SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  CHUYÊN ĐỀ NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ SINH LÝ MÁU – HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH HỌC THPT 2 NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN NHẤT VỀ SINH LÝ MÁU - HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH HỌC THPT I Chƣƣ́c năng của máu: Máu là dịch lỏng tuần hoàn trong khắp cơ thể động vật thực hiện các chức năng chủ yếu sau đây: 1 Vâṇ chuyển các chất cho quátrinhh̀ chuyển hóa - Vâṇ chuyển khíO 2 từ cơ quan trao đổi khí (phổi, mang, ) đến các tế bào và vận chuyển khí CO2 từ các tếbào đến cơ quan trao đổi khiđ́ ểthải ra ngoài - Vâṇ chuyển các chất dinh dưỡng hấp thu từ hê ̣tiêu hóa đưa đến các tếbào - Vâṇ chuyển các chất bài tiết (urê, axít uric, ) đến các cơ quan bài tiết để thải ra ngoài 2 Bảo vệ cơ thể - Bạch cầu trong máu tiêu hủy các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập - Các yếu tố đông máu, trong đó có yếu tố đông máu tiểu cầu tham gia chống mất máu 3 Điều hòa sƣ ̣ổn đinḥ của môi trƣờng trong - Điều hòa thân nhiêṭ, giữthân nhiêṭổn đinḥ - Điều hòa pH, nhờhê ̣thống đêṃ cótrong máu - Hoocmôn (do các tuyến nôịtiết tiết vào máu ) tham gia điều hòa thểdicḥ các quá trình sinh lí, như điều hòa áp suất thẩm thấu, điều hòa thân nhiệt II Môṭsốtính chất líhóa của máu 1 Khối lƣợng máu Khối lượng máu tính theo % khối lượng cơ thể là khác nhau ở các loài động vật (bảng 1) Bảng 1 Khối lượng máu tính theo % khối lượng cơ thể Động vật % khối lƣợng cơ thể Cá 3,0 Lợn 4,6 Bò 8,0 Gà 8,5 3 Chó 8,9 Ngựa 9,8 Người 8,0 2 Thể tích máu Người trưởng thành có khoảng 4 đến 6 lít máu (tùy theo khối lượng cơ thể), trong đó có gần 50% là máu dự trữ (gan 20%; lách 16%; dưới da 10%) Máu dự trữ được huy động trong trường hợp mất máu, lao động, sốt, ngạt thở 3 Tỉ trọng của máu Tỉ trọng của máu là 1,050 – 1,060 Tỉ trọng của máu phụ thuộc vào số lượng tế bào máu và nồng độ các chất trong huyết tương 4 Độ nhớt của máu Nếu coi độ nhớt của nước tinh khiết là 1 thì độ nhớt của máu là 4,5 và của riêng của huyết tương là 2,2 Độ nhớt của máu phụ thuộc chủ yếu vào số lượng tế bào máu và nồng độ protein huyết tương Trường hợp số lượng tế bào máu và nồng độ protein huyết tương tăng lên thì độ nhớt của máu sẽ tăng lên Điều này gây trở ngại cho sự lưu thông của máu và hoạt động của tim, nếu kéo dài dẫn đến suy tim và tăng huyết áp 5 Hematocrit Hematocrit là tỉ lệ giữa thể tích hồng cầu và thể tích máu toàn phần Hematocrit của người trưởng thành (sau 1 giờ để lắng): nam là 44 % ± 3% và nữ là 41 % ± 3% 6 Áp suất thẩm thấu Áp suât thẩm thấu của máu phần lớn là do nồng độ các muối khoáng hòa tan trong máu (chủ yếu là NaCl) và một phần nhỏ là do các protein huyết tương tạo nên Mặc dù áp suất thẩm thấu do protein huyết tương tạo nên không lớn, khoảng 25 – 28 mmHg, nhưng lại có vai trò quan trọng trong trao đổi nước giữa mao mạch và mô Sự ổn định của áp suất thẩm thấu của máu có ý nghĩa sinh lí rất lớn Nếu áp suât thẩm thấu của huyết tương lớn hơn của hồng cầu, thì nước sẽ từ hồng cầu đi ra huyết tương, kết quả là kích thước hồng cầu giảm đi, hồng cầu teo 4 nhỏ lại Thí nghiệm: Cho hồng cầu người hoặc thú vào dung dịch có áp suất thầm thấu lớn hơn của hồng cầu, ví dụ dung dịch muối NaCl > 0, 96 %, thì hồng cầu teo nhỏ lại Dung dịch muối NaCl > 0, 96 % gọi là dung dịch ưu trương Nếu áp suât thẩm thấu của huyết tương nhỏ hơn của hồng cầu, thì nước sẽ từ huyết tương đi vào hồng cầu, kết quả là kích thước hồng cầu tăng lên, hồng cầu căng phồng to lên Thí nghiệm: Cho hồng cầu người hoặc thú vào dung dịch có áp suất thầm thấu nhỏ hơn của hồng cầu, ví dụ dung dịch muối NaCl < 0, 96 %, thì hồng cầu phồng to lên Dung dịch muối NaCl < 0, 96 % gọi là dung dịch nhược trương Nếu giảm dần nồng độ muối NaCl thì hồng cầu càng phồng to hơn lên và cuối cùng bị vỡ ra, hiện tượng đó gọi là huyết tiêu Nếu áp suất thẩm thấu của hồng cầu và huyết tương bằng nhau, thì lượng nước đi từ huyết tương vào hồng cầu và từ hồng cầu ra huyết tương sẽ bằng nhau, kết quả là kích thước và hình dạng hồng cầu vẫn giữ nguyên Thí nghiệm: Cho hồng cầu người hoặc thú vào dung dịch muối NaCl = 0, 96 %, thì hồng cầu vẫn giữ nguyên hình dạng và kích thước Dung dịch muối NaCl = 0, 96 % gọi là dung dịch đẳng trương và còn được gọi là nước muối sinh lí Trong thực tế, để giữ được lâu các mô hoặc các cơ quan bên ngoài cơ thể hoặc khi cần bổ sung một lượng dịch vào cơ thể trong trường hợp cơ thể giảm huyết áp, người ta có thể sử dụng nước muối sinh lí, nhưng sử dụng dung dịch sinh lí thì tốt hơn Dung dịch sinh lí có áp suât thẩm thấu tương đương với áp suất thẩm thấu của máu, dung dịch sinh lí thường được sử dụng là dung dịch sinh lí Rinh gơ (bảng 2) Bảng 2 Dung dịch sinh lí Rinh gơ Thành phần Động vật hằng nhiệt Động vật biến nhiệt NaCl 0,90 gam 0,60 gam KCl 0,02 gam 0,02 gam CaCl2 0,02 gam 0,02 gam NaHCO3 0,02 gam 0,02 gam Nước cất 100 ml 100 ml 5 7 pH máu pH máu của người hơi kiềm, dao động trong khoảng 7,35 – 7,45 pH của một số động vật thể hiện trên bảng 3 Bảng 3 pH máu của một số động vật Động vật pH máu Chó, ngựa 7,40 Trâu, bò 7,45 Lợn 7,47 Dê, cừu 7,49 Thỏ 7,58 Gà 7,42 + - Độ pH máu phụ thuộc và nồng độ các ion H và OH có trong máu Các hoạt động của tế bào, cơ quan luôn sản sinh ra các chất như CO 2, axit lắctic…dẫn đến biến động pH máu và ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào, cơ quan Tuy nhiên, pH máu luôn duy trì được sự ổn định chủ yếu là nhờ các hệ đệm trong máu cùng với sự tham gia điều hòa của phổi và thận Hệ đệm duy trì được sự ổn định của pH máu là nhờ khả + - năng lấy đi các ion H và OH khi các ion này xuất hiện trong máu Trong máu có ba hệ đệm chính đó là hệ đệm bicacbonat, hệ đệm phốt phát và hệ đệm protein Hệ đệm bicacbonát: gồm axit cacbonic và muối bicacbonat natri hoặc kali và được viết dưới dạng sau: H2CO3 BHCO3 + + (B là Na hoặc K ) Hệ đệm phốt phát: gồm photphat điaxit và photphat mônoaxit và được viết dưới dạng sau: BH2PO4 B2HPO4 + + (B là Na hoặc K ) 6 Hệ đệm protein: Protein của huyết tương có cả các gốc axit –COOH và gốc kiềm –NH3OH nên có thể hoạt động như hệ thống đệm, tham gia điều chỉnh pH khi có biến động Hệ đệm protein là hệ đệm mạnh nhất Ngoài các hệ đệm trong máu, phổi và thận cũng đóng vai trò quan trọng trong điều hòa pH nội môi Phổi tham gia điều hòa pH bằng cách thải CO 2, vì khi lượng CO2 tăng lên sẽ làm tăng H+ trong máu Thận tham gia điều hòa pH nhờ khả năng thải H+, HCO3- II Huyết tƣơng Máu gồm hai thành phần chính, đó là huyết tương vàtếbào máu (hình 1) Hình 1 Thành phần chính của máu Để tách được hai thành phần này, người ta lấy máu vào ống nghiệm và cho thêm chất chống đông máu vào sau đó đem li tâm, máu sẽ phân chia thành hai phần: - Phần ở trên có màu vàng nhạt, hơi đục đó là huyết tương Phần này chiếm 55 % thể tích máu - Phần ở dưới đặc hơn, màu đỏ thẫm, đó là các tế bào máu, phần này chiếm 45 % thể tích máu Màu đỏ của phần ở dưới là do hồng cầu Nằm giữa hai phần có một lớp mỏng màu trắng đó là bạch cầu và tiểu cầu Huyết tương làdicḥ lỏng cómàu vàng nhaṭ , gồm cónước vàchất tan Nước chiếm 92 % tổng lương ̣ huyết tương, còn các chất tan chiếm 8 % Các chất tan gồm nhiều thành phần (các ion, protein huyết tương…) với vai trò khác nhau (bảng 4) Bảng 4 Thành phần và chức năng của huyết tương 7 HUYẾT TƢƠNG Thành phần Chức năng chính Nước (chiếm 92 % tổng lượng Dung môi cho các chất khác huyết tương) Các ion (cation và anion): Na+ Ca2+ Mg2+ Cân bằng thẩm thấu, đệm pH, điều hòa K+ tính thấm màng ClIHCO3 - PO4 3- Các protein huyết tƣơng (chiếm 7 - 9 % khối lượng huyết tương): - Albumin (chiếm 60 % tổng số protein huyết tương) Cân bằng thẩm thấu, đệm pH, vận chuyển một số chất - Globulin α và β Vận chuyển một số chất - Globulin γ (kháng thể) Bảo vệ cơ thể - Fibrinogen (chiếm 4 % tổng Tham gia đông mau ́ sốprotein huyết tương) Các chất đƣợc máu vận chuyển: Chất dinh dưỡng (glucozơ, axit béo, vitamin…) Hoocmôn Cholesteron Các sản phẩm thải chuyển hóa Các khí hô hấp (O2 và CO2 ) IV Tếbao mau Tếbào máu còn gọi là yếu tốhữu hinh̀ , gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu (hình 2) 8 Hình 2 Các loại tế bào máu 1 Hồng cầu a) Hình thái và cấu tạo Hồng cầu (erythrocytes) của người và thú là tế bào mất nhân và ti thể , có hình đĩa lõm hai mặt , đường kinh ́ 7,5 μm, chiều dày 1 μm ở trung tâm và 2 μm ở ngoại vi (hình 3) Hình đĩa lõm làm tăng diện tích bề mặt, tăng cường độ khuếch tán của ôxi qua màng Hình đĩa lõm còn làm hồng cầu trở nên mềm dẻo dễ đi qua các mao mạch nhỏ và khó bị vỡ Không có nhân và ty thể có tác dụng giảm tiêu thụ ôxi khi vận chuyển (a) (b) Hình 3 Hồng cầu người nhìn dưới kính hiển vi (a) và phóng to (b) Hồng cầu chim , bò sát , lưỡng cư vàcácó hinh̀ bầu duc ̣ và cónhân hết các loài đông ̣ vâṭcóxương sống vànhiều loài đông ̣ vâṭkhông xương sống Ở hầu , 9 trong hồng cầu cóchứa sắc tốhô hấp hemôglôbin Hemôglôbin (Hb) cấu taọ từ globin vàhem Globin làmôṭloaịprotein được cấu tạo từ 4 chuỗi polipeptit, trong đócó2 chuỗi α (mỗi chuỗi có 141 axit amin) và 2 chuỗi β (mỗi chuỗi có 146 axit amin) Mỗi chuỗi polypeptit gắn với môṭnhân hem tạo thành một tiểu đơn vị Như vậy, một phân tử hemoglobin được tạo thành từ bốn tiểu đơn vị (hình 4) Hình 4 Cấu trúc của phân tử hemoglobin Cấu trúc của hem giống nhau ở các loài động vật Hem được cấu tạo bởi bốn vòng pyrol nối với nhau bằng các cầu nối metyl , ở giữa có nguyên tử sắt hóa trị hai (hình 5) Mỗi nguyên tử sắt cóthểtaọ liên kết không bền vững với môṭphân tử O2 Do phân tử hemoglobin có chứa sắt làm cho máu có màu đỏ Hình 5 Cấu tạo hóa học của hem b) Sốlươngg 10 IgM monomer va - IgM monomer la thu ̣ - IgM monomer gắn vơi khang IgM pentamer thểtrên limpho B đối ̀ ̀ vơi kháng nguyên ́ - IgM pentamer co ́ trong huyết tương nguyên ́ ́ - IgM pentamer la cac ngưng kết tố ̀ ́ chống ngưng kết nguyên A va B cua ̀ ̉ nhóm máu AOB c) Các đáp ứng miễn dịch đặc hiệu Đáp ứng miễ n dịch đặc hiệu còn gọi là đáp ứng miêñ dicḥ thu đươc ̣ hoặc phản ứng miễn dịch đặc hiệu Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu bao gồm đáp ứng miêñ dicḥ dicḥ thểvà đáp ứng miêñ dicḥ tếbào (hình 15) Hình 15 Sơ đồ khái quát về đáp ứng miễn dịch đặc hiệu (Nguồn: N.A.Campbell và tác giả khác, 2009) 37 Tham gia vào đáp ứng miêñ dicḥ đăc ̣ hiêụ cócác tếbào limpho B , các tếbào limpho T (gọi tắt là tế bào B và tế bào T) và các đại thực bào Đaịthưc ̣ bào , ngoài chức năng tham gia vào miêñ dicḥ không đăc ̣ hiêụ , chúng còn có chức năng trình diêṇ kháng nguyên, đây làkhâu đầu tiên của đáp ứng miêñ dicḥ đăc ̣ hiêụ Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu diễn biến như sau: Khi vi sinh vâṭxâm nhâp ̣ vào cơ thể , chúng bị các đại thực bào thực bào Các phân tử protein MHC II của đại thực bào đưa kháng nguyên ra bề mặt tế bào và trình diện kháng ngu yên cho tếbao T hỗtrơ ̣(T ̀ interleukin 1 (IL-1) kích thích lên tế bào T hỗtrợ Sự tương tác giữa phức hợp MHC II ), đồng thời đại thực bào tiết ra H - kháng nguyên với tế bào T hỗ trợ được tăng cường bởi môṭloại protein trên bề mặt tế bào T hỗtrơ, ̣gọi là CD4 Sau khi tương tac vơi cac manh khang nguyên trinh diêṇ bơi đaịthưc ̣ bao ́ ́ ́ ̉ ́ ̀ ̀ và bị kích thích bởi IL-1, tếbào T hỗtrơ ̣tăng sinh, biêṭhóa thành dòng tếbào T hỗ trơ ̣hoaṭhóa vàdòng tếbào T nhớ Các tế bào T hỗ trợ hoạt hóa sẽ kích hoạt hai hệ thống miễn dịch , đólà miêñ dicḥ dịch thể và miễn dịch tếbào , còn các tế bào T nhớ có vai trò lưu trữ thông tin vềkháng nguyên (gọi là trí nhớ mi ễn dịch), chúng mang các thụ thể đặc hiêụ cho kháng nguyên Quá trình tế bào T hỗ trợ hoạt hóa hai hệ thống miễn dịch diễn ra: ● Quátrinh̀ tếbào T hỗtrơ ̣hoaṭhóa miêñ dicḥ dicḥ thể: Hình 16 Hoạt hóa tế bào B tạo tương bào, kháng thể và tế bào nhớ Tếbào T hỗtrơ h ̣ oaṭhóa gắn với tếbào B , đồng thời tiết ra interleukin 2 (IL2) kích thích lên tế bào B làm tế bào B hoạt hóa và tăng sinh Các tế bào B sinh ra 38 sẽ biệt hóa thành dòng tế bào B có tên là tương bào và dòng tế bào B nhớ Tương bào sinh ra các kháng thể đặc hiệu đối với kháng nguyên , còn tếbào B nhớcóvai trò lưu trữ thông tin về kháng nguyên (hình 16) Môṭtếbào B hoaṭhóa tăng sinh thành hàng nghiǹ tương bào Mỗi tương bào tiết ra khoảng 2.000 phân tử kháng thểmỗi giây trong 4 – 5 ngày tồn tại Kháng thể tuần hoàn trong máu Chúng gắn với kháng nguyên vàngăn chăṇ mầm bênḥ b ằng nhiều cách khác nhau (hình 17): + Trung hòa: Các kháng thể gắn với kháng nguyên trên bề mặt của virut hay vi khuẩn qua đó ngăn không cho chúng gắn vơi các tếbao cua cơ thểvâṭchu ́ ̀ ̉ ̉ Kháng thể còn có thể gắn và trung hoa cac đôc ̣ tốgiai phong tư mầm bênḥ ̀ ́ ̉ ́ ̀ + Opsonin hóa : các kháng thể gắn với kháng nguyên trên bề mặt của vi khuẩn, làm tăng khả năng nhận biết và thực bào của các đại thực bào + Hoạt hóa bổ thể: kháng thể gắn với các kháng nguyên có trên bề mặt của tếbào la ̣hoăc ̣ của vi khuẩn , tạo ra phức hợp kháng nguyên – kháng thể Phức hơp ̣ này có khả năng gắn với protein bổ thể có trong máu và làm cho các protein bổ thể này hoaṭ hóa, hình thành môṭ phức hơpg tấn công màng Phức hơpg tấn công màng gây ra các lỗthủng trên màng tếbào la ̣Các ion và nước chui qua các lỗ thủng vào trong tếbào lạ làm tếbào này trương phinh̀ lên vàvỡra Hình 17 Cơ chế loại bỏ kháng nguyên của kháng thể 39 Như đa m̃ nêu ởtrên , kháng nguyên xâm nhập vào cơ thể bị đại thực bào bắt giữvàtrinh̀ diêṇ cho tếbào T hỗtrơ ̣ , từ đókích thích tăng sinh tế bào B để taọ ra dòng tương bào và dòng tế bà o nhớ Tuy nhiên, tếbào B cũng cóthểgắn trực tiếp với kháng nguyên vàđược hoaṭhóa Chúng tăng sinh và taọ ra dòng tương bào sản xuất ra kháng thể (không cần sư ̣tham gia của tếbào T hỗtrơ ̣ ) Tuy nhiên, trường hợp này không ta ̣o ra được dong tếbao nhơ nên không tạo ra trí nhớ miễn dịch ̀ ̀ ́ Măc ̣ du vâỵ, đap ưng nay vâñ co vai tro quan trong ̣ trong bao vê ̣chống laịnhiều ̀ loại vi khuẩn ́ ́ ̀ ́ ̀ ̉ ● Qua trinh tếbao T hỗtrơ ̣hoaṭhoa miêñ dicḥ tếbào diễn ra như sau: ́ ̀ ̀ ́ Tếbao T hỗtrơ h ̣ oaṭhoa tiết ra interleukin 2 (IL-2) kích thích lên tế bào T ̀ ́ gây đôc ̣ (Tc) làm tế bào T gây độc hoạt hóa Tếbào T gây đôc ̣ còn cần phải cósư ̣ tương tác trực tiếp với tếbào trin ̀ h diêṇ kháng nguyên Tếbào T gây đôc ̣ hoaṭhóa tăng sinh taọ ra một dòng tếbào T gây đôc ̣ hoaṭhóa mới vàmột dòng tếbào T nhớ (hình 18) Hình 18 Hoạt hóa tế bào T gây độc tạo dòng tếbào T gây đôcg mới và tế bào nhớ Các tếbào T nhớcóvai tròlưu trữthông tin vềkháng nguyên Dòng tếbào T đôc ̣ hoaṭhóa di chuyển trong máu nhâṇ biết,gắn với các tếbào đich ́ (tếbào nhiêmm̃ khuẩ,ntếbào la) v ̣ à giải phóng ra các phân tử proteinperforin và granzyme 40 Perforin gây ra các lỗthủng trên tếbào đich́ dẫn đến các ion vànước xâm nhập vào tếbào làm tế bào trương to lên, vỡ ra Granzyme được chuyển vào tếbào đich́ gây phân cắt protein làm chết tếbào(hình 19) Sau khi phá hủy tế bào bị nhiễm khuẩn,tếbào T đôc ̣ lại có thể di chuyển và tiêu diệt các tế bào nhiễm khuẩn khác có cùng mầm bệnh Sở dĩ các tếbào T gây đôc ̣ cóthểnhâṇ biết vàgắn với tếbào đich́ lànhờ các phân tử protein MHC -I của tếbào đich ́ đưa phân tử kháng nguyên không phải của mình lên bề mặt tế bào, tạo ra phức hợp MHC I - kháng nguyên Sự tương tác giữa phức hợp MHC I - kháng nguyên của tế bào đích với tế bào T gây đô ̣c được tăng cường bởi môṭloại protein trên bề mặt tế bào T gây đôc ̣ gọi là CD8 Hình 19 Cơ chế tiêu diệt tế bào nhiễm khuẩn của tế bào T gây độc hoạt hóa (Nguồn: N.A.Campbell và tác giả khác, 2009) Tế bào T gây đôc ̣ còn có thể chống lại tế bào ung thư vì tế bào ung thư có những phân tử không có ở tế bào bình thường Các phân tử MHC I của tế bào ung thư trình diện các phân tử không bình thường này lên bềmăṭtếbào vàcác phân tử này được hệ miễn dịch coi là kháng nguyên la ̣Tuy nhiên, có những tế bào ung thư tự làm giảm lượng MHC I Một số virut (ví dụ, vi rút Epstein-Barr) cũng làm giảm lượng MHC I ở tế bào nhiễm do vậy chúng thoát khỏi sự tấn công của hê ̣miêñ dicḥ 41 Một số tế bào khi bị nhiễm khuẩn cũng không trình diện đủ kháng nguyên để hệ miễn dịch nhận biết và tiêu diệt Ví dụ, virut herpes kí sinh trong nhân của nơron cảm giác Virut herpes típ I gây ra herpes miệng, làm xuât hiện các nốt phỏng rộp quanh miệng, còn virut herpes típ II gây bệnh herpes sinh dục, thường lây qua đường tình dục Vì các noron cảm giác tổng hợp tương đối ít phân tử MHC-I nên các nơron bị nhiễm virut này không thể trình diện kháng nguyên một cách hiệu quả cho các tế bào limphô lưu hành Các kích thích như sốt, căng thẳng, hoặc kinh nguyệt làm tái hoạt hóa virut này gây ra nhiễm trùng các biểu mô xung quanh Trong ghép mô vàcơ quan , các phân tử protein MHC kích thích đáp ứng miêñ dicḥ gây thải ghép Môṭsốphân tử MHC của mô, cơ quan của người cho được coi là“la ̣“ đối với người nhâṇ Khi ghép mô, cơ quan lấy từ cơ thểngười khác, đáp ứng miễn dịch tế bào tạo ra các tế bào đáp ứng (tếbào T gây đôc ̣ ) tiêu diêṭtếbào ghép làm mô, cơ quan ghép bong ra Ví dụ: mảnh da ghép từ môṭngười không đồng nhất vềdi truyền gây ra đáp ứng miễn dịch tế bào , do vậy mảnh da ghép chỉ tồn taị đươc ̣ môṭtuần trên cơ thể người nhận, sau đóbi phạ́ hủy và bong ra d) Vai tròcủa MHC trong miêñ dicḥ đăcg hiêụ MHC la tên viết tắt cua phưc hê ̣phu hơp ̣ tổchưc chinh ̀ ̉ ́ ̀ ́ histocompability complex ) có bản chất là glycoprotein ́ (Mayor , do môṭnhom gen trên nhiêmm̃ sắc thểsố6 của tế bào mã hóa cho việc tổng hợp Khi mầm bênḥ vao trong tếbao chu , các enzim trong tế bào chủ phân tách ̀ ̀ ̉ các protein mầm bệnh thành các mảnh nhỏ hơn , gọi là các mảnh kháng nguyên Các mảnh kháng nguyên này gắn với phân tử MHC của tế bào chủ tạo thành phức hợp MHC-kháng nguyên Phức hợp MHC-kháng nguyên di chuyển ra phía bềmăṭ tếbào và làm bôc ̣ lô m ̣ ảnh kháng nguyên lên trên bềmăṭtếbào goịlà sư gtrình diên kháng nguyên Có hai loại protein MHC là MHC lớp I và MHC lớp II (gọi tắt làMHC-I và MHC-II) 42 Hình 20 Tương tác của tế bào T với tế bào trình diện kháng nguyên (Nguồn: N.A.Campbell và tác giả khác, 2009) Phân tư protein MHC -I co ơ cac tếbao co nhân cua cơ thể (trư cac tếbao ̉ ́̉́ ̀ ́ ̉ ̀ ́ ̀ không nhân như hồng cầu ) Chúng không chỉ gắn và bộc lộ các phân tử kháng nguyên không phai cua minh lên bềmăṭtếbao ̉ ̉ ̀ , mà còn gắn và bộc lộ các kháng ̀ nguyên không binh thương cua cac tếbao ung thư co trong cơ thể(hình 20a) ̀ ̀ ̉ ̀ ́ Khi MHC -I gắn va đưa khang nguyên la ̣bôc ̣ lô ̣trên bềmăṭtếbao , các tế ̀ ̀ bào T gây độc nhận biết và tấn công tế bào này Phân tư protein MHC-II co ơ đaịthưc ̣ bao , tếbao B va môṭ sốtếbao T Khi ̉ ́̉ ̀ ̀ ̀ môṭMHC-II gắn va bôc ̣ lô ̣môṭmanh khang nguyên la ̣lên bềmăṭtếbao ̀ ́ trơ ̣giup va tếbao T gây đôc ̣ co thểnhâṇ biết va gắn vơi no (hình 20b ) ́ ̀ ̀ ́ ̀ ́ ́ e) Đáp ứng miễn dịch nguyên phát và thứ phát ̀ ̀ , tếbao T ̀ Hình 21 Nồng độ kháng thể và thời gian đáp ứng trongmiễn dịch nguyên phát và thứ phát Nguồn: N.A.Campbell và tác giả khác, 2009 43 Đáp ứng miễn dịch nguyên phát (còn gọi là đáp ứng miễn dịch sơ cấp ) là phản ứng miễn dịch sản sinh ra các tế bào đáp ứng (tương bào, tếbào T đôc ̣ hoaṭ hóa và tế bào nhớ ) từ môṭdòng tếbào limphô trong lần đầu tiếp xúc với kháng nguyên (virut, vi khuẩn ) Đáp ứng miêñ dicḥ nguyên phát đaṭđỉnh vào khoảng 7 đến 10 ngày sau lần tiếp xuc đầu tiên vơi khang nguyên Trong thơi gian nay cac tế ́ ́ ́ ̀ ̀ ́ bào T hỗ trợ kích thích lên các tế bào T chọn lọc , tạo ra tếbao T gây đôc ̣ hoạt hóa và tế bào T nhớ , đồng thời kích thích cac tếbao ́ suất khang thểva tếbao nhơ như đa nêu ơ trên ́ ̀ ̀ ́ m̃ ̀ ̀ B choṇ loc ̣, tạo ra tương bào sản ̉ Đáp ứng miễn dịch thứ phat la phan ưng miêñ dicḥ khi bắt găp ̣ laịcung loaị ́ ̀ ̉ ́ ̀ kháng nguyên, các tế bào nhớ đặc hiệu cho kháng nguyên đo cho phép hinh thanh ́ ̀ ̀ nhanh cac tế bao đap ưng với cương đô ̣lơn hơn va keo dai hơn Đáp ứng miễn ́ ̀ ́ ́ ̀ ́ ̀ ́ ̀ dịch thứ phat đaṭđinh chi trong 2 – 7 ngày sau khi tiếp xúc với kháng nguyên Nếu ́ ̉ ̉ đo nồng đô ̣kháng thểtrong huyết thanh thì th ấy rõ có sự khác biệt giữa đáp ứng miễn dịch nguyên phát vàthứ phát (hình 21) Các tế bào nhớ tồn tại trong một thời gian dài, do vâỵ chúng taọ cơ sởcho triń hớmiêñ dicḥ tồn taịqua nhiều thâp ̣ niên f) Miêñ dicḥ chủđông ̣ vàmiêñ dicḥ thu đ ̣ ông ̣ Miêñ dicḥ chủđông ̣ (còn gọi là miễn dịch tích cực ) là phản ứng miễn dịch mà cơ thể tự sản sinh ra các tếbào nhớvàcác tếbào đáp ứng (tương bào, tếbào T gây đôc ̣ hoaṭhóa) khi tiếp xúc với tác nhân gây bênḥ xâm nhâp ̣ Miêñ dicḥ chủđông ̣ cóthểchia làm hai loaị: - Miêñ dicḥ chủđông ̣ tư ̣nhiên - Miêñ dicḥ chủđông ̣ nhân taọ Miêñ dicḥ chủđông ̣ tư ̣ nhiên làloaịmiêñ dicḥ mà cơ thểtaọ ra các tếbào đáp ứng và tếbào nhớchống lại sự xâm nhập và gây bệnh của mầm bệnh từ môi trường sống Miêñ dicḥ chủđông ̣ nhân taọ làloaịmiêñ dicḥ đáp ứng đư ợc tạo ra một cách nhân tạo bằng cách đưa kháng nguyên vào trong cơ thể , còn goịlàtiêm chủng hoặc tiêm vắcxin Ngày nay có nhiều nguồn kháng nguyên được sử dụng để chế tạo vắcxin, bao gồm các vi khuản chết , các vi khuẩn đã làm yếu không gây bệnh được , các bộ phận của vi khuẩn , các độc tố vi khuẩn bất hoạt , thâṃ chi ́các gien ma m̃hóa 44 các protein vi khuẩn Tất cảcác tác nhân này khi đưa vào cơ thểđều taọ ra các đáp ứng miễn dịch nguyên phát Vì vậy , khi găp ̣ lại mầm bênḥ đa m̃dùng đểchếtaọ vắcxin, cơ thể đã được tiêm chủng se m̃taọ ra đáp ứng miêñ dicḥ thứ phát manḥ và nhanh chóng Các chương trình tiêm chủng đã thu được thành công lớn chống lại nhiều bênḥ nhiêmm̃ trùng (như các bệnh đâụ mùa , bại liệt, sởi, ho gà, bạch hầu, lao, dịch hạch ) vốn đa m̃từng giết haịhoăc ̣ gây tàn phếcho rất nhiều người Miêñ dicḥ thu đ ̣ ông ̣ làmiêñ dicḥ màcơ thểkhông tư s ̣ ản sinh ra khángthểvà tế bào nhớ mà phải nhận kháng thể từ bên ngoài vào để chống lại tác nhân gây bệnh Miêñ dicḥ thu ̣đông ̣ cóthểchia làm hai loại: - Miêñ dicḥ thu ̣đông ̣ tư ̣nhiên - Miễn dịch thụ động nhân tạo Miêñ dicḥ thu ̣đông ̣ tư ̣nhiên cóthểgặp ởthai nhi vàtrẻsơ sinh Thai nhi nhâṇ khang thểIgG tư cơ thểme ̣qua nhau thai Các kháng thể này giúp thai nhi ́ ̀ phá hủy bất cứ mầm bệnh nào đặc hiệu với loại kháng thểđo ́ Trẻ sơ sinh bú sữa mẹ , qua đó nhâṇ khang thểIgA co trong sưa me ̣ Kháng thể IgA giúp cơ thểtre chống laịcac mầm bênḥ ̉ ́ ́ m̃ ́ Miêñ dicḥ thu ̣đông ̣ nhân taọ la loaịmiêñ dicḥ đươc ̣ taọ ra môṭcach nhân ̀ ́ tạo bằng cách lấy kháng thể từ động vật miễn dịch tiêm vào trong cơ thể người hoặc động vật chưa đươc ̣ miêñ dicḥ Ví dụ : ngươi bi r ̣ ắn đôc ̣ cắn co thểđiều tri ̣ ̀ ́ bằng huyết thanh khang độc rắn Đây la loaịhuyết thanh lấy tư n gưạ hoăc ̣ cưu đa ́ ̀ đươc ̣ miêñ dicḥ vơi noc ̣ đôc ̣ cua môṭhoăc ̣ môṭsốloai rắn đôc ̣ ́ ̉ ̀ ̀ ̀ Nếu tiêm huyết m̃ thanh chứa kháng thể ngay sau khi bi ̣rắn đôc ̣ cắn , các kháng thể có thể trung hòa các độc tố trong nọc rắn trước khi các độc tố gây huy hoaịrông ̣ rai ̉ m̃ Do chi đưa khang thểvao cơ thểma không liên quan đến tếbao nhớ ̉ ́ ̀ ̀ ̀ , nên miêñ dicḥ thu đ ̣ ông ̣ chi co hiêụ qua khi ma khang thểđươc ̣ truyền vao cơ thểcon ̉ ́ tồn taị(vài tuần cho tới vài tháng) ̉ ̀ ́ ̀ ̀ g) Dị ứng Dị ứng là sự phản ứng qua mưc (quá mẫn ) của cơ thể đối với cac khang ́ ́ ́ ́ nguyên nhất đinḥ, các kháng nguyên này gọi là dị ứng nguyên hoăc ̣ dị nguyên 45 Dị ứng liên quan đến dưỡng bào và khá ng thểIgE Trong dưỡng bào cócác hạt (túi tiết) chứa histamin vàcác chất gây di ự́ng khác Ví dụ : khi cơ thểtiếp xúc với các buịphấn hoa , các tương bào tiết ra các kháng thể IgE đặc hiệu với với kháng nguyên cótrên bềmăṭcác buịphấn hoa Môṭ sốkháng thểnày gắn phần gốc của mình vào dưỡng bào (tếbào mast ) của mô liên kết, tạo thành phức hơpg dưỡng bào – kháng thể IgE Sau đó, nếu các haṭphấn hoa lại đi vào cơ thể, chúng gắn vào các vị trí gắn kháng nguyên của kháng thể IgE của phức hơp ̣ dưỡng bào – kháng thể IgE Sư ̣tương tác giữa di nguyêṇ của phấn hoa với kháng thểIgE tác đông ̣ lên dưỡng bào , các hạt của các tế bào này giải phóng r a histamin vàcác chất gây di ự́ng khác , hiêṇ tương ̣ này goịlàsư ̣mất haṭ Histamin và các chất gây dị ứng khác đi đến các mô gây ra các triệu chứng dị ứng như giãn mạch, tăng tinh thấm ơ cac macḥ mau nho gây thoat dicḥ v ́ ̉ ́ ́ ̉ ́ ào các mô , ngưa, hắt hơi, sổmui, chảy nước mắt , co thắt cac cơ trơn phếquan gây kho thơ (hình 22) m̃ ́ ̉ ́ ̉ Các thuốc kháng histamin (antihistamin) như adrenalin lam giam cac triêụ chưng ̀ ̉ ́ dị ứng bằng cách khống chế các thụ thể của tếbao đối vơi histamin ̀ ́ Hình 22 Các tế bào mast, kháng thể IgE và đáp ứng dị ứng (Nguồn: N.A.Campbell và tác giả khác, 2009) Phản ứng dị ứng cấp tinh́ đôi khi đưa đến sốc phản vê g, môṭphản ứng toàn thân nguy cấp cóthểxảy ra trong vòng vài giây sau khi tiếp xúc với di ự́ng nguyên Sốc phản vê ̣xảy ra khi di nguyêṇ gây giải phóng đồng loaṭhistamin và chất gây di ̣ ứng khác từ dưỡng bào , các chất này gây gi ãn mạch tức thời ở hầu hết các mạch máu ngoại vi làm tụt huyết áp , làm giảm hẳn lượng máu cung cấp cho các cơ quan quan trong ̣ như naõ vàtim Tử vong cóthểxảy ra trong vòng vài phút Trong thưc ̣ 46 tế, bị ong đốt hoặc tiêm thuốc khang sinh penecillin co thểgây sốc phan vê ̣ơ ́ ́ ̉ ̉ những người di ự́ng quámức đối với những chất này Môṭsốngười di ự́ng với hải sản, lạc họ có thể tử vong sau khi ăn một lượng nhỏ các dị ứng nguyên đó h) Bệnh suy giảm miễn dịch do HIV HIV (human immunodeficiency virus ) là retrovirus gây ra suy giảm miêñ dịch ở người, là mầm bệnh gây ra AIDS Khi vào cơ thể, HIV nhiêmm̃ vào tế bào T hỗtrơ ̣nhờ gắn đăc ̣ hiêụ với các phân tư CD 4 HIV cung gây nhiêmm̃ vao môṭsốtế bào co ít phân tư CD 4 như đại ̉ m̃ ̀ ́ ̉ thực bào va tế bào nao ̀ m̃ HIV nhiêmm̃ vào tế bào không nhưng chỉ cần phân tư CD 4 mà còn cần phân m̃ ̉ tử prôtêin khác nữa gọi là đồng thụ quan Đồng thụ quan trên tế bào T hỗtrơ ̣là fusin (còn gọi là CXCR4) và trên đại thực bào là CCR5 Fusin và CCR5 cũng là thụ quan tiếp nhận chemokine Một số người có khảnăng bẩm sinh chống lại sự lây nhiêmm̃ HIV -1 là do đồng thụ quan biến đổi Hình 23 Tiến triển bệnh ở người nhiễm HIV không được điều trị (Nguồn: N.A.Campbell và tác giả khác, 2009) Quá trình xâm nhiễm của HIV diễn ra như sau: 47 Trong tếbào , bô ̣gien ARN của HIV đươc ̣ phiên ma m̃ngươc ̣ thành ADN và đươc ̣ tich́ hơp ̣ vào hê ̣gien của tếbào chủ Ở dạng tích hợp này, bô ̣gien virut cóthể điều khiển viêc ̣ sản sinh các HIV mới Khi HIV xâm nhâp ̣ vào cơ thể , phản ứng miêñ dicḥ đăc ̣ hiêụ tiêu diêṭphần lớn HIV , nhưng môṭsốHIV vâñ tich́ hơp ̣ đươc ̣ vào hệ gien của tế bào chủ , tránh được sự tiêu diệt Do HIV đôṭbiến nhanh trong quá trình nhân bản , tạo ra cac protein khang nguyên thay đổ i trên bềmăṭcua các ́ ́ ̉ HIV đôṭbiến , nhơ đo chúng tranh đươc ̣ sư ̣nhâṇ diêṇ va tiêu huy cua tếbao T va ̀ ́ ́ ̀ ̉ ̉ ̀ ̀ kháng thể Nhưng virut đôṭbiến sống sot se tăng sinh va laịtiếp tuc ̣ đôṭbiến Sư ̣ m̃ ́ m̃ ̀ sinh sản của virut gây chết các tế bào T hỗ trợ , dâñ đến suy yếu dần đáp ứng miêñ dịch tế bào và đáp ứng miễn dịch dịch thể Kết quảlàsuy yếu khảnăng chống laị nhiêmm̃ trùng vàung thư màbinh̀ thường hê ̣miêñ dicḥ khỏe manḥ cóthểđánh baị Bất kỳ một tác nhân gây bệnh nào đều có thể dễ dàng xâm nhâp ̣ vào cơ thể và gây bệnh Những loại bệnh sinh ra do hệ thống miễn dịch suy giảm như vậy gọi là "bệnh cơ hội" Các bệnh cơ hội có thể là lao, thương hàn, herpes, tiêu chảy, viêm não, lỵ amíp, nấm Canđiđa, viêm phổi, ung thư Kaposi Do rất nhiều bệnh có thể cùng xuất hiện khi hệ thống miễn dịch suy giảm nên người ta gọi là "Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải" viết tắt làAIDS 3 Miêñ dicḥ tự nhiên của đông ̣ vâṭkhông xƣơng sống Miễn dịch tự nhiên được nghiên cứu nhiều ở côn trùng Côn trùng dựa vào bộ xương ngoài (cấu tạo phần lớn từ polysaccaride kitin) như là hàng rào hữu hiệu đầu tiên bảo vệ chống lại hầu hết các mầm bệnh Hàng rào kitin cũng có trong ruột côn trùng, giúp ngăn sự xâm nhiễm của các mầm bệnh vào cùng thức ăn Lysozym và môi trường pH thấp trong đường tiêu hóa làm tăng cướng khả năng bảo vệ đường tiêu hóa Nếu mầm bệnh nào lọt qua hàng rào bảo vệ đầu tiên nêu trên sẽ đối mặt với hàng rào bảo vệ bên trong Hàng rào bảo vệ bên trong gồm các tế bào miễn dịch, còn gọi là các huyết bào (hemocytes) lưu hành trong dịch hemolymph Hemolymph được coi là máu của côn trùng, là hỗn hợp dịch lưu hành trong hệ mạch và nước mô Một số huyết bào bảo vệ cơ thể bằng cách thực bào các mầm bệnh và các chất lạ xâm nhập Một số huyết bào khác gây ra sự sản sinh các chất hóa học tiêu diệt mầm bệnh Một số 48 huyết bào khác nữa nhận diện vi khuẩn hoặc nấm (dựa vào các phân tử đặc biệt có ở lớp vỏ ngoài của virut và nấm) rồi tiết ra các peptit kháng khuẩn Các peptit này gây bất hoạt mần bệnh hoặc tiêu diệt mầm bệnh bằng cách phá vỡ màng tế bào của chúng Các peptit kháng khuẩn là khác nhau đối với các mầm bệnh khác nhau 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 G.Piagie (1986), Tâm lý học và giáo dục, Nxb Giáo dục, Hà Nội 2 W.D Phillips – I.I Chilton (1999), Sinh học, Tập I + II, Nxb Giáo dục, Hà Nội 3 J.M Robert – J.P Debra – E.P Jane (2005), Các phương pháp dạy học hiệu quả, Nxb Giáo dục, Hà Nội 4 Vũ Văn Vu (Tổng chủ biên), Vũ Đức Lưu (Chủ biên), Nguyễn Như Hiền, Ngô Văn Hưng, Nguyễn Đình Quyến, Trần Quý Thắng (2006), Sinh học 10 nâng cao, Nxb Giáo dục, Hà nội Th.s Lê Đình Tuấn, Sinh lý máu – Tài liệu tập huấn phát triển chuyên môn bồi dưỡng giáo viên THPT chuyên – 2012, môn Sinh học, Bộ GD&ĐT 5 Vũ Văn Vu (Tổng chủ biên), Vũ Đức Lưu (Chủ biên), Nguyễn Như Hiền, Ngô Văn Hưng, Nguyễn Đình Quyến, Trần Quý Thắng (2006), Sinh học 10 nâng cao - Sách giáo viên, Nxb Giáo dục, Hà nội 6 Vũ Văn Vu (Tổng chủ biên), Vũ Đức Lưu (Chủ biên), Nguyễn Như Hiền (đồng chủ biên), Trần Văn Kiên, Nguyễn Duy Minh, Nguyễn Quang Vinh (2007), Sinh học 11 nâng cao, Nxb Giáo dục, Hà nội 7 B.Xergeev (1977), Sinh lý học giải trí, Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội 12 Nguyễn Thành Đạt – Cơ sở sinh học vi sinh vật – NXB ĐHSP Hà Nội 13 Mai Thị Hằng, Vƣơng Trọng Hào, Đinh Thị Kim Nhung – 2011 – Thực hành Vi sinh vật học – NXB ĐHSP Hà Nội 14 Campell, 2008 - Sinh học (sách dịch), Nxb Giáo dục, Hà nội 50 ...CHUYÊN ĐỀ NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ SINH LÝ MÁU – HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH HỌC THPT NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN NHẤT VỀ SINH LÝ MÁU - HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH. .. K ) Hệ đệm protein: Protein huyết tương có cả các gốc axit –COOH và gốc kiềm –NH3OH nên có thể hoạt động hệ thống đệm, tham gia điều chỉnh pH có biến động Hệ đệm protein là hệ đệm... động vật (bảng 5) Bảng Số lượng hồng cầu động vật Động vật Số lượng hồng cầu (triệu /mm3) Gà 2,5 – 3,2 Thỏ 5,5 – 6,5 Bò, lợn, chó, mèo 6,0 – 8,0 Ngựa 7,0 - 10 Cừu 10 - 13 13 – 14 c) Hàm