Chức năng hô hấp (vận chuyển CO2 và oxi) và điều hòa nội môi (ph và suất thẩm thấu) của máu

Chức năng hô hấp (vận chuyển CO2 và oxi) và điều hòa nội môi (ph và suất thẩm thấu) của máu

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

PHẦN II: NỘI DUNG 2

2.1 Tìm hiểu quá trình tạo máu 2

2.1.1 Cơ quan tạo máu 2

2.2 Chức năng của hô hấp của máu 5

2.2.1 Hồng cầu 5

* Hình dạng - cấu trúc 5

* Chức năng 6

2.2.2 Sự sinh sản hồng cầu 10

2.3.3 Hệ đệm của máu 13

PHẦN III: KẾT LUẬN 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO 17

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Máu là một mô liên kết lỏng, chiếm tỷ trọng lớn trong cơ thể chúng ta, là một phần không thể thiếu của cơ thể con người Máu được vận chuyển qua các đông mạch

và mao mạch và đi khắp cơ thể Trong công tác chăm sóc sức khoẻ, máu đặc biệt được quan tâm vì có nhiều xét nghiệm chẩn đoán được thực hiện trên máu

Máu được cấu tạo bởi huyết tương và thành phần hữu hình Huyết tương là thành phần dịch chiếm 55-60%, huyết tương gồm nước và các chất hoà tan, trong đó chủ yếu là các loại protein, ngoài ra còn có các chất điện giải, chất dinh dưỡng, enzym, hormon, khí và các chất thải Thành phần hữu hình chiếm 40-45%, gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu

Sự hiện diện của các thành phần hữu hình và protein làm máu có độ quánh gấp

máu Về khối lượng, máu chiếm khoảng 8% so với toàn cơ thể

Máu lưu thông trong hệ mạch và có ba chức năng chính như sau: Chức năng vận chuyển, máu vận chuyển khí O2 và khí CO2, vận chuyển chất dinh dưỡng, các sản phẩm đào thải, vận chuyển hormon từ tuyến nội tiết đến các tế bào đích, ngoài ra máu còn vận chuyển nhiệt

Chức năng bảo vệ, máu có thể chống lại các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố

Có thể chống mất máu khi tổn thương thành mạch nhờ quá trình cầm máu

Chức năng điều hoà, máu tham gia điều hoà pH nội môi thông qua hệ thống đệm của nó Điều hoà lượng nước trong tế bào thông qua áp suất thẩm thấu keo của máu Máu còn tham gia điều nhiệt

Cấu tạo của máu liên quan đến chức năng của nó, bài tiểu luận này sẽ đi sâu về

tìm hiểu “chức năng hô hấp (vận chuyển CO2 và Oxi) và điều hòa nội môi (pH và

suất thẩm thấu) của máu”

PHẦN II: NỘI DUNG 2.1 Tìm hiểu quá trình tạo máu

2.1.1 Cơ quan tạo máu

Trong suốt thời kỳ phôi thai, lần lượt túi noãn hoàng, gan, lách, tuyến ức, hạch bạch huyết và tuỷ xương tham gia hình thành các tế bào máu Tuy nhiên, sau khi sinh quá trình tạo máu chỉ xảy ra ở tuỷ xương

Dưới 5 tuổi, tuỷ của tất cả các loại xương đều là tuỷ đỏ, nghĩa là đều có khả năng tạo máu Sau lứa tuổi này, các tuỷ xương dài (trừ hai đầu xương cánh tay và xương đùi) bị mỡ xâm lấn dần và từ tuổi hai mươi trở đi chúng hoàn toàn trở thành tuỷ vàng không tham gia tạo máu nữa Như vậy sau 20 tuổi, chỉ có tuỷ xương dẹt và hai

đầu xương đùi, hai đầu xương cánh tay tham gia tạo máu.

Tuỷ xương chứa các tế bào gốc tạo máu đa năng (pluripotential hemopoietic stem cell) Các tế bào này sinh sản liên tục trong suốt cuộc đời Một phần nhỏ sẽ được giữ lại như là các tế bào nguồn, tuy rằng số lượng sẽ giảm dần theo tuổi Phần lớn được biệt hoá thành các tế bào máu khác nhau

2.1.2 Quá trình biệt hoá

Các tế bào gốc tạo máu đa năng được biệt hoá thành các loại tế bào gốc biệt hoá (committed stem cell) Quá trình sinh sản và biệt hoá tiếp tục để tạo thành mỗi loại tế bào máu sẽ diễn ra qua nhiều giai đoạn Các quá trình này cần sự tham gia của các chất kích thích khác nhau như:

- Erythropoietin (EPO): kích thích tạo hồng cầu

- Thrombopoietin (TPO): kích thích tạo tiểu cầu

- Các yếu tố kích thích tạo cụm (CSFs: colony-stimulating factors) và các interleukin (IL): kích thích tạo bạch cầu, riêng IL-3 có tác dụng tăng sinh sản tất cả các loại tế bào gốc

- Yếu tố tế bào gốc (SCF: stem cell factor): kích thích sự sinh sản của các tế bào gốc biệt hoá, nó có hiệu quả lên nhiều dòng tế bào

Hình 1: Quá trình biệt hoá các dòng tế bào máu

2.1.3 Thành phần của máu

Máu có hai thành phần chính là các tế bào và huyết tương Các chức năng của hai thành phần này đôi khi phân biệt và đôi khi được chia sẻ bởi cả hai Những thành phần của huyết tương (hay huyết thanh - huyết tương đã loại bỏ fibrinogen sau khi làm cho máu đông) bao gồm một số giới hạn các ion vô cơ và một thành phần rộng các hợp chất hữu cơ liên hệ phần lớn đến các chức năng trao đổi chất Thành phần tế bào bao gồm các tế bào riêng biệt có hình thái và các chức năng khác nhau

Các tế bào máu trưởng thành có thể được xác định bởi hình thái và các đặc trưng bắt màu thuốc nhuộm khi quan sát dưới kính hiển vi quang học Các tế bào hồng

cầu (erythrocyte hay tế bào máu đỏ, red blood cell) có nhân, chiếm ưu thế về số lượng

và ổn định về kích thước, được sử dụng như một công cụ đo lường thuận tiện cho việc tính toán kích thước của các tế bào khác Ngoài việc đo lường kích thước bên ngoài các tế bào, chúng cũng được đặc trưng bởi tỉ lệ thể tích nhân trên thể tích tế bào

Ngoài các tế bào hồng cầu, các loại tế bào máu chính khác bao gồm bạch cầu (leukocyte) và tiểu cầu (thrombocyte) Các tế bào bạch cầu tiêu biểu có nhân tương đối lớn và tế bào chất ít, và cũng được phân thành các nhóm bạch cầu không hạt (lymphocyte và monocyte) và bạch cầu có hạt (acidophile, neutrophile và basophile) Các tế bào tiểu cầu chưa trưởng thành trông giống như các lymphocyte, và có thể dẫn xuất từ các lymphocyte, nhưng thay đổi trong quá trình phát triển thành các tế bào oval Nhìn chung tế bào tiểu cầu nhỏ hơn lymphocyte và có nhân cũng nhỏ hơn

2.1.4 Chức năng chung của hệ thống tuần hoàn

Hệ thống tuần hoàn phục vụ cho nhiều chức năng nhưng tổng quát nhất là vận chuyển, bao gồm vận chuyển các chất khí giữa các mô và các mang và vận chuyển lactate từ các mô đến mang và gan và rồi vận chuyển glucose trở lại các mô Các vật chất ngoại lai được vận chuyển đến thận nơi mà các thành phần hòa tan được bài tiết

và thành phần tế bào bị thực bào Sự hiện diện các chất này cũng dẫn đến sản sinh ra các kháng thể được vận chuyển trở lại hệ thống tuần hoàn Các sản phẩm của quá trình tiêu hóa được vận chuyển từ ruột đến gan và rồi đến những phần còn lại của cơ thể Các tế bào máu cũng di chuyển từ nơi được tạo thành đến tất cả các phần của cơ thể Các yếu tố đông máu và thrombocyte, kết hợp ở bất kỳ vị trí tổn thương nào để bịt kín vết thương, được đưa vào hệ tuần hoàn mà không ngăn cản chính các mao mạch

2.2 Chức năng của hô hấp của máu

2.2.1 Hồng cầu

* Hình dạng - cấu trúc

Hồng cầu chiếm hơn 99% trong các thành phần hữu hình của máu Đó là những

tế bào có hình đĩa hai mặt lõm, đường kính 7-8mm, bề dày phần ngoại vi 2-2,5 mm và phần trung tâm 1 mm, thể tích trung bình 90-95 mm3 Hình dạng này có hai lợi điểm

như sau:

Tăng diện tích bề mặt tiếp xúc làm tăng khả năng khuếch tán khí thêm 30% so với hồng cầu cùng thể tích mà có dạng hình cầu

Làm cho hồng cầu trở nên cực kỳ mềm dẽo, có thể đi qua các mao mạch hẹp mà không gây tổn thương mao mạch cũng như bản thân hồng cầu

Tóm lại, có thể nói cấu trúc của Hồng cầu trong máu đặc biệt thích ứng với chức năng của nó là vận chuyển khí oxy theo máu đi khắp cơ thể

Hồng cầu có chứa huyết sắc tố (HST) làm nhiệm vụ gắn kết ở 2 lá phổi, hồng cầu vận chuyển khí Oxi tới các tổ chức, cơ quan trong cơ thể người, sau đó tiếp tục phối hợp với huyết tương trong máu để vận chuyển C02 đào thải ra ngoài qua phổi Hồng cầu có khả năng sống trong 120 ngày kể từ lúc trưởng thành Hồng cầu sau khi chết đi sẽ tiêu huỷ ở lách và các tổ chức liên võng khác trong cơ thể

Hồng cầu không có nhân cũng như các bào quan, thành phần chính của hồng cầu là hemoglobin (Hb), chiếm 34% trọng lượng (nồng độ 34 g/dl trong dịch bào tương) Cấu trúc của hồng cầu đặc biệt thích ứng với chức năng vận chuyển khí oxy

* Thành phần cấu tạo nên Hồng cầu:

Hai thành phần chính và được nghiên cứu tới nhiều nhất đó là Màng hồng cầu

và Hemoglobin Đây cũng là 2 thành phần quan trọng nhất của Hồng Cầu Màng hồng cầu là yếu tố mang nhiều kháng nguyên nhóm máu Hemoglobin là thành phần có tác dụng trong việc vận chuyển Oxi và CO2 trong máu

Thành phần cụ thể của hồng cầu bao gồm: 63-67% là nước , chất khô chiếm 33-37% trong đó: Protein là 28%; các chất khác bao gồm có nitơ 0,2%, ure 0,02%, glucid 0,075%, lipid và lecithin, cholesterol 0,3%

Hemoglobin trong Hồng Cầu (Hb) là thành phần chính, chiếm 34% trọng lượng của Hồng Cầu (nồng độ 34 g/dl), cấu trúc của Hồng Cầu được cho là rất đặc biệt với nhiều thành phần khác nhau cấu tạo nên

* Chức năng

Chức năng chủ yếu của hồng cầu là vận chuyển oxy tới các tổ chức Ngoài ra

hồng cầu còn có các chức năng sau: vận chuyển một phần CO2 (nhờ hemoglobin),

toan kiềm nhờ tác dụng đệm của hemoglobin

Hình 2: câu tạo của hồng cầu

- Cấu trúc của hemoglobin

Hemoglobin còn gọi huyết sắc tố, đó là chromoprotein gồm hai thành phần là nhân heme và globin

Hình 3: Cấu tạo phân tử hemoglobin

giữa Một phân tử hemoglobin có bốn nhân heme, chiếm 5% Globin là một protein gồm bốn chuỗi polypeptid giống nhau từng đôi một Hemoglobin người bình thường

là HbA gồm hai chuỗi a và hai chuỗi b Hemoglobin thời kỳ bào thai là HbF gồm hai chuỗi a và hai chuỗi g

Sự bất thường của các chuỗi globin sẽ làm thay đổi đặc điểm sinh lý của phân

tử Hb Ví dụ, trong bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm, acid amin valin thay thế cho glutamic tại một vị trí trong mỗi chuỗi b làm HbA trở thành HbS

- Chức năng hemoglobin trong vận chuyển khí

+ Vận chuyển khí O 2

Hồng cầu vận chuyển khí Oxy từ phổi đến các cơ quan và bộ phận trên cơ thể nhờ phản ứng sau

+ Khi hít phải không khí nhiều CO (carbon monoxide), hemoglobin sẽ kết hợp

CO để tạo ra carboxyhemoglobin theo phản ứng:

Hb + CO→HbCO

sáng, bệnh nhân rơi vào trạng thái kích thích, rồi buồn ngủ, hôn mê và tử vong Khí

CO thường được sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn Điều trị bằng cách

không khí là chỉ số đo mức độ ô nhiễm môi trường

+ Khi máu tiếp xúc với những thuốc hoặc hoá chất có tính oxy hoá, Fe2+ trong

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 CO 2

CO2 trên các bộ phận được gắn với nhóm NH2 của Globin Ðây cũng là phản ứng thuận nghịch, chiều phản ứng do phân áp CO2 quyết định HbCO2 có màu đỏ thẫm, đặc trưng cho màu máu của tĩnh mạch Chỉ khoảng 20% CO2 được vận chuyển dưới hình thức này, còn lại là do muối kiềm của huyết tương vận chuyển

Hình 4: Sơ đồ của dòng chảy của máu thông qua hệ thống tuần hoàn, cho thấy các

trao đổi O2 / CO2 trong cơ thể

(1) Máu giàu carbon dioxide được bơm từ tim vào phổi qua các động mạch phổi

(Động mạch là mạch máu mang máu ra khỏi tim, tĩnh mạch là mạch máu mang máu đến tim.)

(2)Trong phổi, CO2 trong máu được trao đổi với O2

(3) Máu giàu oxy được đưa trở lại tim thông qua tĩnh mạch phổi

(4)Máu giàu oxy này sau đó được bơm từ tim đến nhiều mô và cơ quan của cơ thể, thông qua các hệ thống động mạch

(5) Trong các mô, các động mạch thu hẹp thành các mao mạch nhỏ Ở đây, O2 trong máu được trao đổi với CO2

(6)Các mao mạch mở rộng vào hệ thống tĩnh mạch, mang máu giàu carbon dioxide trở lại tim

2.2.2 Sự sinh sản hồng cầu

*Quá trình biệt hoá dòng hồng cầu

Sơ đồ 1: Quá trình biệt hoá dòng hồng cầu

Tiền nguyên hồng cầu là tế bào đầu tiên của dòng hồng cầu mà chúng ta nhận dạng được Quá trình biệt hoá từ tiền nguyên hồng cầu diễn ra theo sơ đồ 1

Các giai đoạn từ tế bào gốc đến hồng cầu lưới diễn ra trong tuỷ xương, sau đó hồng cầu lưới được phóng thích ra máu ngoại vi 24-48 giờ thì mạng lưới biến mất và trở thành hồng cầu trưởng thành Tỷ lệ hồng cầu lưới trong máu ngoại vi không quá

1% Tỷ lệ này cho phép đánh giá tốc độ sinh hồng cầu của tuỷ xương sau liệu trình điều trị thiếu máu hoặc sau khi bị mất máu cấp

Sự tổng hợp hemoglobin xảy ra từ giai đoạn tiền nguyên hồng cầu và ngày càng tăng dần Đến giai đoạn nguyên hồng cầu ưa acid thì đạt mức bão hoà

*Sự điều hoà sinh sản hồng cầu

Số lượng hồng cầu trong hệ thống tuần hoàn được điều hoà chặt chẽ để nó chỉ thay đổi trong một phạm vi hẹp Số lượng hồng cầu phải đảm bảo hai yêu cầu sau:

- Đủ cung cấp oxy cho tổ chức

- Không quá nhiều để tránh cản trở sự lưu thông máu

Nồng độ oxy tổ chức là yếu tố chính kiểm soát tốc độ sinh hồng cầu Tốc độ sinh hồng cầu sẽ tăng trong những trường hợp lượng oxy vận chuyển đến tổ chức không đáp ứng đủ nhu cầu của tổ chức và ngược lại Tốc độ sinh hồng cầu sẽ tăng trong các trường hợp sau:

- Khi thiếu máu do mất máu, tuỷ xương sẽ tăng sinh sản hồng cầu Ngoài ra,

Ở những người bị thương tổn tuỷ xương một phần do liệu pháp tia X chẳng hạn, phần tuỷ xương còn lại sẽ tăng sinh sản hồng cầu để đáp ứng nhu cầu cơ thể

- Những người sống ở vùng cao

- Các trường hợp suy tim kéo dài hoặc những bệnh phổi mạn tính

Yếu tố kích thích sinh sản hồng cầu là nội tiết tố erythropoietin Ở người bình thường, 90% erythropoietin do thận tiết ra, phần còn lại chủ yếu do gan sản xuất Khi thiếu oxy tổ chức, erythropoietin sẽ được tăng tiết trong máu và chính nó đã thúc đẩy quá trình tạo tiền nguyên hồng cầu từ tế bào gốc tạo máu trong tuỷ xương Khi tiền nguyên hồng cầu đã được hình thành thì erythropoietin lại thúc đẩy nó nhanh chóng chuyển qua các giai đoạn nguyên hồng cầu để hình thành hồng cầu trưởng thành Ngoài ra erythropoietin còn tăng tổng hợp Hb trong nguyên hồng cầu và tăng vận chuyển hồng cầu lưới ra máu ngoại vi

2.2.3 Sức đề kháng của hồng cầu

Trong điều kiện sống bình thường, áp suất thẩm thấu bên trong hồng cầu

bằng với áp suất thẩm thấu của huyết tương nên hồng cầu giữ được hình dạng và kích thước nhất định Nếu cho hồng cầu vào dung dịch ưu trương (ASTT cao) thì hồng cầu

sẽ bị mất nước teo lại; ngược lại nếu cho hồng cầu vào dung dịch nhược trương (ASTT thấp) thì hồng cầu sẽ hút nước trương to ra Nếu trương to quá mức hồng cầu

sẽ vỡ ra các chất bên trong hồng cầu sẽ tan vào trong dung dịch Hiện tượng này gọi là

sự tan máu Ðể trắc định sức đề kháng của hồng cầu có thể dùng các dung dịch NaCl nhược trương với các nồng độ khác nhau Cho vào các dung dịch NaCl một giọt máu,

để yên một thời gian ghi nhận nồng độ NaCl lúc bắt đầu xuất hiện hiện tượng tan máu – sức đề kháng

2.3 Chức năng điều hòa nội môi của Máu

Máu là nguồn gốc tạo các dịch lỏng khác như dịch bạch huyết, dịch kẽ tế bào, dịch não tủy, dịch màng bụng, màng phổi, màng khớp…Tất cả các dịch đó tạo thành nội môi, trong đó máu là thành phần quan trọng nhất Máu và bạch huyết có những tính chất lí – hoá tương đối ổn định, nhờ đó hoạt động của các cơ quan trong cơ thể

được đảm bảo, ít bị ảnh hưởng trước những thay đổi của môi trường.

2.3.1 Áp suất thẩm thấu của máu (thẩm áp)

Áp suất thẩm thấu của máu là sức thấm qua của nước và những chất hòa tan trong nước của huyết tương từ máu qua mạch máu vào gian bào và ngược lại, cũng như sức thấm qua của nước và chất hòa tan từ huyết tương đi vào và đi ra qua màng hồng cầu

Áp suất thẩm thấu (ASTT) của máu phụ thuộc vào hai yếu tố chính là lượng khoáng hoà tan trong máu, khoảng 0,9 – 1,0% (gọi là áp suất thẩm thấu tinh thể) và lượng protein hoà tan trong huyết tương (gọi là áp suất keo, trị số khoảng 25 mmHg)

Áp suất keo tuy nhỏ nhưng lại có vai trò quan trọng trong việc giữ và trao đổi nước giữa mao mạch và mô, do đó nó quyết định sự phân phối nước cho cơ thể

Ở người, trong điều kiện bình thường, ASTT của máu toàn phần khoảng 7,6 – 8,1 atmotphe (at) Sự ổn định ASTT máu có ý nghĩa sinh lý quan trọng, đảm bảo cho hồng cầu thực hiện chức năng sinh lí Nếu ASTT của hồng cầu và huyết tương bằng