- Chức năng vận chuyển khí + Vận chuyển khí oxy
Hồng cầu vận chuyển oxy từ phổi đến tổ chức nhờ phản ứng sau : Hb + O
2 ⇔ HbO
2 (oxyhemoglobin) Trong đĩ oxy được gắn lỏng lẻo với ion Fe
++
. Ðây là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp oxy quyết định. Trong phân tử Hb, oxy khơng bị ion hố mà nĩ được vận chuyển dưới dạng phân tử O
2. HbO
28
Hình : Vận chuyển oxy
* Khi hít phải khơng khí nhiều CO (carbon monoxide), hemoglobin sẽ kết hợp CO để tạo ra carboxyhemoglobin theo phản ứng :
Hb + CO ⇒ HbCO
Ái lực của Hb đối với CO gấp 210 lần đối với oxy, vì vậy một khi đã kết hợp với CO thì Hb khơng cịn khả năng vận chuyển oxy nữa.
Dấu hiệu đầu tiên là da đỏ sáng, bệnh nhân rơi vào trạng thái kích thích, rồi buồn ngủ, hơn mê và tử vong.
Khí CO thường được sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu khơng hồn tồn. Ðiều trị bằng cách đưa bệnh nhân ra khỏi mơi trường nhiều CO, đồng thời cho thở oxy phân áp cao để tái tạo lại oxyhemoglobin. Lượng CO trong khơng khí là chỉ số đo mức độ ơ nhiễm mơi trường.
* Khi máu tiếp xúc với những thuốc hoặc hố chất cĩ tính oxy hố, ion Fe
++
trong nhân heme chuyển thành Fe
+++
và hemoglobin trở thành methemoglobin khơng cịn khả năng vận chuyển oxy. Methemoglobin khi hiện diện trong máu nhiều sẽ gây triệu chứng xanh tím. Tình trạng này xảy ra khi ngộ độc một số dẫn chất của anilin, sulfonamide, phenacetin, nitroglycerin, nitrate trong thực phẩm ...
+ Vận chuyển khí carbonic Hồng cầu vận chuyển CO
2 từ tổ chức về phổi theo phản ứng sau: Hb + CO
2 ⇔ HbCO
2 (carbaminohemoglobin) CO
2 được gắn với nhĩm NH
2 của globin. Ðây cũng là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp CO
2 quyết định. HbCO
2 cĩ màu đỏ thẫm, đặc trưng cho máu tĩnh mạch. Chỉ khoảng 20% CO
2 được vận chuyển dưới hình thức này, cịn lại là do muối kiềm của huyết tương vận chuyển. - Hemoglobin cĩ tính chất đệm. Hệ đệm hemoglobin là một trong các hệ đệm quan trọng của máu, đĩ là hệ đệm HHb/KHb và hệ đệm HHbCO
2/KHbO
2.
Các cơ quan và yếu tố tham gia quá trình tạo hồng cầu: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hồng cầu sinh ra ở tủy xương, nhưng một số các cơ quan cũng tham gia quá trình tạo hồng cầu:
29
+ Gan: tổng hợp các nhân pyrol từ nguyên liệu là glycocol, các nhân pyrol sẽ kết hợp tạo thành vòng porphyrin của phần heme.
Các giai đoạn sinh tổng hợp Hb
+ Tế bào viền của niêm mạc dạ dày tiết ra yếu tố nội, yếu tố này kết hợp với vitamin B12 tạo thành phức hợp, không bị tiêu hủy bởi men của bộ máy tiêu hóa, phức hợp này xuống ruột và vitamin B12 sẽ được hấp thu tại đây theo cơ chế ẩm bào. Vitamin B12 cần thiết cho quá trình tổng hợp thymidin triphosphate, một trong những thành phần quan trọng tạo DNA, nếu cơ thể thiếu B12 và axit folic hồng cấu không phân chia và không chín, làm tế bào nguyên hồng cầu trong tủy xương không tăng sinh nhanh, mà còn có kích thước lớn hơn bình thường, đời sống ngắn chỉ bằng 1/3 đời sống hồng cầu bình thường.
Bình thường vitamin B12 được dự trữ ở gan, sau đó được phóng thích theo nhu cầu của tủy xương và mô, nhu cầu ngày cần 1 microgram, gan chứa khoảng 1000 g vitamin B12.
Acid folic cũng cần thiết cho việc tạo DNA, RNA của tế bào, thiếu acid folic làm cho hồng cầu không trưởng thành, axit folic có nhiều trong rau xanh, hoa quả và thịt, rất dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao.
+ Sắt: trung bình trong cơ thể có khoảng 4g sắt, trong đó 65% tham gia tổng hợp Hb (tham gia vào quá trình tổng hợp hem), 30% dự trữ trong hệ thống võng nội mô, 4% trong myoglobin và 1% gắn với transferrin trong máu. Nhu cầu mỗi ngày 0,6 - 1mg, do lượng sắt
30
mất qua phân, mồ hôi, do chu kỳ kinh nguyệt ở phụ nữ. Sắt chủ yếu được hấp thu ở ruột non. Tại ruột non, sắt kết hợp với apoferritin, chất tải sắt qua hàng rào niêm mạc ruột, tạo ra transferrin. Transferrin gắn kết vào bộ phận tiếp nhận sắt trên màng biểu mô niêm mạc ruột và vận chuyển qua tế bào vào máu, transferrin sau khi vào máu được vận chuyển đến mô dự trữ, tại đây sẽ được đưa vào nội bào, và trong bào tương sắt kết hợp với một protein để hình thành ra ferritin, ferritin là dạng dự trữ sắt của cơ thể.
Bình thường số lượng hồng cầu trong máu chỉ thay đổi nhẹ, trong một phạm vi nhỏ, bất kỳ nguyên nhân nào gây thiếu oxy nuôi tổ chức như: thiếu máu số lượng hoặc chất lượng, bệnh lý liên quan đến cơ quan hô hấp. . ., đều kích thích quá trình sinh hồng cầu, nhờ kích tố erythropoietin, có tác dụng đẩy quá trình biệt hóa tế bao gốc thành tiền nguyên hồng cầu. Erythropoietin là một phân tử glycoprotein có trọng lượng phân tử 30.000 - 70.000.Bình thường 80% -90% erythropoietin được sản xuất ở thận, phần còn lại chũ yếu sản xuất ở gan. Những nguyên nhân gây thiếu oxy mô sẽ kích thích thận, gan sản xuất ra yếu tố này. Erythropoietin có vai trò kích hoạt sự phát triển quần thể hồng cầu trong tủy xương, làm chúng phát triển nhanh hơn.
31
Vai trò và các yếu tố ảnh hưởng quá trình sản xuất erythropoietin
Ngoài erythropoietine, còn có một số các hormone khác cũng có tác động trên quá trình sinh sản hồng cầu như androgen (nội tiết tố nam).
Đời sống trung bình của hồng cầu trong máu ngoại vi khoảng 100 –120 ngày. Hồng cầu già sẽ bị các đại thực bào trong tủy xương, gan, lách,thực bào, huyết cầu tố sẽ được phóng thích và sau đó chúng được tách thành hem và globine, globine chuyển hóa như những thành phần protein khác của cơ thể, sắt được tách từ hem vào huyết tương, và đuợc vận chuyển về tủy xương nhờ vào transferrine để tạo hồng cầu mới, hoặc được đưa tới gan, trong bào tương sắt sẽ liên kết với một protein , apoferritine có trọng lượng phân tử 460.000, hình thành ferritine và được dự trữ dưới dạng ferritine. Phần porphyrin của hem trong các đại thực bào sẽ được chuyển hóa thành biliverdin, sau đó nhanh chóng chuyển thành bilirubin tự do, bilirubin tự do sẽ kết hợp với albumin trong huyết tương và được vận chuyển đến gan, tại gan, khoảng 80%, bilirubin sẽ kết hợp với axit glycuronic thành bilirubin kết hợp, sau khi đã
32
giải phóng albumin trở lại máu. Ngoài bilirubin glycuronide, còn 10% sẽ kết hợp với sulfate hình thành bilirubin sulfate và 10% kết hợp với các chất khác. Cuối cùng bilirubin kết hợp sẽ được bài tiết vào ruột cùng chung với dịch mật tham gia vào hoạt động tiêu hóa.
Tại ruột, bilirubin kết hợp, dưới tác động vi khuẩn ở đây, sẽ chuyển thành urobilinogen. Sau đó được tái hấp thu vào máu, có khoảng 5% được bài tiết qua thận. Nước tiểu sau khi ra môi trường sẽ bị oxy hóa, từ urobilinogen sẽ hình thành urobilin, tương tự cũng có một lượng nhỏ bilirubin được bài tiết trong phân hình thành chất stercobilinogen, sau khi ra ngoài stercobilinogen bi oxy hóa hình thành stercobilin tạo màu vàng của phân.
33
Sự chuyển hóa Fe sau khi hồng cầu thoái hoá
Ðời sống của hồng cầu
Ðời sống trung bình của hồng cầu trong máu ngoại vi là 120 ngày. Theo thời gian, màng hồng cầu sẽ mất dần tính mềm dẻo và cuối cùng hồng cầu sẽ vỡ khi đi qua các mao mạch nhỏ của lách. Hemoglobin phĩng thích ra từ hồng cầu vỡ sẽ bị thực bào bởi các đại thực bào cố định của gan, lách và tuỷ xương.
Ðại thực bào sẽ giải phĩng sắt vào máu. Sắt này cùng với sắt từ thức ăn do ruột non hấp thu, được vận chuyển dưới dạng transferrin đến tuỷ xương để tạo hồng cầu mới, hoặc đến gan và các mơ khác để dự trữ dưới dạng ferritin và hemosiderin.
Phần porphyrin của heme sẽ được chuyển hố qua nhiều giai đoạn trong đại thực bào để tạo thành sắc tố bilirubin, chất này được giải phĩng vào máu, đến gan rồi bài tiết vào mật. Sự chuyển hố của bilirubin sẽ được nghiên cứu kỹ trong chương tiêu hố.
Ngồi ra phần globin của hemoglobin được chuyển hố như các protein khác trong cơ thể tạo thành các acid amin, sau đĩ được sử dụng để tổng hợp các protein cho cơ thể.
34
C. Ứng dụng
1. Các nguồn tế bào gốc tạo máu sử dụng cho ghép (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ghép tế bào gốc tạo máu (thường gọi là ghép tủy xương) đã được áp dụng khoảng 30 năm gần đây để điều trị bệnh nhân bị tổn thương tạo máu tại tủy xương. Tổn thương này cĩ thể là nguyên phát, hoặc thứ phát sau hĩa trị hoặc xạ trị các bệnh máu và ung thư đặc. Hàng năm, cĩ hàng trăm nghìn bệnh nhân bệnh máu và ung thư đặc cĩ nhu cầu ghép tế bào gốc tạo máu. Tế bào gốc tạo máu được truyền vào đường tĩnh mạch bệnh nhân sẽ đến cư trú tại tủy xương và phục hồi khả năng tạo máu của tổ chức này.
- Trước kia, tế bào gốc tạo máu thường được thu hoạch từ tủy xương người cho bằng phương pháp chọc hút tại các gai chậu. Thủ thuật này khá nặng nề đối với người cho tủy và phức tạp trong sử lý dịch ghép. Trước khi truyền vào bệnh nhân, dịch ghép được loại bỏ bớt thành phần mỡ và dịch tế bào khơng cần thiết.
- Từ đầu những năm 1980, người ta thấy rằng tại máu ngoại vi cũng tồn tại một lượng nhỏ tế bào gốc tạo máu CD34. Một số thuốc như cyclophosphamide, cytarabin,... hoặc yếu tố kích thích tạo máu như G-CSF cĩ thể cĩ tác dụng huy động tế bào gốc tạo máu từ tủy xương và phĩng thích ra máu ngoại vi. Sử dụng các hệ thống máy tách tế bào tự động như CS-3000 Plus, COPE, Hemonetics... cĩ thể thu hoạch được một lượng lớn tế bào gốc này, đủ để thực hiện kỹ thuật ghép tế bào gốc tạo máu mà khơng cần đến dịch tủy xương. Phương pháp thu hoạch tế bào gốc từ máu ngoại vi là một tiến bộ lớn của kỹ thuật ghép tủy xương, làm cho kỹ thuật ghép tủy xương đồng loại trở lên thuận tiện và phổ biến hơn.
- Tuy nhiên trong thực tiễn, một khĩ khăn kinh điển của kỹ thuật ghép tủy xương là làm sao lựa chọn được người cho tương đồng HLA với bệnh nhân. Mặc dù nhiều trung tâm ghép tủy xương lớn trên thế giới đã xây dựng ngân hàng tế bào gốc xác định sẵn kháng nguyên HLA để cung cấp cho các trung tâm ghép khác, nhưng cơ hội để bệnh nhân tìm được người cho tương đồng HLA vẫn rất thấp. - Khoảng 15 năm gần đây, máu cuống rốn bắt đầu được sử dụng như một nguồn tế bào gốc tạo máu. Tỷ lệ tế bào gốc tạo máu CD34 chiếm 0,2- 0,4% tế bào cĩ nhân, cao hơn hàng chục lần so với máu ngoại vi người trưởng thành. Tế bào gốc máu cuống rốn cĩ khả năng tăng sinh cao, cĩ thể tạo ra một số dịng tế bào khác như tế bào gốc trung mơ, tế bào đơn nhân và fibroblast... trong nuơi cấy tế bào. Máu cuống rốn cĩ một số ưu điểm để vận dụng vào kỹ thuật ghép tế bào gốc tạo máu:
+ Lượng tế bào gốc trong máu cuống rốn rất phong phú, đặc biệt là tế bào tạo cụm hỗn hợp (CFU- Mix), cĩ khả năng biệt hĩa thành các dịng tế bào máu khác nhau.
+ Các tế bào miễn dịch của máu cuống rốn phần lớn đang ở trạng thái "trinh nguyên", hiệu quả đáp ứng miễn dịch thấp, ít nguy cơ gây ra bệnh lý mảnh ghép chống túc chủ (GVHD).
+ Nguồn máu cuống rốn rất sẵn cĩ để xây dựng ngân hàng máu cuống rốn lớn từ đĩ dễ dàng chọn lựa mẫu máu cuống rốn phù hợp HLA giữa người cho và người nhận. Việc thu thập tế bào gốc máu cuống rốn hồn tồn khơng ảnh hưởng đến người cho.
35
So sánh giữa các nguồn tế bào gốc khác nhau, chúng ta thấy mặc dù lượng tế bào tạo máu và thể tích máu cuống rốn khá thấp nhưng các thơng số về hiệu lực tạo máu lại thường cao hơn so với dịch tủy xương (bảng 1).
2. Vấn đề thể tích máu cuống rốn
Thể tích mẫu máu cuống rốn là một thơng số rất quan trọng. Thể tích càng lớn thì tổng lượng tế bào gốc thu được càng lớn, do đĩ khả năng đậu ghép càng cao.
đồ thị 1. Tỷ lệ túi máu cuống rốn sau thu hoạch đủ lượng tế bào cĩ nhân hoặc tế bào gốc CD34 để ghép cho bệnh nhân theo cân nặng.
3. Gia cơng và bảo quản máu cuống rốn
- Quy trình gia cơng và bảo quản đơng lạnh máu cuống rốn tiến hành qua 2 bước. Túi máu cuống rốn được ly tâm lạnh trong hệ thống túi kín để tách được khối huyết tương giàu bạch cầu. Sau đĩ, khối tế bào này sẽ được bổ sung DMSO và đặt vào hệ thống đơng lạnh tự động để hạ nhiệt độ
36
xuống -1960C trong nitơ lỏng.
- Máu cuống rốn cĩ thể được bảo quản trong ngân hàng rất lâu. Khả năng tăng sinh của tế bào gốc trước và sau bảo quản khơng thay đổi nếu trong mơi trường nuơi cấy cĩ đủ các yếu tố kích thích tạo máu. Tỷ lệ tế bào gốc cịn sống sĩt sau khi đơng lạnh đạt khoảng 50%. Như vậy trên thực tế, số lượng các tế bào liên quan đến ghép tế bào gốc tạo máu từ máu cuống rốn cần phải lớn hơn nhiều để cĩ thể hy vọng đậu ghép hiệu quả. Bởi vì trong quá trình gia cơng và bảo quản đơng lạnh, tỷ lệ tế bào gốc cịn sống sĩt thấp hơn nhiều so với số lượng tế bào thu được ban đầu.
- Một túi máu cuống rốn truyền cho bệnh nhân thường cĩ lượng tế bào cĩ nhân trung bình từ 6- 10 x 108, lượng tế bào gốc CD34 từ 1- 3 x 106 và lượng CFU- GM từ 2- 10 x 105.
- Trong suốt quá trình thu thập, gia cơng và bảo quản túi máu cuống rốn, chỉ cịn khoảng 60% túi máu cuống rốn cĩ thể sử dụng cho ghép; trong đĩ chỉ khoảng 30- 40% đủ lượng tế bào gốc để ghép cho bệnh nhi nặng 20 kg (khoảng 5- 8 tuổi).
4. Kết quả ghép máu cuống rốn
- Số lượng tế bào gốc CD34 và đơn vị tạo cụm CFU là những thơng số cĩ giá trị để đánh giá khả năng đậu ghép. Số lượng tế bào gốc CD34 tối thiểu nên ( 1 x 105/ kg bệnh nhân. Số lượng tế bào cĩ nhân cũng cĩ giá trị nhất định, cần tối thiểu >2 x 107/ kg để cĩ thể hồi phục tốt BCHTT.
- Tại Việt Nam, năm 2002 bệnh viện Truyền máu- Huyết học thành phố Hồ Chí Minh đã bắt đầu tiến hành ghép tế bào gốc tạo máu bằng máu cuống rốn. Bệnh viện cũng đã chuẩn bị khá kỹ lưỡng từ khâu thu thập mẫu máu cuống rốn, sinh học máu cuống rốn, triển khai quy trình gia cơng, bảo quản và nuơi cấy tế bào gốc tạo máu in vitro để xây dựng ngân hàng máu cuống rốn chính quy trong nước, phục vụ cho ghép tế bào gốc. Số lượng bạch cầu hạt trung tính hồi phục sau khoảng 5- 6 tuần; tiểu cầu hồi phục sau khoảng 2 tháng. Nếu là ghép cùng huyết thống thì thời gian hồi phục ngắn hơn so với ghép khơng cùng huyết thống. ðối với những trường hợp khơng tương đồng hồn tồn về HLA, các yếu tố tiên lượng cho thành cơng của ghép máu cuống rốn là lượng tế bào cĩ nhân, mức độ phù hợp HLA và lượng yếu tố kích thích tạo máu G-CSF.
- Kết quả ghép máu cuống rốn trên thế giới cho thấy, 70- 90% bệnh nhân sẽ phục hồi BCHTT và tiểu cầu sau 60 ngày; thời gian sống khơng bệnh (FDS) trên 3 năm đạt 30- 60% bệnh nhân tùy mức độ tiên lượng.
5. Phục hồi miễn dịch sau ghép
- So với ghép tế bào gốc từ tủy xương, ghép máu cuống rốn phục hồi miễn dịch chậm hơn,