VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC Bộ Môn: Hóa Sinh Học Khoaù:10 GVHD : Th.S Lâm Khắc Kỷ Lớp : DHSH7LT Nhóm thực hiện: Nhóm 6 Môn Học: Hóa sinh động vật Trang 2 MỤC LỤC trang I. Khái niệm ........................................................................................................ 4 II. Cơ chế và hoạt động của protein đông máu .................................................. 4 2.1. Giai đoạn hình thành prothrombinase ........................................................ 8 2.1.1. Ngoại sinh .................................................................................. 8 2.1.2. Nội sinh ...................................................................................... 9 2.2. Giai đoạn hình thành thrombin ................................................................. 11 2.3. Giai đoạn hình thành fibrin ....................................................................... 11 III. Vai trò và ý nghĩa của protein đông máu .................................................. 14 2.1. Vai trò ...................................................................................................... 14 2.2. Ý nghĩa ...................................................................................................... 14 Trang 3 I. Khái niệm: Đông máu là một quá trình máu chuyển từ thể lỏng thành thể đặc do chuyển fibrinogen thành fibrin không hòa tan và các sợi fibrin này bị trùng hợp tạo thành mạng lưới giam giữ các thành phần của máu làm máu đông lại. II. Cơ chế hình thành và hoạt động của protein đông máu: Đông máu được diễn ra theo một cơ chế rất phức tạp. Đây là một quá trình hoạt hoá và hoạt động của các enzym với mục đích là tạo ra fibrin. Thông thường người ta chia quá trình đông máu ra làm ba giai đoạn: + Giai đoạn hình thành phức hợp prothrombinase (sự xuất hiện thromboplastin nội sinh và ngoại sinh) + Giai đoạn hình thành thrombin (sự chuyển hóa prothrombin ở dạng không hoạt động thành dạng thrombin hoạt động thông qua các phản ứng hóa học và sự tham gia của nhiều yếu tố khác nhau với thromboplastin là chất khởi đầu) + Giai đoạn hình thành fibrin.(thrombin hình thành có tác dụng như một enzym tham gia chuyển hóa protein huyết tương fibrinogen dạng hòa tan thành các sợi fibrin không hòa tan và tạo thành mạng lưới để giữ các tế bào máu, hình thành cục máu bịt kín vết thương) Trang 4 Các yếu tố đông máu: Các yếu tố Tên gọi và vai trò I Fibrinozen, là một loại globulin, (protein huyết tương.) Trọng lượng phân tử là 450.000. Hàm lượng là 300mg100ml huyết tương. Fibrinogen do gan sản xuất là chính (do gan tổng hợp đưa vào máu), một phần nhỏ do lưới nội mô. II Protrombin, là 1 protein huyết tương (thuộc loại 2αglobulin) do gan sinh ra. Trọng lượng phân tử khoảng 140.000. Hàm lượng trong máu 2040mg100ml. Prothrombin chuyển thành thrombin dưới tác dụng của thromboplastin có trong huyết tương và do mô tiết ra với sự có mặt của ion calci và một yếu tố khác của máu Sự tổng hợp protrombin liên quan chặt chẽ đến sự hấp thụ vitamin K. Nếu rối loạn hấp thụ vitamin K ở đường tiêu hóa sẽ dẫn đến giảm protrombin. Hệ vi khuẩn trong đường tiêu hóa tham gia tổng hợp phần lớn vitamin K cho cơ thể. Khi dùng nhiều kháng sinh, hệ vi khuẩn bị phá hủy sẽ làm giảm prothrombin. Vitamin K tan trong mỡ, nên rối loạn hấp thu lipid cũng làm giảm hấp thu vitamin K. Các thuốc chống đông có tác dụng kháng vitamin K. III Tromboplastin . do mô tiết ra hay còn gọi thromboplastin ngoại sinh. là enzim tạo ra khi tiểu cầu bị vỡ, hoặc mô bị tổn thương .Đó là một hợp chất do sự kết hợp phức tạp của các protein chịu và không chịu nhiệt. Trọng lượng phân tử cao, do phổi, não và một số mô tiết ra. Sự giảm thromboplastin thường đi kèm với sự giảm yếu tố VIII, IX, XI trong các bệnh ưa chảy máu (máu lỏng), cổ điển (A), và ưa chảy máu B, C. Trang 5 IV Ion Ca++ có trong huyết tương, có tác dụng hoạt hóa protrombin (Calci có nồng độ bình thường trong máu khoảng 911 mg 100 ml, trong đó một nửa ở dạng ion hóa (Ca++). Ion calci rất cần cho nhiều giai đoạn của quá trình đông máu) + Cùng yếu tố V và X: hoạt hóa thromboplastin. + Giai đoạn thành lập fibrin. + Cùng thromboplastin hoạt động chuyển prothrombin thành thrombin. V Proaccelerin, một loại globulin, do gan sinh ra, làm tăng tốc độ đông máu, VII Proconvectin, yếu tố xúc tiến tạo Trombin, là một protein do gan sản xuất. Yếu tố này có thể chuyển thành prothrombin bởi gan, và cần có vai trò của vitamin K. Yếu tố VII chỉ hoạt động khi có mặt yếu tố III. Thiếu yếu tố này máu đông chậm hoặc không đông, nó hoạt hóa thromboplastin ngoại sinh và thúc đẩy sự tạo thành thrombin từ prothrombin. Yếu tố VII bị giảm do bệnh bẩm sinh hay mắc phải. Bệnh bẩm sinh thiếu proconvertin dễ gây xuất huyết ở da và niêm mạc như trường hợp ở trẻ em sơ sinh bị ỉa ra máu, da có vết tím bầm. Bệnh mắc phải do bị bệnh gan nặng, ví dụ xơ gan, do thiếu vitamin K, do dùng nhiều kháng sinh, hoặc sau khi dùng nhiều chất chống đông coumarin. VIII Yếu tố chống chảy máu A, Là một globulin do lách và có thể cả lưới nội mô sản xuất. có trong huyết tương, có vai trò quan trọng trong sự tạo thành tromboplastin nội sinh. Nó mất hoạt tính bởi thrombin và fibrinolysin. Khi yếu tố này bị giảm, máu vẫn đông nhưng cục máu rất mềm, dễ di động. IX Yếu tố chống chảy máu B, Christmas cũng là 1 protein huyết tương, cần cho sự tạo thành tromboplastin. Nó được hoạt hóa ngay Trang 6 trong quá trình đông máu và khi huyết tương tiếp xúc với thủy tinh. Thiếu bẩm sinh yếu tố IX trong bệnh ưa chảy máu B hay bệnh Christmas. Thiếu nó trong bệnh thiếu vitamin K, hay bệnh gan nặng. X Yếu tố stuart, có trong huyết tương, do gan sinh ra tương đối bền vững. Nhưng chỉ hoạt động trong môi trường có pH thích hợp từ 6 9.Có tác dụng cho sự tạo thành thromboplastin nội sinh và ngọai sinh, và quá trình chuyển prothrombin thành thrombin. Giảm yếu tố X là một bệnh di truyền hoặc do bệnh gan, thiếu vitamin K. XI Protromboplastin có sẵn trong huyết tương, là một betaglobulin rồi chuyển thành thromboplastin nội sinh do yếu tố XII Hageman hoạt hóa. Nó còn có vai trò tập trung tiểu cầu trong đông máu. Thiếu yếu tố XI gây bệnh ưa chảy máu nhẹ và ưa chảy máu C. XII Yếu tố hageman, có trong huyết tương, có tác dụng hoạt hoá sự đông máu XIII Yếu tố ổn định fibin, có sẵn trong huyết tương, là một globulin huyết tương do thrombin hoạt hóa, có tác dụng củng cố sợi fibrin thêm vững chắc. (Tác dụng củng cố sợi fibrin bằng cách giống như một enzym làm chắc thêm các cầu nối hydro giữa các chuỗi polypeptid và các cầu disulfit.) Yếu tố XIII bị thiếu khi mắc bệnh gan. Nếu thiếu do bẩm sinh có thể gây xuất huyết ở cuống rốn khi sơ sinh. Trang 7 2.1. Giai đoạn hình thành prothrombinase: Sự hình thành phức hợp prothrombinase theo hai cơ chế ngoại sinh và nội sinh. Cơ chế ngoại sinh xuất hiện nếu có chấn thương thành mạch hoặc các mô kế cận. Cơ chế nội sinh xuất hiện nếu có chấn thương máu hoặc máu lấy ra ngoài cơ thể từ lòng mạch. Trong cả hai cơ chế nội sinh và ngoại sinh có một loạt protein huyết tương (đặc biệt là a2globulin) đóng vai trò rất quan trọng, đó là các yếu tố gây đông máu của huyết tương. Hầu hết các yếu tố này là các enzym ở dạng không hoạt động. Khi chuyển thành hoạt động, chúng gây ra các phản ứng hoá sinh liên tiếp nhau của quá trình đông máu. 1.1.1. Ngoại sinh: Trang 8 Mô bị tổn thương giải phóng yếu tố III, phospholipid từ màng tế bào mô. Yếu tố X được hoạt hoá (Xa) nhờ yếu tố III, yếu tố VIIa (yếu tố VII được hoạt hoá nhờ yếu tố III), ion Ca++ và phospholipid. Sự hình thành phức hợp prothrombinase từ yếu tố Xa có sự tham gia của yếu tố Va (yếu tố V được hoạt hoá nhờ thrombin), ion Ca++ và phospholipid. Yếu tố Va làm tăng hoạt tính của yếu tố Xa. Phospholipid đóng vai trò là chất nền còn ion Ca++ làm cầu nối giữa các yếu tố. Thrombin trong trường hợp này có tác dụng điều hoà. 2.1.2. Nội sinh: Trang 9 Máu bị chấn thương, máu tiếp xúc với collagen hoặc bề mặt vật lạ thì làm hoạt hoá yếu tố XII và giải phóng phospholipid tiểu cầu. Yếu tố XIIa chuyển yếu tố XI thành yếu tố XIa (có sự tham gia của yếu tố Fletcher và Fitzgerald). Yếu tố XIa chuyển yếu IX thành yếu tố IXa (có sự tham gia của yếu tố tiểu cầu). Yếu tố X được hoạt hoá có sự tham gia của yếu tố VIIIa (yếu tố VIII được hoạt nhờ thrombin), yếu tố IXa, ion Ca++ và phospholipid. Sự hình thành phức hợp prothrombinase từ yếu tố Xa có sự tham gia của phospholipid, yếu tố Va(yếu tố V được hoạt hoá nhờ thrombin) và ion Ca++. Sự hình thành phức hợp prothrombinase theo cơ chế nội sinh chậm hơn rất nhiều (16 phút) so với cơ chế ngoại sinh (15 giây). Prothrombinase được hình thành từ cơ chế nội sinh hoặc ngoại sinh hoặc đồng thời cả hai cơ chế nội sinh và ngoại sinh. Điều này chứng tỏ hoạt tính của prothrombinase là phụ thuộc vào sự hoạt hoá của các yếu tố tham gia vào quá trình này So sánh nội sinh và ngoại sinh: Yếu tố so sánh Đông máu nội sinh Đông máu ngoại sinh Yếu tố khởi động yếu tố XII và tiểu cầu và collagen thành mạch Tromboplastin Tốc độ chậm, thường từ 16 phút Một khi được phát động thì có tính chất bùng nổ, chỉ bị giới hạn bởi lượng tromboplastin có trong mô chấn thương và các yếu tố X, VII, V trong máu. Đông máu con đường này có thể chỉ cần 15 Trang 10 2.2. Giai đoạn hình thành thrombin: Prothrombin (yếu tố II) do gan sản xuất, vào huyết tương ở dạng không hoạt động. Ở giai đoạn tiếp theo này, nó được chuyển thành thrombin hoạt động với sự tham gia của một số yếu tố. Có thể tóm tắt giai đoạn này bằng sơ đồ: Như vậy, thông qua thromboplastin và một số yếu tố khác đã hình thành một enzyme Prothrombinase. Đến lượt mình enzym này tham gia tạo thành thrombin hoạt động. 2.3. Giai đoạn hình thành fibrin: Thrombin hoạt động hình thành ở giai đoạn II tham gia chuyển fibrinogen hoà tan trong huyết tương thành dạng sợi fibrin không hoà tan. Quá trình có sự tham gia tích cực của một số yếu tố khác. Có thể tóm tắt giai đoạn này bằng sơ đồ: Trang 11 Thrombin sau khi được hình thành đã chuyển fibrinogen thành fibrin đơn phân. Các fibrin đơn phân tự trùng hợp thành fibrin ở dạng sợi. Một mạng lưới fibrin đã hình thành và được ổn định nhờ yếu tố XIII. Giai đoạn này cũng có sự tham gia của ion Ca++. Các tế bào máu được giữ lại trên lưới fibrin và tạo nên cục máu đông. Chính mạng lưới này dính vào vị trí tổn thương của thành mạch để ngăn cản sự chảy máu. Bản chất của máu đông là hình thành lưới fibrin từ fibrinogen nhờ thrombin. Chính vì vậy các nhà ngoại khoa đã sử dụng thrombin (dạng tấm, gạc hoặc bột...) để cầm máu khi phẫu thuật, đặc biệt là cầm máu các xương xốp. Khi sợi fibrin hình thành, chúng kết thành mạng lưới và giữ các tế bào máu trong đó tạo thành cục máu (bợn máu) bịt kín vết thương để cầm máu. Sau khi cục máu hình thành một thời gian, sẽ co lại và trên mặt cục máu đông có dịch trong, màu vàng nhạt gọi là huyết thanh. Huyết thanh là huyết tương không có fibrinogen và một số yếu tố đông máu khác. Trong huyết thanh có nhiều thrombin, khi nhỏ huyết thanh này vào máu khác sẽ gây đông rất nhanh. Cục máu sau một thời gian từ vài giờ đến vài ngày sẽ tan. Sở dĩ vậy vì trong huyết tương còn có plasminogen. Giai đoạn đầu plasminogen ở dạng không hoạt động, về sau chuyển thành dạng hoạt động plasmin. Plasmin có tác dụng phân hủy các protein như fibrin, fibrinopeptid, prothrombin (cắt cầu nối argininlisin), do đó cục máu đông bị tan ra. Trang 12 Tại sao cơ thể lại có cơ chế đông máu: Khi người ta bị thương, máu ở các vết thương nhanh chóng đông cứng lại. Thử nghĩ nếu như máu không đông thì tình hình sẽ ra sao? Máu chiếm tỉ lệ 8% trọng lượng cơ thể của con người. Nếu như bạn cân nặng 30 kg thì có 2,4 kg máu. Vì vậy nếu máu không ngừng chảy thì sẽ nguy hiểm đến tính mạng của chúng ta. Khi người ta bị trọng thương hoặc trải qua một cuộc phẫu thuật lớn, nếu mất quá nhiều máu thì nhất định phải truyền bổ sung thêm máu. Trong cơ thể người có một loại tổ chức làm ngừng chảy máu một cách tự nhiên. Đó là một tổ chức làm đông máu, cách làm đông máu tự nhiên này như sau: Khi máu chảy ra ngoài huyết quản thì tổ chức làm cho đông máu bắt đầu hoạt động, làm cho máu ở dạng dung dịch chuyển sang dạng keo, sợi (sợi huyết). Dạng keo sợi này là nhân tố lấp lại chỗ bị thủng của mạch máu làm cho máu không chảy ra nữa. Quá trình đông máu rất phức tạp. Chúng ta cần lưu ý một điều ở đây là nếu chỉ thiếu một chất trong 13 loại chất tham gia quá trình đông máu tự nhiên này là 8(e) thì máu cũng không đông hay là bệnh “máu không đông” là bệnh rất nguy hiểm cho tính mạng con người. Có một điều cần lưu ý là: quá trình đông máu tự nhiên này cần phải có một yếu tố hết sức quan trọng đó là sự va chạm của dòng máu vào các vật. Nếu không có quá trình đông máu thì cơ thể chúng ta (và sinh vật có tuần hoàn nói chung) không thể tồn tại được. Song nếu không có quá trình chống đông thì đông máu sẽ lan tràn từ mạch máu này sang mạch máu khác và tuần hoàn cũng ngừng trệ. Hệ đông máu và cơ chế chống đông là một hệ thống kín – đó là hai quá trình rất đặc sắc mang nhiều tính chất bảo vệ cơ thể. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình đông máu : Suy gan có ảnh hưởng đến quá trình đông máu do suy gan dẫn đến tình trạng không sản xuất các yếu tố đông máu. Trang 13 Thiếu Vitamin có vai trò giúp sản xuất tiển protein, dẫn đến tình trạng máu khó đông Rối loạn tiểu cầu, tiểu cầu có nguồn gốc từ tủy xương, tích điện âm rất mạnh, số lượng tiểu cầu trong máu là 150.000300.000mm3, do đó suy giảm tiểu cầu vè mặt số lượng, chất lượng sẽ gây ra bệnh chảy máu. Bình thường tiểu cầu trôi tự do theo dòng máu, khi mạch máu bị đứt, những sợi collagen ở dưới lớp biểu mô và tiểu cầu kết dình tụ lại chỗ mạch đứt ( do thành mạch mất điện tích âm, không đẩy tiểu cầu đi nữa). Tiếp đó những tiểu cầu đang lưu thong sẽ kết tụ vào đó và kéo theo sự kết tụ lớp thứ ba, thừ tư,….cho đến khi hình thành nút tiểu cầu (còn gọi là cầm máu) bịt kín chỗ tổn thương. Thừa Canxi, canxi cần cho quá trình đông máu với một lượng rất ít, cho nên thiếu canxi vừa ít khi gây rối loạn cho đông máu. Song nếu máu chống đông bằng citrate, oxalate, …mà được truyền nhiều, canxi kết hợp với những yếu tố này sẽ ảnh hưởng đến đông máu. Trong một số bệnh như tăng globulin hoặc loạn globulin huyết, canxi sẽ kết hợp với các globulin lạ làm giảm canxi ảnh hưởng đến đông máu. III. VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA PROTEIN ĐÔNG MÁU 3. 1. Vai trò: Hình thành mạng lưới fibrin giúp ngăn chặn việc máu thoát ra ngoài khi tế bào mô bị tổn thương. 3.2. Ý nghĩa: Giúp cơ thể tự bảo vệ, chống mất máu khi bị thương. Đông máu là phản ứng bảo vệ, giữ cho cơ thể khỏi bị mất máu khi bị thương. Hiện tượng đông máu chỉ xảy ra ở nơi mạch máu bị tổn thương. Máu chảy trong mạch không bị đông là do bề mặt bên trong thành mạch máu trơn nhẵn, tiểu cầu không bị vỡ, và do đó không có tromboplastin nội sinh tham gia quá trình đông máu, đồng thời các tế bào lót thành mạch máu có khả năng tiết ra chất chống đông máu tự nhiên. Trang 14 Bản chất của quá trình đông máu là một loạt những phản ứng hoá học, mà kết quả của phản ứng này là chất hoạt hoá cho phản ứng sau, cuối cùng hình thành sợi tơ huyết. Các sợi tơ huyết đan xen vào nhau thành tấm lưới, giữ lấy các tế bào máu, tạo thành cục máu nhỏ bít kín vết thương.