Tài liệu SỰ PHÁT TRIỂN CÁC DÒNG TẾ BÀO MÁU pot

1 SỰ PHÁT TRIỂN CÁC DÒNG TẾ BÀO MÁU Mục tiêu học tập: Sau khi học xong bài này sinh viên phải: 1. Mô tả được vị trí tạo máu trong cơ thể 2. Liệt kê được các đặc tính của tế bào gốc tạo máu 3. Mô tả được quá trình sinh máu dòng hồng cầu 4. Mô tả được quá trình sinh máu tiểu cầu 5. Mô tả được quá trình sinh máu bạch cầu I. ĐẠI CƯƠNG Tạo máu là quá trình sinh sản và biệt hóa của các tế bào tạo máu bắt đầu từ tế bào gốc vạn năng cho đến các dòng tế bào máu trưởng thành. Quá trình này diễn ra liên tục từ thời kỳ phôi thai đến lúc tuổi già và được điều hòa bởi các cơ chế điều hòa tạo máu. II. VỊ TRÍ TẠO MÁU Vị trí tạo máu phụ thuộc vào giai đoạn phát triển cá thể: thời kỳ phôi thai, trẻ, già và hiện trạng của bệnh tạo máu. 2.1.1. Thời kỳ phôi thai Trong suốt quá trình phát triển trước sinh, vị trí tạo máu thay đổi nhiều lần. Đặc điểm sinh máu ở bào thai là một quá trình biệt hóa không ngừng và mạnh mẽ. Lúc đầu sinh máu lan tỏa: ở đâu có mảnh trung mô là ở đó có sinh máu, về sau khu trú dần: lách, hạch và tủy xương chiếm vị trí hàng đầu. Mỗi cơ quan sinh máu cũng tiến hóa rõ rệt, lúc đầu sinh máu cả 3 dòng, về sau chỉ sinh máu một dòng như lách, hạch chỉ sinh lympho. 2.1.2. Thời kỳ sau sinh Thời kỳ sơ sinh, tạo máu được thực hiện ở tất cả các khoang tủy xương và phần rất nhỏ của gan. Trong thời kỳ này và thời kỳ trẻ em tất cả các xương đều tạo máu. Tuy nhiên, từ 5 tuổi trở đi, khả năng tạo máu giảm dần ở các xương chi, đến 20 tuổi các xương dài không còn khả năng tạo máu; chỉ còn lại các xương chính của khung xương như xương chậu, xương ức, xương sống, xương sườn, xương sọ tiếp tục tạo máu và duy trì cho đến tuổi già. Ở thời kỳ sau sinh, cùng với những thay đổi về vị trí tạo máu còn có các thay đổi về hình thái và cấu trúc của tủy. Tủy có hai phần rõ rệt: 2  Tủy đỏ: phần tạo máu, gồm nhiều trung tâm tạo máu có màu đỏ. Vùng này có rất nhiều tế bào nguồn tạo máu và tế bào máu đang biệt hóa hoặc trưởng thành.  Tủy vàng: vùng chứa tế bào mỡ, tế bào mỡ xâm lấn vùng tạo máu và hạn chế khả năng sinh máu của tủy có thể gặp trong trường hợp bệnh lý tủy hoặc tuổi già. Về hình thái, là tổ chức mỡ nên có màu vàng. Ở người trưởng thành, các tế bào gốc tạo máu cư trú chủ yếu ở tủy xương. Một số ít cư trú ở lách và một số rất ít lưu hành trong máu ngoại vi. 2.2.1. Khái quát về tủy tạo máu Mỗi ngày, tủy xương sản xuất khoảng 6 tỷ tế bào máu (gồm 2,5 tỷ hồng cầu; 2,5 tỷ tiểu cầu và 1 tỷ bạch cầu hạt) cho mỗi kilogram cân nặng cơ thể. Tốc độ tạo máu thay đổi theo nhu cầu của cơ thể, có thể rất thấp hoặc tăng cao nhiều lần so với bình thường. 2.2.2. Vi môi trường tạo máu Gồm các tế bào đệm và chất đệm gian bào. Đây là nơi có điều kiện thích hợp cho quá trình tạo máu. Trong quá trình phát triển, tế bào gốc tạo máu cư trú trên các tế bào đệm. Các tế bào này cũng trực tiếp hoặc gián tiếp tham gia vào điều hòa tạo máu. Vi môi trường tủy xương tham gia điều hòa tạo máu thông qua các hoạt động cơ bản sau: - Thông tin trực tiếp qua sự tiếp xúc chặt chẽ giữa các tế bào với nhau. - Làm ổn định các yếu tố tăng trưởng qua việc gắn với các chất đệm gian bào hoặc protein màng tế bào. - Tạo ra cả chất kích thích và chất ức chế tạo máu. - Chứa các yếu tố tăng trưởng lẫn tế bào tạo máu trong cùng một mạng lưới rất chặt chẽ và khu trú. Vì vậy, chỉ cần một lượng nhỏ cytokin đã tác động có hiệu quả trên các thụ thể. III. TẾ BÀO GỐC TẠO MÁU 3.1. Tế bào gốc vạn năng (pluripotential stem cell) - Đây là tế bào mẹ của tất cả các dòng tế bào máu trong cơ thể. Tế bào gốc vạn năng sinh ra các tế bào gốc khác theo nhu cầu của cơ thể. Tế bào này vừa có khả năng tự tái sinh để duy trì nguồn tế bào đầu dòng, vừa có khả năng biệt hoá thành bất kỳ một dòng tế bào gốc đa năng định hướng nào. - Khả năng tự tái tạo là việc phân bào thành các tế bào con giống hệt nhau và giống hệt tế bào mẹ - Khả năng biệt hóa vạn năng là khả năng biệt hóa thành mọi dòng tế bào của hệ thống máu - tạo máu Giai đoạn biệt hóa đầu tiên từ tế bào gốc vạn năng là 3 hai loại tế bào gốc đa năng: tế bào gốc đa năng định hướng sinh tuỷ và tế bào gốc đa năng định hướng sinh lympho. - Phần lớn tế bào gốc vạn năng “ngủ yên” rất lâu. Tuy nhiên, các tế bào này rất mềm dẻo và linh hoạt trong việc đi vào chu trình phân bào. Các tế bào này sẽ đi nhanh vào phân bào khi có kích thích của các cytokine tương ứng hoặc sau khi đậu ghép. 3.2. Các tế bào gốc đa năng định hướng (multipotential stem cells) 3.2.1. Tế bào gốc đa năng định hướng sinh tuỷ - Là tế bào gốc sớm nhất có thể phát hiện trên nuôi cấy tế bào tuỷ xương, gọi là CFU-GEMM (colony forming unit- granuloid, erythroid, macrophage and megakaryocyte). Trên đĩa nuôi cấy tạo cụm, các tế bào gốc này sẽ phát triển tạo thành cụm hỗn hợp và từ đó các cụm tế bào của từng dòng sẽ được hình thành. Các tế bào này vẫn còn khả năng tự tái sinh để duy trì nguồn tế bào gốc đa năng, nhưng không thể quay trở lại thành tế bào gốc vạn năng được. - Ở giai đoạn này, tế bào có thể còn mang dấu ấn của tế bào gốc vạn năng (CD34), đã xuất hiện dấu ấn của dòng tuỷ (CD13) và các dấu ấn khác như CD38 và HLA-DR - Tế bào gốc đa năng định hướng sinh tuỷ sẽ biệt hoá để thành các tế bào gốc đơn năng định hướng của một dòng tế bào máu như dòng hạt- mono (CFU- GM), dòng hồng cầu (BFU- E, CFU- E) và dòng mẫu tiểu cầu (CFU- megakaryocyte). Trong nuôi cấy tạo cụm, các cụm tế bào tiền thân dòng hồng cầu, dòng hạt, dòng mono và dòng mẫu tiểu cầu thể hiện thành các dạng khác nhau có thể phân biệt được. 3.2.2. Tế bào gốc đa năng định hướng sinh lympho - Phát triển thành hai dòng tế bào tiền thân rồi sau đó biệt hoá thành lympho T và lympho B. - Tế bào tiền thân dòng NK có lẽ cũng được sinh ra từ tế bào gốc này. - Giai đoạn thành thục sau cùng của lympho B và T chỉ được hoàn thành tại cơ quan lympho chuyên biệt ở ngoại vi (tuyến ức đối với lympho T, túi fabricius đối với lympho B). IV. Sinh máu dòng hồng cầu: Từ tế bào nguồn đầu dòng (CFU-E), dưới tác động của erythropoietin (EPO), tế bào đầu dòng của hồng cầu được tạo ra, gọi là tiền nguyên hồng cầu (proerythroblast). Một tiền nguyên hồng cầu sinh ra 2 nguyên hồng cầu ưa base I (erythroblast basophi I) và thành 4 nguyên hồng cầu ưa base II. Tuy nhiên dưới kính hiển vi quang học, không thể phân biệt được nguyên hồng cầu ưa base I và nguyên hồng cầu ưa base II. 4 Một nguyên hồng cầu ưa base sinh ra 2 nguyên hồng cầu đa sắc ( erythroblast polycromatophil) Đây là giai đoạn cuối cùng tế bào cón khả năng nhân đôi trong quá trình biệt hóa dòng hồng cầu. Nguyên hồng cầu ưa acid (erythroblast acidophil) được tạo ra do nguyên hồng cầu đa sắc nhân đôi. Giai đoạn này, sự tổng hợp huyết sắc tố đã gần xong, tế bào không còn phân bào nữa. Hồng cầu lưới (reticulocyte) là giai đoạn cuối cùng của sự trưởng thành dòng hồng cầu còn vết tích nhân. Kích thước tế bào bằng hoặc to hơn tế bào hồng cầu trưởng thành một ít ( đường kính 7-11 μm ). Hồng cầu lưới ở lại tủy xương khoảng 24h thì được phóng thích ra máu ngoại vi. Tại đây, chúng tồn tại thêm 24- 48h nữa ở trạng thái “lưới” rồi mất nhân hoàn toàn để trở thành hồng cầu trưởng thành. Hồng cầu lưới ở máu ngoại vi được coi là sự hiện diện của khả năng sinh hồng cầu của tủy xương. Khi hồng cầu lưới tăng nghĩa là tủy xương đang tạo hồng cầu mạnh mẽ. Hồng cầu trưởng thành có hình đĩa lõm 2 mặt, đường kính 7-8 μm, dày 1-3 μm, không có nhân.Trên tiêu bản máu nhuộm Giemsa, hồng cầu bắt màu đỏ hồng, ở giữa có khoảng sáng tròn. V.DÒNG TIỂU CẦU Tiểu cầu là tế bào chức phận xuất hiện ở máu ngoại vi, được sinh ra trong tuỷ xương bởi các tế bào mẹ: mẫu tiểu cầu. Khác với các dòng tế bào khác, mẫu tiểu cầu có quá trình phân chia nội bào nên càng trưởng thành càng có kích thước lớn, đường kính đạt tới hàng trăm µm đường kính. Quá trình sinh máu tiểu cầu: Nguyên mẫu tiểu cầu (Megacaryoblaste ) → Mẫu tiểu cầu ưa kiềm (Megacaryocyte Basophile) → Mẫu tiểu cầu hạt ( Megacaryocyte Granuleux) → Mẫu tiểu cầu sinh tiểu cầu ( Mega Thromboxytogen) → Tiểu cầu (Thromboxyte Plaquette) Tiểu cầu trưởng thành: Là tế bào nhỏ nhất trong máu tuần hoàn với số lượng bình thường từ 150- 350x10 3 /mm 3 hình đĩa dẹt đường kính 1-3µm và dày 1µm. VI. DÒNG BẠCH CẦU 5 Dòng bạch cầu hạt bao gồm những tế bào ở những giai đoạn trưởng thành khác nhau liên tục từ nguyên tuỷ bào đến bạch cầu chia đoạn. Có 3 dòng bạch cầu hạt trung tính, ái toan, ái kiềm. Ba dòng này có nhiều đặc điểm về hình dạng, các giai đoạn trưởng thành và thuộc tính chất chức phận giống nhau nên được trình bày chung trong dòng bạch cầu hạt tung tính, và chỉ nêu lên những khác biệt của hai dòng bạch cầu hạt ái toan và ái kiềm mà thôi. 6.1 Dòng bạch cầu hạt trung tính: Trong quá trình trưởng thành của dòng: nhân tế bào thắt lại thành đoạn. Đây là đặc điểm đặc trưng, chính hình ảnh nhân nhiều đoạn mà người ta gọi tên một cách nhầm lẫn là bạch cầu đa nhân. Nguyên tuỷ bào: Tế bào tròn đều hay không đều, đường kính khoảng 20-25 µm. Nhân hình tròn hoặc oval, lớn, chiếm khoảng 6-8/10 tế bào, cấu trúc nhiễm sắc mảnh, mịn, chứa 2 hoặc nhiều hạt nhân rõ. Nguyên sinh chất ưa kiềm sáng, đậm hơn ở ngoại vi, chứa hạt azurophil ít hoặc nhiều. Tiền tuỷ bào: Tế bào tròn, đều, đường kính khoảng 20 µm. Nhân tròn hoặc oval, cấu trúc nhiễm sắc bắt đầu đậm hơn, dày hơn. Hạt nhân có thể còn thấy rõ hoặc bị che lấp bởi cấu trúc chất nhiễm sắc. Phản ứng peroxydaza và soudan đen dương tính mạnh. Tuỷ bào (Myelocyte): Tế bào tròn, đường kính 12-18 µm. Nhân tròn, chiếm khoảng 1/2 tế bào, cấu trúc nhiễm sắc đã trở nên đậm thô, tụ thành nhiều đám, không còn thấy hạt nhân. Nguyên sinh chất đã hoàn toàn bắt màu hồng, chỉ còn thấy hạt đặc hiệu trung tính. Phản ứng soudan đen và peroxydaza dương tính mạnh. Hậu tuỷ bào ( Metamyelocyte): 6 Có tất cả các đặc điểm của tuỷ bào nhưng ở mức độ trưởng thành hơn: kích thước nhỏ hơn, nhân nhỏ lại và bắt đầu thắt thành hình hạt đậu cho đến hình móng ngựa với cấu trúc nhiễm sắc đậm đặc tụ lại thành từng đám lớn. Nguyên sinh chất chứa đầy các hạt đặc hiệu. Đây là tế bào trẻ nhất của dòng có thể xuất hiện ở máu ngoại vi trong tình trạng bình thường, nhưng với tỷ lệ thấp (1-5%). Bạch cầu hạt chia đoạn hay chia múi ( Segment): Tế bào tròn, đường kính 12-14 µm. Nhân thắt lại thành từng đoạn, lúc đầu chia thành hai đoạn, sau đó tế bào càng già, càng chia thành nhiều đoạn. Bình thường ở máu ngoại vi nhân bạch cầu thường có 2-4 đoạn (nhiều nhất 3 đoạn) ít khi trên 5 đoạn. Dựa vào đặc điểm này người ta đưa ra công thức Arneth và chỉ số biến động nhân Schilling để đánh giá tình trạng đáp ứng của dòng bạch cầu hạt. 6.2. Dòng bạch cầu hạt toan tính và kiềm tính: Hai dòng bạch cầu hạt này cũng được tạo ra trong tuỷ xương từ tế bào gốc vạn năng và qua các giai đoạn biệt hoá, trưởng thành giống như dòng trung tính nhưng ở mức độ thấp hơn nhiều. Hình dạng tế bào qua các giai đoạn trưởng thành cũng giống như dòng trung tính, chỉ khác ở hạt đặc hiệu. -Hạt toan tính là hạt có kích thước lớn, hình tròn hoặc oval tương đối đồng đều, (từ 0,4-0,8µm). Màu của hạt có thể thay đổi qua các giai đoạn trưởng thành khác nhau: lúc đầu màu tím đậm, chuyển sang màu xanh rồi xanh tím và sau cùng trở thành màu vàng cam. - Hạt kiềm tính có kích thước lớn, không đồng đều bắt màu tím đen hạt thưa và nằm chườn cả lên nhân. Nhân của bạch cầu hạt ưa kiềm thường có giới hạn không rõ, đôi khi cho ta hình ảnh giống như tế bào vỡ nát. 6.3. Tế bào Monocyte: Monocyte cũng được sinh ra từ tuỷ xương, cũng chung tế bào gốc tiền biệt hoá với dòng bạch cầu hạt trung tính 7 Thời gian trưởng thành trong tuỷ của tế bào monocyte rất ngắn (48 giờ) và không có sự thay đổi hình dạng trong thời gian trưởng thành nên monocyte ở ngoại vi có hình dạng rất chưa trưởng thành. Monocyte là tế bào có kích thước lớn nhất trong các tế bào máu tuần hoàn, được đặc trưng bởi nhân có bờ khúc khuỷu không đều nhưng không chia thành múi, cấu trúc nhiễm sắc mịn, tạo thành vân rãnh chạy dọc theo chiều dài của nhân, không tụ đám. Nguyên sinh chất ưa kiềm nhẹ, màu xanh xám, không hạt hoặc có ít hạt azurophil. Hoá tế bào:  Dương tính yếu với phản ứng phosphate acalin  Mạnh hơn so với peroxydaza.  Phản ứng men esteraza dương tính mạnh và bị ức chế bởi Lluo, phản ứng men này thường dùng để phân biệt với dòng bạch cầu hạt trung tính. Số lượng bình thường ở máu ngoại vi từ 100-1000 tế bào/ µl. Monocyte lưu lại trong tuần hoàn lâu hơn bạch cầu hạt, (nửa đời sống là 2-3 ngày) sau đó xuyên mạch vào tổ chức để trở thành tế bào chức phận là đại thực bào. 6.4. Các tế bào dòng lymphocyte: Nguồn gốc và quá trình tạo lympho: Trong suốt đời người, hình như toàn bộ tế bào lymphocyte được tạo ra từ tuỷ xương. Các lymphocyte B được biệt hoá và trưởng thành trực tiếp từ tuỷ xương còn lymphocyte T phải đi qua tuyến ức, tại đây chúng được biệt hoá và trưởng thành thành lymphocyte T. Sau đó, các lymphocyte T và B này được tung vào tuần hoàn, đến phân bố trong các tổ chức lympho ngoại vi (hạch, lách, hạnh nhân; mảng pay-e ở ruột…) Phân bố của lymphocyte trong tổ chức lympho: Lymphocyte được phân bố trong một số lớn cơ quan dưới dạng lan toả hay nhóm lại thành nang. Tổ chức lympho lan toả hiện diện trong tất cả các tổ chức liên kết dưới dạng một lớp bao quanh mạch máu. Nang lympho: phân biệt hai loại: 8  Nang tiên phát : được tạo thành bởi chỉ một loại lymphocyte nhỏ, và chỉ gặp trên trẻ sơ sinh, hoặc trên các súc vật nuôi dưỡng trong điều kiện vô trùng cao.  Nang thứ phát : bao gồm một vòng lymphocyte nhỏ ngoại vi bao quanh một trung tâm mầm sáng gồm các tế bào liên võng và lymphoblaste. Đây là một nang chức phận. Đời sống của lymphocyte có khác nhau : Trong tuỷ xương và tuyến ức, lymphocyte cơ bản có đời sống ngắn trong vài ngày Trong các tổ chức lympho ngoại vi thì lại có đời sống dài, từ vài tháng đến hàng năm. Các tế bào này có thể nằm ‘yên lặng’ trong một thời gian dài giữa hai đợt phân chia nếu không gặp kháng nguyên. Điều này giúp cho tế bào bảo tồn được ‘trí nhớ’ đối với kháng nguyên dễ cảm ứng, trong một thời gian rất lâu, có khi cả đời người. Hình dạng của lymphocyte : Một số hình dạng điển hình của lymphocyte : Lymphocyte nhỏ :  Tế bào tròn hoặc kéo dài hai đầu, kích thước nhỏ từ 9-12µm.  Nhân tròn, lớn, chiếm gần như toàn bộ tế bào với cấu trúc nhiễm sắc đậm, thô, đồng nhất hoặc tụ đám lớn.  Nguyên sinh chất hẹp, đôi khi chỉ còn mảnh vây quanh nhân, ưa kiềm nhẹ, không hạt. Lymphocyte lớn :  Cũng mang đặc điểm trên nhưng kích thước tế bào lớn hơn (12-18µm).  Nhân mảnh hơn, đồng nhất, và đôi khi thấy vết mờ của hạt nhân.  Nguyên sinh chất rộng hơn, có thể chứa vài hạt azurophil. Nguyên bào miễn dịch :  Tế bào có kích thước lớn, thay đổi.  Tròn, giới hạn thường không đều.  Nhân lớn, cấu trúc nhiễm sắc mảng, mịn thuộc loại cấu trúc của tế bào non, đôi khi có dạng lưới. Hạt nhân to, rõ, thường nhiều.  Nguyên sinh chất rộng, ưa kiềm rất đậm. Plasmocyte 9  Tế bào hình bầu dục (oval) kích thước thay đổi từ 15-20µm.  Nhân tròn, nhỏ, luôn nằm lệch tâm về một cực tế bào. Cấu trúc nhiễm sắc đậm thô, tụ thành từng đám lớn xếp thành hình mai rùa.  Nguyên sinh chất rộng và ưa kiềm rất đậm.  Khi khảo sát hình dạng tế bào trên tiêu bản, ta gặp các lymphocyte có hình dạng trung gian chuyển tiếp giữa bốn hình dạng điển hình trên, nhiều khi rất khó xếp loại nhất là trong bệnh lý. Tài liệu tham khảo : 1. Nguyễn Thái Quý- Bài giảng Huyết học truyền máu, NXB Y học 2006 Tr. 208- 313. 2. Bài giảng Huyết học-Truyền máu - Nhà xuất bản y học Hà nội 2004. tr 5-9 3. Bài giảng Huyết học-Truyền máu (sau đại học) - Nhà xuất bản y học Hà nội 2007. tr 744. 4. Trần Văn Bé-Thực hành Huyết học truyền máu, NXB Y học 2003 Tr. 45-48. . quả trên các thụ thể. III. TẾ BÀO GỐC TẠO MÁU 3.1. Tế bào gốc vạn năng (pluripotential stem cell) - Đây là tế bào mẹ của tất cả các dòng tế bào máu trong. gian bào. Đây là nơi có điều kiện thích hợp cho quá trình tạo máu. Trong quá trình phát triển, tế bào gốc tạo máu cư trú trên các tế bào đệm. Các tế bào