Hồng cầu, hay hồng huyết cầu (có nghĩa là tế bào máu đỏ), là loại tế bào máu có chức năng chính là hô hấp, chuyên chở hemoglobin, qua đó đưa O2 từ phổi đến các mô. Enzyme carbonic anhydrase trong hồng cầu làm tăng hàng nghìn lần vận tốc của phản ứng giữa CO2 và H2O tạo ra axit cacbonic (H2CO3). Nhờ đó, nước trong huyết tương vận chuyển CO2 dưới dạng ion bicarbonat (HCO3—) từ các mô trở lại phổi để CO2 được tái tạo và thải ra dưới thể khí. Ở nhiều động vật bậc thấp, hemoglobin hòa trong dòng huyết tương. Với tổ chức của cơ thể người, hemoglobin cần phải được chứa trong hồng cầu, vì nếu ở dạng tự do, nó sẽ thấm dần qua các mao mạch và bị thất thoát qua nước tiểu. Là một protein, hemoglobin còn có chức năng đệm kiềm-toan, đây cũng là một chức năng quan trọng của hồng cầu. Hồng cầu được tạo ra từ các tế bào máu gốc trong tủy xương, đa số hồng cầu bị hủy ở lách. Tuy là một tế bào, hồng cầu trưởng thành lại không có nhân, ti thể hay ribôxôm. Các kháng nguyên trên bề mặt hồng cầu được dùng để định nghĩa nhóm máu. Nhiều hệ thống nhóm máu đã được thiết lập, trong đó sớm nhất và quan trọng nhất là hệ thống nhóm máu ABO.
Đặc điểm hình thái[sửa|sửa mã nguồn]
Dưới kính hiển vi quang học, hồng cầu được thấy có hình tròn trụ ; nên thời trước người ta cho rằng những tế bào đó hình cầu Lưu trữ 2005 – 06-24 tại Wayback Machine ( hình cầu nhìn dưới mọi góc nhìn đều thấy tròn ) – đây là nguồn gốc tên gọi ” hồng cầu “. Dưới kính hiển vi điện tử như hình bên, tế bào hồng cầu có hình đĩa lõm hai mặt với đường kính khoảng chừng 7,8 µm ( một triệu µm = 1 m ), độ dày 2,5 µm ở chỗ dày nhất và không quá 1 µm ở TT. Thể tích trung bình của hồng cầu vào tầm 90-95 µm3 ( có tác giả cho rằng từ 76 – 96 ). Hồng cầu có năng lực biến dạng rất cao mà không bị vỡ, rách nát khi chuyển dời qua những mao mạch chật hẹp. Đó là nhờ màng tế bào hồng cầu vừa có tính dẻo dai lại có thừa năng lực chứa những thành phần bên trong ( được ví như một chiếc bao đựng còn nhiều khoảng trống ) .
Số lượng hồng cầu trong máu :
- Ở nam giới: 5,2 ± 0,3 G/ML
- Ở nữ giới: 4,7 ± 0,3 G/ML
Cư dân sống ở vùng cao sẽ có mật độ hồng cầu cao hơn (sẽ bàn sau).
Ghi chú : G / ML ( giga / mililít ) = 109 / ML
Lượng hemoglobin trong hồng cầu[sửa|sửa mã nguồn]
Nồng độ hemoglobin trong bào tương của hồng cầu hoàn toàn có thể lên đến 34 g / dL tế bào. Đó là nồng độ tối đa không làm rối loạn công dụng tạo hemoglobin trong hồng cầu. Ở người khỏe mạnh thông thường, nồng độ hemoglobin trong hồng cầu luôn ở gần mức tối đa này. Tuy nhiên, khi công dụng tạo hemoglobin bị suy yếu, nồng độ này tụt giảm đáng kể, hoàn toàn có thể làm thể tích hồng cầu giảm theo .Trung bình, nồng độ hemoglobin trong máu là :
- Ở nam giới: 15 g/dL (13 – 18)
- Ở nữ giới: 14 g/dL (11,5 – 16).
” Sinh, trụ, diệt ” của hồng cầu[sửa|sửa mã nguồn]
Cơ quan sản xuất hồng cầu[sửa|sửa mã nguồn]
Trong những tuần tiên phong của phôi, những tế bào hồng cầu có nhân được tạo ra trong túi noãn hoàng. Ba tháng giữa thai kì, gan ( hầu hết ), lách và những hạch lympho là những cơ quan tạo hồng cầu ( tạo hồng cầu có nhân ). Từ những tháng cuối thai kì về sau, chỉ có tủy xương là nơi tạo hồng cầu .Dưới 5 tuổi, phần nhiều tủy xương nào cũng tạo hồng cầu. Lớn lên, tủy những xương ống ( trừ đoạn gần của xương cánh tay và xương chày ) từ từ mỡ hóa và không sản xuất hồng cầu nữa. Sau tuổi 20, hồng cầu được tạo ra trong tủy những xương dẹt ( như xương đốt sống, xương ức, xương sườn, xương vai, xương chậu, xương sọ ). Càng lớn tuổi, tính năng sinh hồng cầu càng giảm .
Quá trình tạo hồng cầu[sửa|sửa mã nguồn]
Các tế bào máu gốc đa năng là nguồn tạo ra tổng thể những loại tế bào máu, gồm có hồng cầu. Các tế bào đa năng sinh sôi, 1 số ít tế bào con sẽ liên tục làm nguồn tế bào gốc đa năng, còn đa phần sẽ biệt hóa qua nhiều quá trình để thành những dòng hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu .Chi tiết của những quy trình biệt hóa này được trình diễn trong bài tế bào máu .Riêng về dòng hồng cầu, những quá trình tăng trưởng sau tế bào gốc đa năng gồm :
- CFU-S (chung cho hồng cầu và bạch cầu, trừ bạch cầu lympho)
- CFU-B
- CFU-E
- Nguyên tiền hồng cầu (từ giai đoạn này trở đi là dòng hồng cầu đích danh)
- Nguyên hồng cầu ưa base (bắt màu khi nhuộm với chất kiềm), bắt đầu sự tích lũy hemoglobin.
- Nguyên hồng cầu đa sắc
- Nguyên hồng cầu ưa acid
- Hồng cầu lưới (nhân hồng cầu đã bị cô đặc và trục ra khỏi tế bào từ các giai đoạn trước, hệ lưới nội mô cũng bị hấp thu, trong hồng cầu lưới chỉ còn sót một phần chưa tiêu hủy hết của các bào quan như bộ máy Golgi, ti thể v.v.)
- Hồng cầu trưởng thành
Sự tăng trưởng và sinh sản của những tế bào gốc được điều khiển và tinh chỉnh bởi những protein gọi là những chất cảm ứng tăng trưởng, mỗi chất có những đặc thù riêng. Interleukin-3 là chất cảm ứng tăng trưởng ảnh hưởng tác động lên hầu hết những dòng tế bào máu, trong khi những chất cảm ứng tăng trưởng khác chỉ tác động ảnh hưởng đến một vài loại tế bào mà thôi .Các chất cảm ứng tăng trưởng không có vai trò trong sự biệt hóa những dòng tế bào máu. Đây là trách nhiệm của loại protein khác – những chất cảm ứng biệt hóa .Các chất cảm ứng ( biệt hóa và tăng trưởng ) được tạo ra bên ngoài tủy xương .Hồng cầu lưới xuyên mạch, rời tủy xương đi vào máu tuần hoàn. Tàn dư của những bào quan cũng tiêu hết trong vòng 1 đến 2 ngày .
Điều hòa hoạt động giải trí tạo hồng cầu – vai trò của erythropoietin[sửa|sửa mã nguồn]
Lượng hồng cầu trong khung hình cần được giữ ở mức thích hợp, không quá ít nhằm mục đích bảo vệ tính năng phân phối oxy cho khung hình, nhưng cũng không quá nhiều làm cản trở sự tuần hoàn của máu .
Yếu tố đa phần điều hòa sản xuất hồng cầu : mức độ oxy hóa của khung hình[sửa|sửa mã nguồn]
Bất kỳ nguyên do nào làm giảm lượng oxy chuyên chở tới những mô cũng kích thích sự tạo hồng cầu. Bởi vậy, khi khung hình bị thiếu máu, tủy xương sẽ tăng sinh hồng cầu. Khi phần nhiều tủy xương bị hủy hoại ( ví dụ điển hình do xạ trị ung thư ), những phần tủy còn sót lại cũng sẽ tăng dưỡng để bù đắp cho cán cân cung – cầu .Càng lên cao so với mực nước biển, nồng độ oxy trong không khí càng loãng. Sự tạo hồng cầu ở dân cư những vùng cao ( như Đà Lạt, Sa Pa, La Paz v.v. ) cũng nhiều hơn so với dân cư những vùng thấp. Trong trường hợp này, sự thiếu oxy chứ không phải thiếu máu đã kích thích tạo hồng cầu mới .Sự sản xuất hồng cầu cũng được tăng nhanh trong một số ít bệnh. Nhất là những bệnh của hệ tuần hoàn và hệ hô hấp làm giảm tính năng bơm máu đến những mô, hoặc giảm năng lực hấp thu oxy tại phổi .
Erythropoietin và phân phối với thực trạng thiếu oxy[sửa|sửa mã nguồn]
Một hormon tên gọi erythropoietin ( EPO ) là chất kích thích chính yếu của quy trình tạo hồng cầu để cung ứng với thực trạng thiếu oxy. Đó là một glycoprotein có khối lượng phân tử 34 KDa. Thiếu vắng hormon này, thực trạng thiếu oxy không làm tăng hoặc làm tăng không đáng kể hoạt động giải trí tạo hồng cầu. Bình thường, thực trạng thiếu oxy sẽ làm tăng đáng kể sự sản xuất erythropoietin, kéo theo là sự tăng sản xuất hồng cầu cho đến khi thực trạng thiếu oxy được xử lý .
Erythropoietin được sản xuất hầu hết tại thận[sửa|sửa mã nguồn]
Ở người thông thường, 90 % lượng erythropoietin trong khung hình được sản xuất ở thận ( phần còn lại hầu hết được sản xuất ở gan ). Hiện nay người ta chưa biết đúng mực phần nào của thận sản xuất hormon này .Có giả thuyết cho rằng những tế bào biểu mô ống thận tiết erythropoietin, bởi ống thận có nhu yếu oxy rất cao, sự thiếu oxy sẽ kích thích khu vực này tiết EPO .Tuy nhiên, khi có thực trạng thiếu oxy cục bộ tại những cơ quan khác ( khi thận vẫn được cấp máu rất đầy đủ ), tính năng tạo erythropoietin của thận vẫn được kích thích. Do đó người ta tin rằng còn có những cảm thụ quan ngoài thận đã gửi tín hiệu đến thận. Thực nghiệm đã cho thấy norepinephrin, epinephrin và vài prostaglandin có vai trò kích thích sản xuất erythropoietin .
Khi cả hai thận bị mất chức năng do bệnh hoặc bị cắt bỏ, bệnh nhân sẽ bị thiếu máu nặng, do lượng erythropoietin sản xuất bởi gan và các mô khác chỉ đảm bảo cho sự sản xuất hồng cầu được có 1/3 đến 1/2 nhu cầu.
Tác động của erythropoietin trong sự tạo sinh hồng cầu[sửa|sửa mã nguồn]
- Bài chính erythropoietin
Người ta biết rằng erythropoietin đẩy nhanh sự tăng trưởng của những nguyên hồng cầu qua những quy trình tiến độ biệt hóa tiếp theo. Dĩ nhiên, ảnh hưởng tác động của erythropoietin cũng có trấn áp, tuân theo chính sách phản hồi .
Sự trưởng thành của hồng cầu – nhu yếu vitamin B12 và axit folic[sửa|sửa mã nguồn]
Với một đời sống chỉ độ 120 ngày, hồng cầu là một trong những loại tế bào được sửa chữa thay thế nhiều nhất của khung hình. Lẽ dĩ nhiên, vai trò của dinh dưỡng rất quan trọng trong sự sinh sản và trưởng thành của hồng cầu .Vitamin B12 và axit folic là những chất dinh dưỡng rất là thiết yếu cho sự trưởng thành của hồng cầu. Cả hai đều tham gia ( bằng hai chính sách khác nhau ) vào việc tạo thymidin triphosphat, một trong 4 thành phần chính của DNA. Do đó, thiếu vitamin B12 và axit folic gây thiếu DNA hoặc tạo ra những DNA không bình thường, tác động ảnh hưởng đến sự trưởng thành của nhân và sự phân loại tế bào. Lúc đó, những tủy bào thay vì tăng trưởng nhanh gọn, chúng lại đi vào máu tuần hoàn dưới dạng hồng cầu không bình thường ( đại bào ), với lớp màng mong manh và thường có dạng trứng, to thay vì dạng đĩa lõm hai mặt. Các đại bào vẫn triển khai được tính năng chở oxy nhưng với hình dạng và lớp màng như vậy, chúng rất yểu mệnh, tuổi thọ chỉ bằng 1/3 đến 50% so với hồng cầu thông thường .
Thiếu máu ác tính và vitamin B12[sửa|sửa mã nguồn]
Nguồn vitamin B12 trong thức ăn hầu hết là thịt, trứng, sữa. Đậu nành lên men được cho là có chứa một chút ít vitamin B12, tuy nhiên nhiều loại thực vật không chứa B12 hoặc có dưới dạng không thích hợp với người. Trong thức ăn chay, người ta thường phải bổ trợ B12 tổng hợp. Bệnh thiếu máu ác tính thật ra không phải do chính sách ăn thiếu B12 mà do khung hình không hề hấp thụ được vitamin này, thường là do những bệnh tác động ảnh hưởng đến tế bào thành ( như teo niêm mạc dạ dày ) .Sự hấp thu vitamin B12 phụ thuộc vào vào một loại glycoprotein gọi là yếu tố nội tại do những tế bào thành trong dạ dày tiết ra. Đại khái sự hấp thu này trải qua 3 bước như sau :
- Yếu tố nội tại gắn chặt vào vitamin B12, qua đó bảo vệ B12 khỏi sự phân hủy bởi môi trường khắc nghiệt của dạ dày.
- Xuống đến hồi tràng, cặp B12 + yếu tố nội tại này bám vào các vị trí thụ thể trên các tế bào nhầy tại bờ bàn chải.
- Trong vài giờ tiếp theo, qua cơ chế ẩm bào vitamin 12 (vẫn luôn dưới dạng liên kết với yếu tố nội tại) được hấp thu vào các tế bào ở thành ruột rồi đưa vào máu.
Theo dòng máu từ hồi tràng đổ vào gan qua tĩnh mạch cửa, vitamin B12 được dự trữ ở gan và cung ứng dần vào tủy xương theo nhu yếu. Bình thường, quy trình trưởng thành của hồng cầu yên cầu mỗi ngày khoảng chừng 1-3 µg vitamin B12. Gan dự trữ được khoảng chừng 1000 lần nhu yếu hàng ngày, do đó 3-4 năm sau khi có rối loạn hấp thu B12, thiếu máu ác tính mới Open .
Rối loạn hấp thu axit folic[sửa|sửa mã nguồn]
Axit folic ( hay axit pteroylglutamic ) có trong những loại rau xanh, nhiều loại trái cây, cũng như gan, thịt động vật hoang dã. Tuy vậy, nó rất dễ bị hủy trong khi đun nấu. Các rối loạn hấp thu axit folic thường kèm với rối loạn hấp thụ vitamin B12, ví dụ điển hình trong bệnh sprue ( viêm ruột loét miệng ). Không hấp thu được axit folic cũng dẫn đến rối loạn sự trưởng thành của hồng cầu .
Vận chuyển oxy là tính năng của hemoglobin[sửa|sửa mã nguồn]
- Bài chính hemoglobin
Sinh tổng hợp hemoglobin khởi đầu ở quá trình nguyên hồng cầu đa sắc cho đến quá trình hồng cầu lưới. Khi vào dòng máu tuần hoàn, hồng cầu hoàn toàn có thể liên tục tạo một lượng nhỏ hemoglobin cho đến khi nó trở thành hồng cầu trưởng thành. Sự sinh tổng hợp hemoglobin gồm những bước cơ bản sau :
- Succynil-CoA (tạo ra từ chu trình Krebs) gắn với glycin tạo ra phân tử pyrrol.
- 4 pyrrol hợp lại thành protoporphyrin IX.
- Protoporphyrin IX gắn với sắt tạo nên hem.
- Phân tử hem gắn với một chuỗi polypeptid gọi là globin để tạo thành một tiểu đơn vị gọi là chuỗi hemoglobin, khối lượng mỗi chuỗi là 16 KDa.
- 4 chuỗi hemoglobin gắn với nhau tạo thành phân tử hemoglobin.
Có nhiều loại tiểu đơn vị khác nhau (alpha, beta, gamma, delta). Bình thường ở người lớn, 4 tiểu đơn vị của hemoglobin gồm 2 chuỗi alpha và 2 chuỗi beta, gọi là hemoglobin A (khác với khái niệm nhóm máu A). Hemoglobin A có khối lượng phân tử 68.458 Da.
Mỗi phân tử hemoglobin có 4 nguyên tử sắt, mỗi nguyên tử sắt lại có năng lực gắn với 1 nguyên tử oxy, do đó mỗi phân tử hemoglobin gắn được tối đa 4 nguyên tử oxy. Bản chất của những chuỗi hemoglobin quyết định hành động ái lực của nó với oxy .Chức năng hô hấp nhu yếu link giữa hemoglobin và oxy phải có tính thuận nghịch ( gắn – tách thuận tiện ) .
Oxy không liên kết với hai hóa trị dương của nguyên tử sắt. Ngược lại, nó gắn lỏng lẻo qua cái gọi là “liên kết đồng hàng” với nguyên tử sắt.
Điều đáng quan tâm là oxy không bị ion hóa, nó được luân chuyển dưới dạng phân tử O2. Tại những mô, phân tử oxy được phóng thích nguyên dạng vào dịch ngoại bào .
Sự hủy hồng cầu[sửa|sửa mã nguồn]
Trung bình một hồng cầu người sống được 120 ngày kể từ khi rời tủy xương đi vào máu tuần hoàn. Hồng cầu cũng hoàn toàn có thể bị những nguyên sinh vật tiến công và tàn phá, nổi bật là trùng kiết lị và trùng sốt rét .Tuy không có nhân, ti thể và hệ lưới nội chất, trong bào tương hồng cầu vẫn có 1 số ít enzym triển khai tính năng chuyển hóa glucose và tạo ra một lượng nhỏ ATP. Đồng thời, những enzyme đó cũng giúp :
- Gìn giữ sự dẻo dai của màng hồng cầu.
- Đảm bảo trao đổi ion qua màng tế bào.
- Giữ sắt trong hemoglobin dưới dạng hóa trị 2 thay vì hóa trị 3.
- Ngăn chặn phản ứng oxy hóa của các protein trong hồng cầu.
Mặc dầu vậy, theo thời hạn, hệ chuyển hóa của hồng cầu ngày càng kém hiệu suất cao, khiến cho màng hồng cầu trở nên mong manh, dễ vỡ. Do đó, những hồng cầu già sẽ bị vỡ khi đi qua tổ chức triển khai eo hẹp của hệ tuần hoàn, đa phần là tại lách và gan. Tủy đỏ của lách có cấu trúc vách mà hầu hết những hồng cầu đều phải đi qua. Cấu trúc này chỉ rộng vẻn vẹn có 3 µm ( trong khi hồng cầu có đường kính xấp xỉ 7,5 µm ). Ở những người bị cắt bỏ lách, lượng hồng cầu không bình thường lưu thông trong máu tăng lên đáng kể .
Sự hủy hemoglobin[sửa|sửa mã nguồn]
Khi hồng cầu vỡ ra và phóng thích hemoglobin chứa bên trong, hemoglobin gần như lập tức được hấp thụ bởi những đại thực bào tại khắp nơi trong khung hình, nhưng đa phần là bởi những tế bào Kupffer ở gan và những đại thực bào ở lách và tủy xương .Vài giờ đến vài ngày sau, những đại thực bào sẽ ” nhả ” sắt lấy từ hemoglobin trở lại máu. Sắt được chuyên chở ( như miêu tả trong bài chuyển hóa sắt ) đến tủy xương để tạo hồng cầu mới hoặc đến gan và những mô khác để dự trữ .
Thành phần porphyrin của hemoglobin sau khi trải qua một loạt các biến đổi, trở thành sắt tố mật (tức bilirubin), chất này theo tĩnh mạch lách đổ vào tĩnh mạch cửa vào gan, được gan sử dụng để tổng hợp mật phục vụ tiêu hóa.
Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]
Tiếng Anh:
