoá cách làm đứt gãy lan truyền phản ứng oxy hoá, đồng thời ngăn chặn ôxy hoá acid béo không bão hoà màng tế bào 13 2.2 Chuyển hoá BC: Chuyển hoá BC quan trọng tượng thực bào Quá trình thực bào cần lượng để di chuyển, hoạt hoá thực bào Sau thực bào trình tiêu huỷ đối tượng thực bào, men BC bao gồm proteinase, elatse, protease, lysozym, cathepsin v.v bao vây tiêu diệt vi khuẩn Có đường tiêu diệt vi khuẩn: - Oxygenase: NADPH tạo gốc tự do: O 2, H2O2, H+ Các gốc tiêu diệt vi khuẩn - Nitric oxyd (NO): NO giết vi khuẩn cách ức chế tổng hợp DNA hô hấp tế bào, làm vi khuẩn không phát triển bị tiêu huỷ - Protein diệt khuẩn: Cơ chế cần cho vi khuẩn không sinh gốc tự như: E.Coli, Salmonella, Thyphi Ngoài vi khuẩn bị tiêu diệt tượng hạt BC (deganulation) Quá trình thực bào tiêu huỷ nói cần lượng, chuyển hoá lượng từ gluco lại tạo nhiều gốc tự do, gốc tự tăng lên lại tác động ngược lại chống tế bào thể (Tương tự chuyển hoá hồng cầu) 2.3 Chuyển hoá tiểu cầu: Hoạt động tiểu cầu đòi hỏi lượng hồng cầu bạch cầu (các thực bào) tiểu cầu bị hoạt hoá giải phóng nhiều chất gây hoạt mạch, gây dị ứng, gây đau, gây sốt Đồng thời giam gia vào hoạt hoá yếu tố đông máu gây rối loạn đông máu - Đông máu rải rác lòng mạch CÁC XÉT NGHIỆM ĐÁNH GIÁ SINH LÝ - SINH HOÁ MÁU 3.1 Xét nghiệm đếm tế bào máu: - Phương pháp thủ công: + Độ xác cao + Nhược điểm: Độ pha loãng, độ lặp lại, phân bố tế bào lam máu không - Phương pháp máy tự động: + Nhanh, độ lặp lại tốt + Nhược điểm: Nhân HC nhân BC khó phân biệt 14 3.2 Xét nghiệm HST: Bình thường 120 - 150g (nữ) 130 - 160g/l (nam) 3.3 Các số HC: MCV, MHC, MHCH 3.4 Đo thể tích máu: - Thể tích máu toàn bộ: Gắn Cr 51 lên HC bệnh nhân truyền trả lại, sau 30' đo lại mẫu - Thể tích máu tính công thức sau: Thể tích máu = cpm HC truyền vào cpm HC rút ra/ml máu rút Có giá trị chẩn đoán đa HC thật - Khối hồng cầu: Tính theo công thức Thể tích khối HC = thể tích máu (ml) x hematocrit x 0,92 Thể tích HT = (Thể tích máu toàn bộ) - (Thể tích khối hồng cầu) 3.5 pH máu: dạng trung tính 7,3; pH < 7: nhiễm toan; pH > 7,6: nhiễm kiềm 3.6 Các xét nghiệm sinh hoá máu: Protein, men, gốc tự do, muối khoáng Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA SINH LÝ, SINH HOÁ MÁU TRONG AN TOÀN TRUYỀN MÁU Vai trò enzym: Các enzym giải phóng chuyển hoá tế bào làm giảm pH máu, đồng thời làm hại màng hồng cầu, giảm hoạt động bơm Natri làm cho chất lượng trao đổi ôxy hồng cầu giảm sút - chất lượng máu giảm Các gốc tự làm tổn thương hệ thống chống oxy hoá (cả nhóm enzym nhóm enzym), tế bào tổn thương Chuỗi phản ứng men tác động lên chuyển hoá acid arachidonic tạo nhiều chất gây tăng thấm mạch, đồng thời tác động lên hệ thống đông máu gây rối loạn đông máu, đông máu rải rác lòng mạch, chảy máu Trong máu bảo quản (khối hồng cầu) men hồng cầu, gốc tự làm giảm chất lượng máu, giảm độ an toàn Đồng thời có mặt gốc tự do, chất hoá học trung gian huyết tương dịch bảo quản gây phản ứng sốt, dị ứng, sốc phản vệ truyền máu chất lượng giảm 15