Tài liệu Bồi dưỡng thường xuyên môn Sinh học THPT Những kiến thức cơ bản về sinh lý máu hệ tuần hoàn (phần 1) phục vụ giảng dạy sinh học THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH    TÀI LIỆU BỒI DƢỠNG THƢỜNG XUYÊN MÔN SINH HỌC THPT (Lƣu hành nội bộ) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH    NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ SINH LÝ MÁU – HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH HỌC THPT Quảng Bình, 2016 NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN NHẤT VỀ SINH LÝ MÁU - HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH HỌC THPT I Chƣ́c máu: Máu là dịch lỏng tuần hoàn khắp thể động vật thực các chức chủ yếu sau đây: Vâ ̣n chuyể n các chấ t cho quá trin ̀ h chuyể n hóa - Vâ ̣n chuyể n khí O từ quan trao đổ i khí (phổ i, mang, ) đến các tế bào và vận chuyển khí CO2 từ các tế bào đế n quan trao đổ i khí để thải ngoài - Vâ ̣n chuyể n các chấ t dinh dưỡng hấ p thu từ ̣ tiêu hóa đưa đế n các tế bào - Vâ ̣n chuyể n các chấ t bài tiế t (urê, axít uric, ) đến các quan bài tiết để thải ngoài Bảo vệ thể - Bạch cầu máu tiêu hủy các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập - Các yếu tớ đơng máu, có yếu tố đông máu tiểu cầu tham gia chống máu Điề u hòa sƣ ̣ ổ n đinh ̣ của môi trƣờng - Điề u hòa thân nhiê ̣t, giữ thân nhiê ̣t ổ n đinh ̣ - Điề u hòa pH, nhờ ̣ thống đê ̣m có máu - Hoocmôn (do các tuyế n nô ̣i tiế t tiế t vào máu ) tham gia điề u hòa thể dich ̣ các quá trình sinh lí, điề u hòa áp suấ t thẩ m thấ u, điều hòa thân nhiệt II Mô ̣t số tính chấ t lí hóa của máu Khối lƣợng máu Khối lượng máu tính theo % khối lượng thể là khác các loài động vật (bảng 1) Bảng Khối lượng máu tính theo % khối lượng thể Động vật % khối lƣợng thể Cá 3,0 Lợn 4,6 Bò 8,0 Gà 8,5 Chó 8,9 Ngựa 9,8 Người 8,0 Thể tích máu Người trưởng thành có khoảng đến lít máu (tùy theo khới lượng thể), có gần 50% là máu dự trữ (gan 20%; lách 16%; da 10%) Máu dự trữ huy động trường hợp máu, lao động, sốt, ngạt thở Tỉ trọng máu Tỉ trọng máu là 1,050 – 1,060 Tỉ trọng máu phụ thuộc vào số lượng tế bào máu và nồng độ các chất huyết tương Độ nhớt máu Nếu coi độ nhớt nước tinh khiết là thì độ nhớt máu là 4,5 và riêng huyết tương là 2,2 Độ nhớt 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 máu tăng lên Điều này gây trở ngại cho lưu thông máu và hoạt động tim, kéo dài dẫn đến suy tim và tăng huyết áp Hematocrit Hematocrit là tỉ lệ thể tích hồng cầu và thể tích máu toàn phần Hematocrit người trưởng thành (sau để lắng): nam là 44 % ± 3% và nữ là 41 % ± 3% Áp suất thẩm thấu Áp suât thẩm thấu máu phần lớn là nồng độ các muối khoáng hòa tan máu (chủ yếu là NaCl) và phần nhỏ là các protein huyết tương tạo nên Mặc dù áp suất thẩm thấu protein huyết tương tạo nên không lớn, khoảng 25 – 28 mmHg, lại có vai trò quan trọng trao đổi nước mao mạch mô Sự ổn định áp suất thẩm thấu máu có ý nghĩa sinh lí lớn Nếu áp suât thẩm thấu huyết tương lớn hồng cầu, thì nước từ hồng cầu huyết tương, kết quả là kích thước hồng cầu giảm đi, hồng cầu teo nhỏ lại Thí nghiệm: Cho hồng cầu người thú vào dung dịch có áp suất thầm thấu lớn 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 huyết tương nhỏ hồng cầu, thì nước từ huyết tương vào hồng cầu, kết quả là kích thước hồng cầu tăng lên, hồng cầu căng phồng to lên Thí nghiệm: Cho hồng cầu người thú vào dung dịch có áp suất thầm thấu nhỏ 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 lên và cuối bị vỡ ra, tượng gọi là huyết tiêu Nếu áp suất thẩm thấu hồng cầu và huyết tương nhau, thì lượng nước từ huyết tương vào hồng cầu và từ hồng cầu huyết tương nhau, kết quả là kích thước và hình dạng hồng cầu giữ nguyên Thí nghiệm: Cho hồng cầu người thú vào dung dịch muối NaCl = 0, 96 %, thì hồng cầu giữ nguyên hình dạng và kích thước Dung dịch muối NaCl = 0, 96 % gọi là dung dịch đẳng trương và còn gọi là nước muối sinh lí Trong thực tế, để giữ lâu các mô các quan bên ngoài thể cần bổ sung lượng dịch vào thể trường hợp thể giảm huyết áp, người ta có thể sử dụng nước muối sinh lí, sử dụng dung dịch sinh lí thì tớt Dung dịch sinh lí có áp suât thẩm thấu tương đương với áp suất thẩm thấu máu, dung dịch sinh lí thường sử dụng là dung dịch sinh lí Rinh gơ (bảng 2) Bảng Dung dịch sinh lí Rinh gơ Thành phần Động vật 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 pH máu pH máu người kiềm, dao động khoảng 7,35 – 7,45 pH số động vật thể bảng Bảng pH máu số động vật Động vật pH máu Chó, ngựa 7,40 Trâu, bị 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+ OH- có máu Các hoạt động tế bào, quan sản sinh các chất CO2, axit lắctic…dẫn đến biến động pH máu và ảnh hưởng đến hoạt động tế bào, quan Tuy nhiên, pH máu trì ổn định chủ yếu là nhờ các hệ đệm máu với tham gia điều hòa phổi và thận Hệ đệm trì ổn định pH máu là nhờ khả lấy các ion H+ OH- các ion này xuất máu Trong máu có ba hệ đệm chính là hệ đệm bicacbonat, hệ đệm phốt phát và hệ đệm protein Hệ đệm bicacbonát: gồm axit cacbonic và muối bicacbonat natri kali viết dạng sau: H2CO3 BHCO3 (B Na+ K+) Hệ đệm phốt phát: gồm photphat điaxit và photphat mônoaxit và viết dạng sau: BH2PO4 B2HPO4 (B Na+ K+) Hệ đệm protein: Protein huyết tương có cả các gớc axit –COOH và gớc kiềm –NH3OH nên có thể hoạt động hệ thớng đệm, tham gia điều chỉnh pH có biến động Hệ đệm protein là hệ đệm mạnh Ngoài các hệ đệm máu, phổi và thận đóng vai trò quan trọng điều hòa pH nội môi Phổi tham gia điều hòa pH cách thải CO 2, lượng CO2 tăng lên làm tăng H+ máu Thận tham gia điều hòa pH nhờ khả thải H+, HCO3- II Huyế t tƣơng Máu gồm hai thành phần chính, là huyế t tương và tế bào máu (hình 1) Hình Thành phần máu Để tách hai thành phần này, người ta lấy máu vào ống nghiệm và cho thêm chất chống đông máu vào sau đem li tâm, máu phân chia thành hai phần: - Phần có màu vàng nhạt, đục là huyết tương Phần này chiếm 55 % thể tích máu - Phần đặc hơn, màu đỏ thẫm, là các tế bào máu, phần này chiếm 45 % thể tích máu Màu đỏ phần là hồng cầu Nằm hai phần có lớp mỏng màu trắng là bạch cầu và tiểu cầu Huyết tương là dich ̣ lỏng có màu vàng nha ̣t , gồ m có nước và chấ t tan Nước chiế m 92 % tổ ng lươ ̣ng huyế t tương, còn các chất tan chiếm % Các chất tan gồm nhiều thành phần (các ion, protein huyết tương…) với vai trò khác (bảng 4) Bảng Thành phần chức huyết tương HUYẾT TƢƠNG Thành phần Chức Nước (chiếm 92 % tổng lượng Dung môi cho các chất khác huyết tương) Các ion (cation anion): Na+ Ca2+ Mg2+ Cân thẩm thấu, đệm pH, điều hòa K+ tính thấm màng ClIHCO3- PO4 3- Các protein huyết tƣơng (chiếm - % khối lượng huyế t tương): - Albumin (chiế m 60 % tổ ng số Cân thẩm thấu, đệm pH, vận chuyển protein huyế t tương) số chất - Globulin α β Vận chuyển số chất - Globulin γ (kháng thể) Bảo vệ thể - Fibrinogen (chiế m % tổ ng Tham gia đông máu số protein huyế t tương) Các chất đƣợc máu vận chuyển: Chất dinh dưỡng (glucozơ, axit béo, vitamin…) Hoocmôn Cholesteron Các sản phẩm thải chủn hóa Các khí hơ hấp (O2 CO2 ) IV Tế bào máu Tế bào máu còn gọi là yế u tố hữu hình , gồ m hồ ng cầ u , bạch cầu và tiểu cầu (hình 2) Hình Các loại tế bào máu Hồ ng cầ u a) Hình thái cấu tạo Hồ ng cầ u (erythrocytes) người và thú là tế bào nhân và ti thể , có hình đĩa lõm hai mặt , đường kiń h 7,5 μm, chiều dày μm trung tâm và μm ngoại vi (hình 3) Hình đĩa lõm làm tăng diện tích bề mặt, tăng cường độ khuếch tán ôxi qua màng Hình đĩa lõm còn làm hồng cầu trở nên mềm dẻo dễ qua các mao mạch nhỏ và khó bị vỡ Khơng có nhân và ty thể có tác dụng giảm tiêu thụ ơxi vận chuyển ( a) (b) Hình Hồng cầu người nhìn kính hiển vi (a) phóng to (b) Hồ ng cầ u chim , bò sát, lưỡng cư và cá có hiǹ h bầ u du ̣c và có nhân Ở hầu hế t các loài đô ̣ng vâ ̣t có xương sống và nhiề u loài đô ̣ng vâ ̣t không xương số ng , hồ ng cầ u có chứa sắ c tố hô hấ p hemôglôbin Hemôglôbin (Hb) cấ u ta ̣o từ globin và hem Globin là mô ̣t loa ̣i protein cấu tạo từ chuỗi polipeptit, đó có ch̃i α (mỗi chuỗi có 141 axit amin) và ch̃i β (mỗi chuỗi có 146 axit amin) Mỗi chuỗi polypeptit gắ n với mô ̣t nhân hem tạo thành tiểu đơn vị Như vậy, phân tử hemoglobin tạo thành từ bốn tiểu đơn vị (hình 4) Hình Cấu trúc của phân tử hemoglobin Cấu trúc hem giống các loài động vật Hem cấu tạo bốn vòng pyrol nối với các cầu nối metyl , có ngun tử sắt hóa trị hai (hình 5) Mỗi nguyên tử sắ t có thể ta ̣o liên kế t không bề n vững với mô ̣t phân tử O2 Do phân tử hemoglobin có chứa sắt làm cho máu có màu đỏ Hình Cấ u tạo hóa học hem b) Sớ lượng 10 Mơ ̣t đơn vi ̣cấ u trúc (monomer) có dạng chữ Y , đươc̣ tạo thành bố n chuỗi polipeptit, đó có hai chuỗi nhe ̣ (ngắ n) giố ng nhau, kí hiệu là L và hai chuỗi nă ̣ng (dài) giố ng nhau, kí hiệu là H Các chuỗi liên kế t với bởi các cầ u nố i disulfit (S – S) Mô ̣t phầ n cấ u trúc bốn chuỗi là ổn định , trình tự các axit amin ở phầ n này không thay đổ i , nên go ̣i là vùng không biến đổi, riêng hai phầ n ở hai đầ u mút của hai nhánh chữ Y có khả gắ n với kháng nguyên go ̣i là vùng biế n đổ i , gọi vâ ̣y là vì trình tự sắp xếp các axit amin vùng biến đổi khác loại kháng thể (hình 14) Dựa vào vùng không biế n đổ i kháng thể để chia thành nhóm kháng thể chính, là: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE (bảng 13) Bảng 13 Phân loại kháng thể Kháng thể (globulin miễn Phân bố Chức dịch) IgA (dimer) Có các chất tiết - Trung hòa kháng nguyên, chố ng các dich ̣ nhầ y, dịch tác nhân gây bệnh bám vào lớp biểu bì ruô ̣t, nước bo ̣t, nước và xâm nhập vào các mô phía mắ t và sữa - Có sữa giúp miễn dịch thụ động cho thai nhi IgD (monomer) IgE (monomer) Gắ n màng Hoạt động thụ thể đối với limpho B kháng nguyên Có máu với Kích thích tế bào mast (dưỡng bào) và nồ ng đô ̣ thấ p bạch cầu ưa kiềm tiết histamin và các chất gây viêm, gây các phản ứng dị ứng IgG (monomer) Chiế m 75% - 85% - Làm bất hoạt tác nhân gây bệnh các kháng thể cách gắn với kháng nguyên để đại thực huyế t tương, có bào đến tiêu diệt các dich ̣ mơ - Có thể qua thai tạo miễn dịch thụ động cho thai nhi 36 IgM monomer và - IgM monomer là thu ̣ - IgM monomer gắ n với kháng IgM pentamer thể limpho B đố i nguyên với kháng nguyên - IgM pentamer có - IgM pentamer là các ngưng kế t tố huyế t tương chố ng ngưng kế t nguyên A và B của nhóm máu AOB c) Các đáp ứng miễn dịch đặc hiệu Đáp ứng miễ n dịch đặc hiệu còn gọi là đáp ứng miễn dich ̣ thu đươ ̣c phản ứng miễn dịch đặc hiệu Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu bao gồm đáp ứng miễn di ̣ch di ̣ch thể và đáp ứng miễn di ̣ch tế bào (hình 15) Hình 15 Sơ đồ khái quát đáp ứng miễn dịch đặc hiệu (Nguồn: N.A.Campbell tác giả khác, 2009) 37 Tham gia vào đáp ứng miễn dich ̣ đă ̣c hiê ̣u có các tế bào limpho B , các tế bào limpho T (gọi tắt là tế bào B và tế bào T) và các đại thực bào Đa ̣i thực bào , ngoài chức tham gia vào miễn dich ̣ khơng đă ̣c hiê ̣u , chúng còn có chức trình diê ̣n kháng nguyên, là khâu đầ u tiên của đáp ứng miễn dich ̣ đă ̣c hiê ̣u Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu diễn biến sau: Khi vi sinh vâ ̣t xâm nhâ ̣p vào thể , chúng bị các đại thực bào thực bào Các phân tử protein MHC II đại thực bào đưa kháng nguyên bề mặt tế bào và trình diện kháng ngu yên cho tế bào T hỗ trơ ̣ (TH), đồng thời đại thực bào tiết interleukin (IL-1) kích thích lên tế bào T hỗ trợ Sự tương tác phức hợp MHC II - kháng nguyên với tế bào T hỗ trợ tăng cường mô ̣t loại protein bề mặt tế bào T hỗ trơ ̣, gọi là CD4 Sau tương tác với các mảnh kháng nguyên triǹ h diê ̣n bởi đa ̣i thực bào và bị kích thích IL-1, tế bào T hỗ trơ ̣ tăng sinh, biê ̣t hóa thành dòng tế bào T hỗ trơ ̣ hoa ̣t hóa và dòng tế bào T nhớ Các tế bào T hỗ trợ hoạt hóa kích hoạt hai hệ thớng miễn dịch , đó là miễn di ̣ch dịch thể miễn dịch tế bào , còn các tế bào T nhớ có vai trò lưu trữ thông tin về kháng nguyên (gọi là trí nhớ mi ễn dịch), chúng mang các thụ thể đặc hiê ̣u cho kháng nguyên Quá trình tế bào T hỗ trợ hoạt hóa hai hệ thớng miễn dịch diễn ra: ● Quá trình tế bào T hỗ trơ ̣ hoa ̣t hóa miễn dich ̣ dich ̣ thể: Hình 16 Hoạt hóa tế bào B tạo tương bào, kháng thể tế bào nhớ Tế bào T hỗ trơ ̣ hoa ̣t hóa gắ n với tế bào B, đồ ng thời tiết interleukin (IL2) kích thích lên tế bào B làm tế bào B hoạt hóa và tăng sinh Các tế bào B sinh 38 biệt hóa thành dòng tế bào B có tên là tương bào và dòng tế bào B nhớ Tương bào sinh các kháng thể đặc hiệu đối với kháng nguyên , còn tế bào B nhớ có vai trò lưu trữ thông tin về kháng nguyên (hình 16) Mô ̣t tế bào B hoa ̣t hóa tăng sinh thành hàng nghiǹ tương bào Mỗi tương bào tiế t khoảng 2.000 phân tử kháng thể mỗi giây – ngày tồn tại Kháng thể tuầ n hoàn máu Chúng gắ n với kháng nguyên và ngăn chă ̣n mầ m bê ̣nh b ằng nhiề u cách khác (hình 17): + Trung hòa: Các kháng thể gắn với kháng nguyên bề mặt virut hay vi khuẩ n qua ngăn khơng cho chúng gắn với các tế bào của thể vâ ̣t chủ Kháng thể còn có thể gắn và trung hòa các ̣c tố giải phóng từ mầ m bê ̣nh + Opsonin hóa : các kháng thể gắn với kháng nguyên bề mặt vi khuẩ n, làm tăng khả nhận biết và thực bào các đại thực bào + Hoạt hóa bở thể: kháng thể gắn với các kháng nguyên có bề mặt tế bào la ̣ hoă ̣c vi khuẩ n , tạo phức hợp kháng nguyên – kháng thể Phức hơ ̣p này có khả gắn với protein bổ thể có máu và làm cho các protein bổ thể này hoa ̣t hóa, hình thành mơ ̣t phức hợp tấ n công màng Phức hợp tấ n công màng gây các lỗ thủng màng tế bào la ̣ Các ion và nước chui qua các lỗ thủng vào tế bào lạ làm tế bào này trương phiǹ h lên và vỡ Hình 17 Cơ chế loại bỏ kháng nguyên kháng thể 39 Như đã nêu ở , kháng nguyên xâm nhập vào thể bị đại thực bào bắt giữ và trin ̀ h diê ̣n cho tế bào T hỗ trơ ̣ , từ đó kích thích tăng sinh tế bào B để ta ̣o dòng tương bào và dòng tế bà o nhớ Tuy nhiên, tế bào B có thể gắ n trực tiếp với kháng nguyên và hoa ̣t hóa Chúng tăng sinh và ta ̣o dòng tương bào sản xuấ t kháng thể (không cầ n sự tham gia của tế bào T hỗ trơ ̣ ) Tuy nhiên, trường hợp này không ta ̣ o dòng tế bào nhớ nên không tạo trí nhớ miễn dịch Mă ̣c dù vâ ̣y , đáp ứng này vẫn có vai trò quan tro ̣ng bảo vê ̣ chố ng la ̣i nhiề u loại vi khuẩn ● Quá trin ̣ tế bào diễn sau: ̀ h tế bào T hỗ trơ ̣ hoa ̣t hóa miễn dich Tế bào T hỗ trơ ̣ hoa ̣t hóa tiết interleukin (IL-2) kích thích lên tế bào T gây đô ̣c (Tc) làm tế bào T gây độc hoạt hóa Tế bào T gây ̣c còn cầ n phải có sự tương tác trực tiếp với tế bào triǹ h diê ̣n kháng nguyên Tế bào T gây đô ̣c hoa ̣t hóa tăng sinh ta ̣o dòng tế bào T gây đô ̣c hoa ̣t hóa và dòng tế bào T nhớ (hình 18) Hình 18 Hoạt hóa tế bào T gây độc tạo dòng tế bào T gây độc tế bào nhớ Các tế bào T nhớ có vai trò lưu trữ thông tin về kháng nguyên Dòng tế bào T đô ̣c hoa ̣t hóa di chuyển máu nhâ ̣n biế , gắt n với các tế bào đích (tế bào nhiễm khuẩ,ntế bào la) ̣ và giải phóng các phân tử protein perforin và granzyme 40 Perforin gây các lỗ thủng tế bào đích dẫn đến các ion và nước xâm nhập vào tế bào làm tế bào trương to lên, vỡ Granzyme chuyể n vào tế bào đić h gây phân cắ t protein làm chế t tế bào(hình 19) Sau phá hủy tế bào bị nhiễm khuẩn , tế bào T ̣c lại có thể di chuyển và tiêu diệt các tế bào nhiễm khuẩn khác có mầm bệnh Sở dĩ các tế bào T gây đô ̣c có thể nhâ ̣n biế t và gắ n với tế bào đić h là nhờ các phân tử protein MHC -I của tế bào đić h đưa phân tử kháng nguyên không phải mình lên bề mặt tế bào, tạo phức hợp MHC I - kháng nguyên Sự tương tác phức hợp MHC I - kháng nguyên tế bào đích với tế bào T gây đô ̣c tăng cường mô ̣t loại protein bề mặt tế bào T gây đô ̣c gọi là CD8 Hình 19 Cơ chế tiêu diệt tế bào nhiễm khuẩn tế bào T gây độc hoạt hóa (Nguồn: N.A.Campbell tác giả khác, 2009) Tế bào T gây ̣c còn có thể chống lại tế bào ung thư vì tế bào ung thư có phân tử khơng có tế bào bình thường Các phân tử MHC I tế bào ung thư trình diện các phân tử không bình thường này lên bề mă ̣t tế bào và các phân tử này hệ miễn dịch coi là kháng nguyên la ̣ Tuy nhiên, có tế bào ung thư tự làm giảm lượng MHC I Một số virut (ví dụ, vi rút Epstein-Barr) làm giảm lượng MHC I tế bào nhiễm vậy chúng thoát khỏi công ̣ miễn dich ̣ 41 Một số tế bào bị nhiễm khuẩn không trình diện đủ kháng nguyên để hệ miễn dịch nhận biết và tiêu diệt Ví dụ, virut herpes kí sinh nhân nơron cảm giác Virut herpes típ I gây herpes miệng, làm xuât 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 cách hiệu quả cho các tế bào limphô lưu hành Các kích thích sốt, căng thẳng, kinh nguyệt làm tái hoạt hóa virut này gây nhiễm trùng các biểu mô xung quanh Trong ghép mô và quan , các phân tử protein MHC kích thích đáp ứng miễn dich ̣ gây thải ghép Mô ̣t số phân tử MHC mô, quan người cho coi là “la ̣ “ đố i với người nhâ ̣n Khi ghép mô, quan lấ y từ thể người khác, đáp ứng miễn dịch tế bào tạo các tế bào đáp ứng (tế bào T gây đô ̣c ) tiêu diê ̣t tế bào ghép làm mô, quan ghép bong Ví dụ: mảnh da ghép từ mô ̣t người không đồng nhấ t về di truyề n gây đáp ứng miễn dịch tế bào , vậy mảnh da ghép tồ n ta ̣i đươ ̣c mô ̣t tuầ n thể người nhận, sau đó bi ̣phá hủy và bong d) Vai trò của MHC miễn di ̣ch đặc hiê ̣u MHC là tên viế t tắ t của phức ̣ phù hơ ̣p tổ chức chiń h (Mayor histocompability complex ) có bản chất là glycoprotein , mô ̣t nhóm gen nhiễm sắ c thể sớ tế bào mã hóa cho việc tổng hợp Khi mầ m bê ̣nh vào tế bào chủ , các enzim tế bào chủ phân tách các protein mầm bệnh thành các mảnh nhỏ , gọi là các mảnh kháng nguyên Các mảnh kháng nguyên này gắn với phân tử MHC tế bào chủ tạo thành phức hợp MHC-kháng nguyên Phức hợp MHC-kháng nguyên di chuyển phía bề mă ̣t tế bào và làm bô ̣c lô ̣ mảnh kháng nguyên lên bề mă ̣t tế bào go ̣i là sự trình diê ̣n kháng nguyên Có hai loại protein MHC là MHC lớp I và MHC lớp II (gọi tắt là MHC-I và MHC-II) 42 Hình 20 Tương tác tế bào T với tế bào trình diện kháng nguyên (Nguồn: N.A.Campbell tác giả khác, 2009) Phân tử protein MHC -I có ở các tế bào có nhân của thể (trừ các tế bào không nhân hồ ng cầ u ) Chúng không gắn và bộc lộ các phân tử kháng nguyên không phải của ̀ h lên bề mă ̣t tế bào , mà còn gắn và bộc lộ các kháng nguyên không bin ̀ h thường của các tế bào ung thư có thể (hình 20a) Khi MHC-I gắ n và đưa kháng nguyên la ̣ bô ̣c lô ̣ bề mă ̣t tế bào , các tế bào T gây độc nhận biết và công tế bào này Phân tử protein MHC-II có ở đa ̣i thực bào , tế bào B và mô ̣t số tế bào T Khi mô ̣t MHC-II gắ n và bô ̣c lô ̣ mô ̣t mảnh kháng nguyên la ̣ lên bề mă ̣t tế bào , tế bào T trơ ̣ giúp và tế bào T gây đô ̣c có thể nhâ ̣n biế t và gắ n với nó (hình 20b ) e) Đáp ứng miễn dịch nguyên phát và thứ phát Hình 21 Nồng độ kháng thể thời gian đáp ứng trongmiễn dịch nguyên phát thứ phát Nguồn: N.A.Campbell 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 các tế bào đáp ứng (tương bào , tế bào T ̣c hoa ̣t hóa và tế bào nhớ ) từ mô ̣t dòng tế bào limphô lầ n đầ u tiế p xúc với kháng nguyên (virut, vi khuẩ n ) Đáp ứng miễn dich ̣ nguyên phát đa ̣t đỉ nh vào khoảng đến 10 ngày sau lần tiế p xúc đầ u tiên với kháng nguyên Trong thời gian này các tế bào T hỗ trợ kích thích lên các tế bào T chọn lọc , tạo tế bào T gây ̣c hoạt hóa và tế bào T nhớ , đồng thời kích thích các tế bào B cho ̣n lo ̣c, tạo tương bào sản suấ t kháng thể và tế bào nhớ đã nêu ở Đáp ứng miễn dịch thứ phát là phản ứng miễn dich ̣ bắ t gă ̣p la ̣i cùng loa ̣i kháng nguyên, các tế bào nhớ đặc hiệu cho kháng nguyên đó cho phép hiǹ h thành nhanh các tế bào đáp ứng với cường đô ̣ lớn và kéo dài Đáp ứng miễn dịch thứ phát đa ̣t đin ̉ h chỉ – ngày sau tiếp xúc với kháng nguyên Nếu đo nồ ng đô ̣ kháng thể huyế t thì th rõ có khác biệt đáp ứng miễn dịch nguyên phát và thứ phát (hình 21) Các tế bào nhớ tồn tại thời gian dài, vâ ̣y chúng ta ̣o sở cho trí nhớ miễn dich ̣ tồ n ta ̣i qua nhiề u thâ ̣p niên f) Miễn dich ̣ chủ đô ̣ng và miễn dich ̣ thu ̣ đô ̣ng Miễn dich ̣ chủ đô ̣ng (còn gọi là miễn dịch tích cực ) là phản ứng miễn dịch mà thể tự sản sinh các tế bào nhớ và các tế bào đáp ứng (tương bào, tế bào T gây đô ̣c hoa ̣t hóa) tiế p xúc với tác nhân gây bê ̣nh xâm nhâ ̣p Miễn dich ̣ chủ đô ̣ng có thể chia làm hai loa ̣i: - Miễn dich ̣ chủ đô ̣ng tự nhiên - Miễn dich ̣ chủ đô ̣ng nhân ta ̣o Miễn dich ̣ chủ đô ̣ng tự nhiên là loa ̣i miễn dich ̣ mà thể ta ̣o các tế bào đáp ứng và tế bào nhớ chống lại xâm nhập và gây bệnh mầm bệnh từ môi trường sống Miễn dich ̣ chủ đô ̣ng nhân ta ̣o là loa ̣i miễn dich ̣ đáp ứng đư ợc tạo cách nhân tạo cách đưa kháng nguyên vào thể , còn go ̣i là tiêm chủng tiêm vắcxin Ngày có nhiều nguồn kháng nguyên sử dụng để chế tạo vắcxin, bao gồ m các vi khuản chế t , các vi khuẩn làm yếu không gây bệnh , các phận vi khuẩn , các độc tố vi khuẩn bất hoạt , thâ ̣m chí các gien mã hóa 44 các protein vi khuẩn Tấ t cả các tác nhân này đưa vào thể đề u ta ̣o các đáp ứng miễn dịch nguyên phát Vì vậy , gă ̣p lại mầ m bê ̣nh đã dùng để chế ta ̣o vắ cxin, thể tiêm chủng sẽ ta ̣o đáp ứng miễn dich ̣ thứ phát ma ̣nh và nhanh chóng Các chương trình tiêm chủng thu thành công lớn chống lại nhiề u bê ̣nh nhiễm trùng (như các bệnh đâ ̣u mùa , bại liệt, sởi, ho gà , bạch hầu, lao, dịch hạch ) vố n đã từng giế t ̣i hoă ̣c gây tàn phế cho rấ t nhiề u người Miễn dich g và tế ̣ thu ̣ đô ̣ng là miễn dich ̣ mà thể không tự sản sinh khánthể bào nhớ mà phải nhận kháng thể từ bên ngoài vào để chống lại tác nhân gây bệnh Miễn dich ̣ thu ̣ đô ̣ng có thể chia làm hai loại: - Miễn dich ̣ thu ̣ đô ̣ng tự nhiên - Miễn dịch thụ động nhân tạo Miễn dich ̣ thu ̣ đô ̣ng tự nhiên có thể gặp ở thai nhi và trẻ sơ sinh Thai nhi nhâ ̣n kháng thể IgG từ thể me ̣ qua thai Các kháng thể này giúp thai nhi phá hủy mầm bệnh nào đặc hiệu với loại kháng thể đó Trẻ sơ sinh bú sữa mẹ , qua nhâ ̣n kháng thể IgA có sữa me ̣ Kháng thể IgA giúp thể trẻ chố ng la ̣i các mầ m bê ̣nh Miễn dich ̣ thu ̣ đô ̣ng nhân ta ̣o là loa ̣i miễn dich ̣ đươ ̣c ta ̣o mô ̣t cách nhân tạo cách lấy kháng thể từ động vật miễn dịch tiêm vào thể người động vật chưa đươ ̣c miễn dich ̣ Ví dụ: người bi ̣rắ n đô ̣c cắ n có thể điề u tri ̣ bằ ng huyế t kháng độc rắ n Đây là loa ̣i huyế t lấy từ n gựa hoă ̣c cừu đã đươ ̣c miễn dich ̣ với no ̣c đô ̣c của mô ̣t hoă ̣c mô ̣t số loài rắ n đô ̣c Nếu tiêm huyết chứa kháng thể sau bi ̣rắ n đô ̣c cắ n , các kháng thể có thể trung hòa các độc tớ nọc rắn trước các độc tố gây hủy hoa ̣i rô ̣ng raĩ Do chỉ đưa kháng thể vào thể mà không liên quan đế n tế bào nhớ , nên miễn dich ̣ thu ̣ đô ̣ng chỉ có hiê ̣u quả mà kháng thể đươ ̣c truyề n vào thể còn tồ n ta ̣i (vài tuần vài tháng) g) Dị ứng Dị ứng là phản ứng quá mức (quá mẫn ) thể đối với các kháng nguyên nhấ t đinh, ̣ các kháng nguyên này gọi là dị ứng nguyên hoă ̣c dị nguyên 45 Dị ứng liên quan đến dưỡng bào và khá ng thể IgE Trong dưỡng bào có các hạt (túi tiết) chứa histamin và các chấ t gây di ̣ứng khác Ví dụ : thể tiế p xúc với các bu ̣i phấ n hoa , các tương bào tiết các kháng thể IgE đặc hiệu với với kháng nguyên có bề mă ̣t các bu ̣i phấ n hoa Mô ̣t số kháng thể này gắ n phầ n gố c mình vào dưỡng bào (tế bào mast) mô liên kế t, tạo thành phức hợp dưỡng bào – kháng thể IgE Sau đó, nế u các ̣t phấ n hoa lại vào thể, chúng gắn vào các vị trí gắn kháng nguyên kháng thể IgE phức hơ ̣p dưỡng bào – kháng thể IgE Sự tương tác giữa di ̣nguyên của phấ n hoa với kháng thể IgE tác đô ̣ng lên dưỡng bào , các hạt các tế bào này giải phóng r a histamin và các chấ t gây di ̣ứng khác , hiê ̣n tươ ̣ng này go ̣i là sự mấ t ̣t Histamin và các chất gây dị ứng khác đến các mô gây các triệu chứng dị ứng giãn mạch, tăng tin ̣ v ́ h thấ m ở các ma ̣ch máu nhỏ gây thoát dich ào các mô , ngứa, hắ t hơi, sổ mũi , chảy nước mắt , co thắ t các trơn phế quản gây khó thở (hình 22) Các thuốc kháng histamin (antihistamin) adrenalin làm giảm các triê ̣u chứng dị ứng cách khống chế các thụ thể tế bào đố i với histamin Hình 22 Các tế bào mast, kháng thể IgE đáp ứng dị ứng (Nguồn: N.A.Campbell tác giả khác, 2009) Phản ứng dị ứng cấp tin ́ h đưa đế n số c phản vê ̣, mô ̣t phản ứng toàn thân nguy cấ p có thể xảy vòng vài giây sau tiế p xúc với di ̣ ́ ng nguyên Số c phản vê ̣ xảy di ̣ngun gây giải phóng đờ ng loa ̣t histamin và chấ t gây di ̣ ứng khác từ dưỡng bào , các chất này gây gi ãn mạch tức thời hầu hết các mạch máu ngoại vi làm tụt huyết áp , làm giảm hẳn lượng máu cung cấp cho các quan quan tro ̣ng naõ và tim Tử vong có thể xảy vòng vài phút Trong thực 46 tế , bị ong đốt tiêm thuố c kháng sinh penecillin có thể gây số c phản vê ̣ ở những người di ̣ứng quá mức đố i với những chấ t này Mô ̣t số người di ̣ ́ ng với hải sản, lạc họ có thể tử vong sau ăn lượng nhỏ các dị ứng nguyên h) Bệnh suy giảm miễn dịch HIV HIV (human immunodeficiency virus ) là retrovirus gây suy giảm miễn dịch người, là mầm bệnh gây AIDS Khi vào thể , HIV nhiễm vào tế bào T hỗ trơ ̣ nhờ gắ n đă ̣c hiê ̣u với các phân tử CD HIV cũng gây nhiễm vào mô ̣t số tế bào có ít phân tử CD đại thực bào và tế bào naõ HIV nhiễm vào tế bào không những cần phân tử CD mà còn cần phân tử prôtêin khác gọi là đồng thụ quan Đồng thụ quan tế bào T hỗ trơ ̣ là fusin (còn gọi là CXCR4) và đại thực bào là CCR5 Fusin và CCR5 là thụ quan tiếp nhận chemokine Một sớ người có khả bẩm sinh chống lại lây nhiễm HIV -1 là đồng thụ quan biến đổi Hình 23 Tiến triển bệnh người nhiễm HIV không điều trị (Nguồn: N.A.Campbell tác giả khác, 2009) Quá trình xâm nhiễm HIV diễn sau: 47 Trong tế bào , bô ̣ gien ARN của HIV đươ ̣c phiên mã ngươ ̣c thành ADN và đươ ̣c tić h hơ ̣p vào ̣ gien của tế bào chủ Ở dạng tích hợp này, bô ̣ gien virut có thể điề u khiể n viê ̣c sản sinh các HIV mới Khi HIV xâm nhâ ̣p vào thể , phản ứng miễn dich ̣ đă ̣c hiê ̣u tiêu diê ̣t phầ n lớn HIV , mô ̣t số HIV vẫn tić h hơ ̣p đươ ̣c vào hệ gien tế bào chủ , tránh tiêu diệt Do HIV đô ̣t biế n nhanh quá trình nhân bản , tạo các protein kháng nguyên thay đổ i bề mă ̣t của các HIV đô ̣t biế n , nhờ đó chúng tránh đươ ̣c sự nhâ ̣n diê ̣n và tiêu hủy của tế bào T và kháng thể Những virut đô ̣t biế n số ng sót sẽ tăng sinh và la ̣i tiế p tu ̣c đô ̣t biế n Sự sinh sản của virut gây chế t các tế bào T hỗ trợ , dẫn đế n suy yếu dầ n đáp ứng miễn dịch tế bào và đáp ứng miễn dịch dịch thể Kế t quả là suy yế u khả chố ng la ̣i nhiễm trùng và ung thư mà bin ̣ khỏe ma ̣nh có thể đánh ba ̣i ̀ h thường ̣ miễn dich Bất kỳ tác nhân gây bệnh nào đều có thể dễ dàng xâm nhâ ̣p vào thể và gây bệnh Những loại bệnh sinh hệ thống miễn dịch suy giảm vậy gọi là "bệnh hội" Các bệnh hội có thể là lao, thương hàn, herpes, tiêu chảy, viêm não, lỵ amíp, nấm Canđiđa, viêm phổi, ung thư Kaposi Do nhiều bệnh có thể xuất hệ thống miễn dịch suy giảm nên người ta gọi là "Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải" viế t tắ t là AIDS Miễn dich ̣ tự nhiên đô ̣ng vâ ̣t không xƣơng số ng Miễn dịch tự nhiên nghiên cứu nhiều côn trùng Côn trùng dựa vào xương ngoài (cấu tạo phần lớn từ polysaccaride kitin) là hàng rào hữu hiệu đầu tiên bảo vệ chống lại hầu hết các mầm bệnh Hàng rào kitin có ruột côn trùng, giúp ngăn xâm nhiễm các mầm bệnh vào thức ăn Lysozym và môi trường pH thấp đường tiêu hóa làm tăng cướng khả bảo vệ đường tiêu hóa Nếu mầm bệnh nào lọt qua hàng rào bảo vệ đầu tiên nêu đối mặt với hàng rào bảo vệ bên Hàng rào bảo vệ bên gồm các tế bào miễn dịch, còn gọi là các huyết bào (hemocytes) lưu hành dịch hemolymph Hemolymph coi là máu côn trùng, là hỗn hợp dịch lưu hành hệ mạch và nước mô Một số huyết bào bảo vệ thể cách thực bào các mầm bệnh và các chất lạ xâm nhập Một số huyết bào khác gây sản sinh các chất hóa học tiêu diệt mầm bệnh Một số 48 huyết bào khác nhận diện vi khuẩn nấm (dựa vào các phân tử đặc biệt có lớp vỏ ngoài virut và nấm) tiết các peptit kháng khuẩn Các peptit này gây bất hoạt mần bệnh tiêu diệt mầm bệnh cách phá vỡ màng tế bào chúng Các peptit kháng khuẩn là khác đối với các mầm bệnh khác 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO G.Piagie (1986), Tâm lý học giáo dục, Nxb Giáo dục, Hà Nội W.D Phillips – I.I Chilton (1999), Sinh học, Tập I + II, Nxb Giáo dục, Hà Nội J.M Robert – J.P Debra – E.P Jane (2005), Các phương pháp dạy học hiệu quả, Nxb Giáo dục, Hà Nội Vũ Văn Vụ (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 Vũ Văn Vụ (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 Vũ Văn Vụ (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 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 ... NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ SINH LÝ MÁU – HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH HỌC THPT Quảng Bình, 2016 NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN NHẤT VỀ SINH LÝ MÁU - HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG... 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 Vũ Văn Vụ (Tổng chủ biên), Vũ Đức Lưu... Quang Vinh (2007), Sinh học 11 nâng cao, Nxb Giáo dục, Hà nội 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