Bài giảng chuyên đề sinh lý học sinh lý của tiểu cầu, bạch cầu và hồng cầu

BÀI GIẢNG CHUYÊN ĐỀ: SINH LÝ HỌC: SINH LÝ CỦA TIỂU CẦU, BẠCH CẦU VÀ HỒNG CẦU MỤC TIÊU CHUYÊN ĐỀ: Sau học xong chuyên đề “Sinh lý học: Sinh lý Tiểu cầu, Bạch cầu Hồng cầu”, người học nắm kiến thức có liên quan như: Đời sống, cấu trúc, chức năng, vai trò tiểu cầu; Hính dáng số lượng, phân loại, đời sống, đặc tính, sức bền, tốc độ lắng, Hồng cầu Bạch cầu NỘI DUNG I SINH LÝ CỦA TIỂU CẦU Tiểu cầu tế bào máu nhỏ nhất, khơng có nhân, đường kính 3-4m, sản xuất từ nguyên mẫu tiểu cầu tuỷ xương Số lượng tiểu cầu lưu hành máu ngoại vi khoảng 150-400 G/l Nguyên mẫu tiểu cầu bắt nguồn từ tế bào nguồn dòng tủy (CFU-GEMM), tế bào gốc sinh máu tạo nên Mỗi mẫu tiểu cầu tạo 3000 tiểu cầu Đời sống tiểu cầu Tiểu cầu có đời sống ngắn, khoảng từ 8-14 ngày Với điều kiện lắc liên tục thể nhiệt độ phịng lưu giữ tiểu cầu khoảng ngày Cấu trúc tiểu cầu Tiểu cầu có kích thước 2-4mm, thể tích 7-8mm3 Bình thường có 150300 x 109 tiểu cầu lít máu ngoại vi Quan sát kính hiển vi điện tử cho thấy tiểu cầu có siêu cấu trúc phức tạp gồm lớp màng, hạt, hệ thống vi ống, hệ thống kênh mở 2.1 Màng tiểu cầu Gồm lớp lipid kép bao quanh tiểu cầu, glycoprotein quan trọng, đóng vai trị receptor bề mặt, nơi diễn số hoạt động đông máu tiểu cầu Các thành phần quan trọng màng tiểu cầu: Glycoprotein Ib (GpIb): protein xuyên màng có nhiệm vụ liên kết với yếu tố Von-Willebrand (wWF) giúp cho tiểu cầu dính bám vào collagen Glycoprotein IIb/IIIa (GpIIb/IIIa): protein màng, hoạt động phụ thuộc vào ion Ca, có nhiệm vụ liên kết với fibrinogen, giúp cho tiểu cầu ngưng tập với tạo thành đinh cầm máu 2.2 Hệ thống vi ống vi sợi - Vi ống: Nằm cạnh màng tiểu cầu tạo nên khung đỡ tham gia vào hoạt động co rút tiểu cầu bị kích thích - Vi sợi: gốm sợi actin, liên hệ chặt chẽ với vi ống tham gia vào hoạt động tạo giả túc tiểu cầu 2.3 Hệ thống ống dày đặc Hệ thống ống dày đặc gắn với Canxi lưỡng cực cách chọn lọc đóng vai trị kho dự trữ canxi tiểu cầu Đây nơi tổng hợp men cyclooxygenase prostaglandin tiểu cầu 2.4 Hệ thống hạt đặc hiệu - Các hạt đặc: hạt dày đặc điện tử, chứa nhiều ADP, canxi, serotonin nucleotid khác Các chất giải phóng tiểu cầu bị kích thích tăng cường độ ngưng tập tiểu cầu - Các hạt a: chứa nhiều loại protein khác là: yếu tố phát triển tiểu cầu (platelet derived growth factor - PDGF), fibrinogen, yếu tố V, vWF nhiều protein quan trọng giúp cho tượng dính tiểu cầu thrombospondin, fibronectin 2.5 Hệ thống kênh mở Gồm kênh mở vào tiểu cầu khơng bào làm tăng diện tích bề mặt tiểu cầu, hạt tiểu cầu phóng thích chất qua hệ thống kênh Chức tiểu cầu Chức tiểu cầu làm vững bền mạch máu, tạo nút cầm máu ban đầu tham gia vào q trình đơng máu huyết tương Tiểu cầu thực chức nhờ đặc tính sau: 3.1 Chức dính bám Bình thường tiểu cầu khơng dính vào thành mạch (có thể prostaglandin gây ức chế dính tiểu cầu) Khi thành mạch tổn thương tiểu cầu hoạt hố dính vào nơi tổn thương Tiểu cầu cịn dính vào bề mặt lạ thuỷ tinh, lam kính Các thành phần tham gia vào tượng dính: + Collagen: chất quan trọng để tiểu cầu bám dính, kích thích tiểu cầu ngưng tập Collagen tồn vùng gian bào mạch máu + GPIb: giúp cho hoạt động chức dính + vWF: gắn với tiểu cầu qua GPIb cầu nối tiểu cầu với lớp nội mô bị tổn thương + Các yếu tố khác bao gồm: fibronectin, thrombospondin, ion Ca 3.2 Chức ngưng tập tiểu cầu Đây tượng tiểu cầu dính với thành đám (nút tiểu cầu) Hiện tượng dính hoạt hố tiểu cầu, tạo điều kiện cho tượng ngưng tập (aggregation) xảy Một số chất có khả gây ngưng tập tiểu cầu là: ADP, thrombin, adrenalin, serotonin, acid arachidonic, thromboxan A2, collagen, ristocetin , ADP đóng vai trị quan trọng Cơ chế ngưng tập qua trung gian liên kết fibrinogenGPIIb/GPIIIa hoạt hố có mặt lớp ngồi bào tương 3.3 Chức phóng thích chất tiểu cầu Sau tượng ngưng tập, tiểu cầu thay đổi hình dạng: phồng to, trải rộng, kết dính, ngưng tập, hình thành chân giả, hạt, co lại ) phóng thích chất chứa bên tiểu cầu ADP, serotonin, fibrinogen, men lysosome, b -thromboglobulin, heparin nhiều loại men khác Hiện tượng có tham gia thrombin, collagen có tiêu hao lượng Đây tượng có ý nghĩa vô quan trọng việc tham gia hình thành đinh cầm máu thành mạch bị tổn thương Vai trị tiểu cầu đơng cầm máu 4.1 Vai trị bảo vệ nội mơ Tiểu cầu cần thiết cho toàn vẹn mạch máu nhờ khả làm non hoá tế bào nội mạch củng cố màng nội mạch thông qua hoạt động yếu tố tăng trưởng nội mạc nguồn gốc từ tiểu cầu 4.2 Tham gia vào trình cầm máu Nhờ có khả kết dính, ngưng tập phóng thích chất mà tiểu cầu tham gia tích cực vào trình cầm máu kỳ đầu 4.3 Tham gia vào q trình đơng máu Tiểu cầu đóng vai trị quan trọng q trình đơng máu thông qua số tượng sau: - Ngay sau có tượng dính, ngưng tập để khởi động q trình cầm máu có q trình hoạt hoá màng tiểu cầu để chuyển yếu tố XI thành XIa - Tiểu cầu cung cấp bề mặt điện tích âm tạo thuận lợi cho việc hoạt hoá yếu tố XI nhờ kallikrein HMWK, bước dịng thác đơng máu - Sau có tượng thay hình đổi dạng, tiểu cầu phóng thích chất có yếu tố tiểu cầu, yếu tố có vai trị quan trọng hình thành phức hợp prothrombinase gồm Xa, Va, ion Ca phospholipid (yếu tố tiểu cầu) - Tiểu cầu gắn với yếu tố Xa làm tăng đáng kể tốc độ hoạt hoá prothrombin yếu tố Xa - Ngồi tiểu cầu cịn liên quan đáng kể đến đông máu qua phức hệ yếu tố VIII làm ổn định hoạt tính đơng máu yếu tố II SINH LÝ CỦA BẠCH CẦU Hình dáng số lượng Bạch cầu tế bào có nhân, hình dáng kích thước khác tuỳ loại Bạch cầu lưu thông máu, mà cịn có mặt nhiều nơi thể: bạch huyết, dịch não tuỷ, hạch bạch huyết, tổ chức liên kết Thành phần bạch cầu phức tạp, gồm nhiều chất hữu vô Bào tương bạch cầu chứa nhiều sắt, calci, lipid (cholesterol, triglycerid acid béo) Các lipid liên quan tới vai trò chống nhiễm trùng bạch cầu Bạch cầu chứa nhiều lipid xem tiên lượng tốt chống nhiễm trùng (Boyd,1973) bạch cầu cịn có nhiều acid ascorbic, hạt glycogen Hạt glycogen nhiều lên q trình tiêu hố mắc bệnh đái tháo đường Bạch cầu có hệ thống enzym phong phú (oxydase, peroxydase, catalase, lipase, amylase) số chất diệt khuẩn Trên màng tế bào bạch cầu có nhiều thụ thể liên quan tới chức bạch cầu Dựa vào thụ thể này, nhờ kỹ thuật đại, ta phân loại bạch cầu theo dõi giai đoạn phát triển bạch cầu Trên bề mặt lympho bào có hệ thống kháng nguyên phù hợp tổ chức Mặc dù số kháng ngun có mặt tế bào nhiều mơ, chúng lại bị phát dễ dàng lympho bào Do tất kháng nguyên phù hợp tổ chức chủ yếu người ký hiệu HLA (humanlymphocyt antigen) Tất HLA hợp thành hệ thống kháng nguyên phù hợp tổ chức người, gọi hệ thống HLA, chia thành nhóm Nhóm HLA-A, nhóm HLA-B, nhóm HLA-C, nhóm HLA-D nhóm HLA-DR Dưới nhóm có nhiều phân nhóm đặt tên Hệ thống kháng nguyên HLA di truyền có ý nghĩa đáp ứng miễn dịch thải ghép Trong 1lít máu ngoại vi có 7,0 x 109 bạch cầu (đối với nam) 6,2 x109 bạch cầu (đối với nữ), nhìn chung vào khoảng 5,0 x 109 đến 9,0 x 109 bạch cầu (đối với người trưởng thành) Trẻ sơ sinh có số lượng bạch cầu cao: 20,0 x109 bạch cầu/1lít máu ngoại vi Lúc tuổi cịn 10,0 x 109bạch cầu/1lit máu Từ 12 tuổi trở số lượng bạch cầu trở ổn định người trưởng thành Số lượng bạch cầu tăng lên ăn uống, lao động thể lực, tháng cuối thời kỳ mang thai, sau đẻ Đặc biệt số lượng bạch cầu tăng lên nhiễm khuẩn, bệnh bạch cầu Một số hormon số tinh chất mô làm tăng số lượng bạch cầu như: hormon tuyến giáp, adrenalin, estrogen, tinh chất gan, tinh chất lách, tuỷ xương Số lượng bạch cầu giảm bị lạnh, bị đói, già yếu, suy nhược tuỷ, nhiễm virus, nhiễm độc, nhiễm trùng nặng, điều trị hormon corticoid, insulin kéo dài Phân loại Về mặt đại thể, với kỹ thuật kinh điển, dựa vào hình dáng, kích thước tế bào, hình dáng nhân, bắt màu hạt bào tương Ngày nhờ kỹ thuật đại phát thụ thể bề mặt tế bào bạch cầu v.v ; người ta phân loại bạch cầu thành bạch cầu hạt (bạch cầu đa nhân) bạch cầu không hạt (bạch cầu đơn nhân) Bạch cầu đa nhân chia làm loại: trung tính, ưa acid base Bạch cầu đơn nhân chia làm loại: monocyt lymphocyt Ở người bình thường, tỷ lệ bạch cầu máu ngoại vi sau: Bạch cầu hạt ưa acid (E): 2,3% Bạch cầu hạt ưa base (B): 0,4% Bạch cầu monocyt (M) : 5,3% Bạch cầu hạt trung tính (N): 62,0% Bạch cầu lymphocyt (L): 30,0% Các nhà lâm sàng thường gọi tỷ lệ % loại bạch cầu máu ngoại vi công thức bạch cầu phổ thông Công thức thay đổi ăn uống, lao động, có kinh nguyệt, có thai tháng, đẻ Trẻ sơ sinh có tới 70% bạch cầu đa nhân, từ tháng thứ trở 35% bạch cầu đa nhân (lúc chủ yếu lympho bào) Công thức bạch cầu dần ổn định đến sau tuổi dậy người trưởng thành Ngày nhờ kỹ thuật cao phân loại bạch cầu cách chi tiết với mục đích tìm hiểu chức loại bạch cầu phục vụ cho nghiên cứu khoa học, chẩn đoán điều trị Tuy việc xác định công thức bạch cầu phổ thông số lượng bạch cầu coi xét nghiệm thường quy bệnh viện cịn giá trị thực tiễn Đồng thời với xác định giá trị tương đối (là tỷ lệ % bạch cầu), nhà lâm sàng xác định giá trị tuyệt đối (số lượng loại bạch cầu có 1lít máu) Chỉ số cần cho tiên lượng bệnh Bạch cầu đa nhân trung tính (N) tăng >70% trường hợp nhiễm khuẩn cấp, trình làm mủ, viêm tĩnh mạch, nghẽn mạch, nhồi máu tim, nhồi máu phổi Nó cịn tăng co giật động kinh, đưa protein vào thể, chảy máu phúc mạc nhẹ Đồng thời với N tăng cịn có bạch cầu đũa (stab) tăng - Bạch cầu đa nhân trung tính giảm 34% Hồng cầu thức khơng có nhân xun mạch rời bỏ tuỷ xương vào hệ tuần hoàn chung Hồng cầu lưới có khả vào máu hồng cầu trưởng thành tỷ lệ thấp chiếm 1% tổng số lượng hồng cầu máu ngoại vi, khoảng 1-2 ngày sau hồng cầu lưới trở thành hồng cầu trưởng thành Hồng cầu sống máu khoảng 120 ngày (người da trắng), gần 120 ngày (người Việt) Hệ thống enzym nội bào hồng cầu luôn tổng hợp ATP từ glucose để trì tính đàn hồi màng tế bào, trì vận chuyển ion qua màng, giữ cho sắt ln ln có hố trị 2, đồng thời ngăn cản oxy hoá protein hồng cầu Trong trình sống, hệ thống enzym giảm dần, hồng cầu già cỗi, màng hồng cầu bền dễ vỡ 21 Một phần hồng cầu tự huỷ máu, đại phận hồng cầu bị huỷ tổ chức võng - nội mô lách, gan, tuỷ xương Hemoglobin giải phóng bị thực bào đại thực bào lách, gan, tuỷ xương Đại thực bào giải phóng sắt vào máu vận chuyển dạng ferritin Phần porphyrin hem đại thực bào chuyển thành sắc tố bilirubin giải phóng vào máu, qua gan để tiết theo mật 4.2 Các nguyên liệu cần thiết cho trình sinh hồng cầu Để tạo thành hồng cầu, thể có hai trình song song: tạo thành tế bào hồng cầu tổng hợp hemoglobin Đây q trình phức tạp, địi hỏi nhiều ngun liệu protein, cholin, thymidin, acid nicotinic, thiamin, pyridoxin, acid folic, vitamin B12, Fe++, nhiều enzym chất xúc tác cho trình tổng hợp Vitamin B12 acid folic cần cho trình tổng hợp thymidintriphosphat, thành phần quan trọng DNA Thiếu vitamin B12 acid folic làm giảm DNA, tế bào không phân chia không trưởng thành được.Lúc ngun hồng cầu tuỷ xương có kích thước lớn bình thường, gọi nguyên bào khổng lồ Tế bào to lượng DNA khơng đủ lượng RNA lại tăng dần lên bình thường, tế bào tăng tổng hợp hemoglobin bào quan nhiều Các hồng cầu trưởng thành có hình bầu dục khơng đều, màng mỏng đời sống ngắn (chỉ 1/3 - 1/2 thời gian hồng cầu bình thường) Vitamin B12 qua đường tiêu hoá kết hợp với yếu tố nội (tế bào viền tuyến dày tiết) Phức hợp gắn vào receptor màng tế bào niêm mạc hồi tràng vitamin B12 hấp thu theo chế ẩm bào Vitamin B12 vào máu, dự trữ gan Nhu cầu vitamin B12 - mg/24h Trong dự 22 trữ vitamin B12 gan gấp 1000 lần nhu cầu thể ngày Thành phần thứ hai không phần quan trọng sắt Sắt hấp thu theo đường tiêu hoá vào máu Trong máu, sắt kết hợp với globulin apotransferrin để tạo thành transferrin vận chuyển huyết tương (vì sắt liên kết với globulin lỏng lẻo) Sắt vận chuyển tới mô đặc biệt: tổ chức võng - nội mô gan Tại đây, sắt giải phóng tế bào hấp thu Trong bào tương, sắt kết hợp với protein apoferritin để tạo thành ferritin dạng dự trữ sắt Một lượng nhỏ sắt dự trữ dạng hemosiderin tế bào Đặc tính transferrin gắn mạnh với receptor màng tế bào nguyên hồng cầu Trong tế bào, transferrin giải phóng sắt vào ty lạp thể Tại diễn trình tổng hợp hem Mỗi ngày người trưởng thành cần 1mg sắt Phụ nữ cần sắt nhiều gấp đôi so với nam giới bị máu qua máu kinh nguyệt Sắt bị thải hàng ngày qua phân mồ hôi Sắt hấp thu ruột nhờ apoferritin gan sản xuất, tiết theo mật vào tá tràng Apoferritin gắn với sắt tự với sắt hemoglobin, myoglobin để tạo thành transferrin.Transferrin gắn vào receptor tế bào niêm mạc ruột, vào máu Sắt hấp thu chậm ít, sắt ăn vào theo thức ăn nhiều Khi apoferritin thể bão hồ sắt transferrin khơng giải phóng sắt cho mơ khơng nhận sắt từ ruột, hấp thu sắt bị ngừng lại Khi thể thừa sắt, gan giảm sản xuất apoferritin làm cho apoferritin máu mật giảm làm giảm hấp thu sắt Trong trường hợp ăn nhiều sắt, sắt vào máu nhiều dẫn đến lắng đọng hemosiderin tế bào võng - nội mô, gây độc hại cho tế bào 23 4.3 Sự điều hoà trình sinh hồng cầu Số lượng hồng cầu máu ngoại vi điều hoà định nhằm cung cấp đủ oxy cho tế bào hoạt động Sự tăng trưởng sinh sản tế bào gốc kiểm sốt protein kích thích tăng trưởng, ví dụ interleukin Các tế bào gốc biệt hoá đến lượt lại chịu kích thích tăng trưởng chất gây biệt hoá, mà chất lại nhiều quan thận, gan sản xuất chúng bị thiếu oxy Bệnh nhân bị thiếu máu máu, bị giảm chức tuỷ xương bị chiếu xạ, người sống vùng núi cao có nồng độ oxy khơng khí thấp bình thường, bệnh nhân bị suy tim, bệnh phổi có giảm trao đổi khí phổi gây thiếu oxy mô làm cho q trình oxy hố mơ bị giảm Khi mô bị thiếu oxy chúng sản xuất erythropoietin Erythropoietin glucoprotein có TLPT 34000 Bình thường 80-90% erythropoietin thận sản xuất, lại gan sản xuất Một số mô khác sản xuất erythropoietin, khơng đáng kể Vì gặp bệnh nhân thiếu máu suy thận mãn tính Khi thận gan thiếu oxy, erythropoietin sản xuất sau vài phút sau vài Erythropoietin thận sản xuất dạng chưa hoạt động gọi erythogenin Nhờ kết hợp với globulin (do gan sản xuất) erythogenin chuyển thành erythropoietin hoạt động Erythropoietin có tác dụng: kích thích q trình chuyển C.P.U.E thành tiền nguyên hồng cầu kích thích chuyển nhanh hồng cầu non thành hồng cầu trưởng thành 24 Sức bền hồng cầu Màng hồng cầu màng bán thấm Nước qua màng hồng cầu áp xuất thẩm thấu bên bên hồng cầu khác Người ta xác định sức bền hồng cầu dung dịch muối NaCl nhược trương có nồng độ khác từ 0,02% ( phương pháp Hamberger) Hồng cầu dung dịch muối NaCl nhược trương bị trương to lên vỡ nước từ dung dịch muối vào hồng cầu.Khi hồng cầu vỡ, hemoglobin giải phóng vào dung dịch làm cho có màu hồng Một số hồng cầu bắt đầu vỡ dung dịch muối NaCl nhược trương 0,44% Nồng độ muối NaCl 0,44% gọi sức bền tối thiểu hồng cầu Toàn hồng cầu vỡ hết dung dịch NaCl nhược trương 0,34% Nồng độ muối NaCl 0,34% gọi sức bền tối đa hồng cầu Sức bền hồng cầu giảm bệnh vàng da huỷ huyết, tăng lên sau cắt lách Tốc độ lắng hồng cầu Máu chống đông, đặt ống nghiệm, hồng cầu lắng xuống dưới, huyết tương lên Điều xảy tỷ trọng hồng cầu (1,097) cao tỷ trọng huyết tương (1,028) Khi có q trình viêm diễn thể làm hàm lượng protein máu thay đổi, cân điện tích protein huyết tương thay đổi, điện tích màng hồng cầu bị biến đổi theo, hồng cầu dễ dính lại với làm cho lắng nhanh Như tốc độ lắng máu cao trình viêm diễn thể mạnh Chỉ số tốc độ lắng hồng cầu chiều cao cột huyết tương tính mm 1h, 2h 24h 25 Hemoglobin 7.1 Cấu trúc Hemoglobin Hemoglobin (Hb) protein màu, phức tạp thuộc nhóm chromoproteid màu đỏ, có nhóm ngoại hem Hb thành phần chủ yếu hồng cầu, chiếm 28% tương ứng với 14,6g 100 ml máu TLPT Hb 64.458 Hb gồm phần: hem globin Mỗi phân tử Hb có hem globin Nó tạo thành từ đơn vị Mỗi đơn vị hem kết hợp với globin Globin có cấu trúc chuỗi polypeptid Ở người lớn, chuỗi polypeptid giống đôi một: chuỗi a chuỗi b Các đơn vị liên kết với liên kết yếu: liên kết ion, liên kết hydro, tạo nên cấu trúc bậc phân tử Hb Ở chuỗi polypeptid đơn vị có hốc chứa hem Trung tâm phân tử Hb có hốc rỗng gọi hốc trung tâm Hốc trung tâm tiếp nhận phân tử 2,3 diphosphoglycerat (2,3 DPG) kết hợp hốc trung tâm với 2,3 DPG có vai trị điều hoà lực Hb với 0xy Thành phần thứ Hb hem Sắc tố hem thuộc loại porphyrin chất có khả kết hợp với nguyên tử kim loại Hem người porotophyrin IX kết hợp với Fe++ Hem có nhân pyrol liên kết với cầu nối menten (-CH=) Vòng porphyrin có gắn gốc metyl (-CH3) vị trí 1, 3, 5, 8; gốc vinyl (-CH=CH2) vị trí 2,4; gốc propionyl (CH2 - CH2 - COOH) vị trí 6,7 Fe++ gắn với đỉnh phía nhân pyrol hai liên kết đồng hoá trị hai liên kết phối trí với globin qua gốc histidin Porphyrin phổ biến giới sinh vật Porphyrin kết hợp với Mg++ tạo thành chất diệp lục thực vật 26 Hem kết hợp với nhiều chất khác Nếu hem kết hợp với globin tạo thành Hb Nếu hem kết hợp với albumin, NH3, pyridin, nicotin tạo nên chất gọi hemochromogen Hem phản ứng với NaCl môi trường acid tạo chloruahem (hemin) Phản ứng sử dụng pháp y 7.2 Các loại hemoglobin người Hemogobin khác phần cấu tạo globin Hb thai nhi HbF Globin HbF gồm hai chuỗi a hai chuỗi g Hb người lớn HbA Globin HbA gồm hai chuỗi a hai chuỗi b (vị trí thứ chuỗi b glutamin thay threonin chuỗi g) Hb bệnh nhân mắc bệnh thiếu máu có hồng cầu hình lưỡi liềm HbS (HbB) vị trí thứ chuối b valin thay glutamin Loại hồng cầu dễ vỡ qua mao mạch nhỏ HbC HbD Hb bình thường gặp số chủng tộc người Châu Phi Có nhiều phương pháp định lượng Hb, kể phương pháp không chảy máu Bình thường người Việt có Hb 14,6g (đối với nam) 13,3g (đối với nữ) 100ml máu Đếm số lượng hồng cầu định lượng Hb xét nghiệm quan trọng đánh giá thiếu máu, thiếu máu đẳng sắc (giá trị hồng cầu =1), thiếu máu ưu sắc (giá trị hồng cầu >1) thiếu máu nhược sắc (giá trị hồng cầu