Chức năng của hồng cầu là đưa oxy nhận được từ phổi đến các tế bào khắp cơ thể và vận chuyển carbon dioxide do tế bào thải ra đưa về phổi. Một chế độ ăn uống lành mạnh có chứa các khoáng chất và vitamin thiết yếu sẽ giúp cơ thể sản xuất đủ các tế bào hồng cầu và luôn khỏe mạnh.
Hiểu biết về cấu tạo chức năng của hồng cầu sẽ giúp bạn có cách phòng ngừa và nâng cao sức khỏe, tránh khỏi các bệnh liên quan đến việc thiếu hụt hoặc dư thừa tế bào hồng cầu. Mời bạn cùng Hello Bacsi tìm hiểu trong bài viết này nhé!
Hồng cầu là gì?
Hồng cầu là một trong những thành phần quan trọng trong máu, chiếm đến 40–45% thể tích của máu. Chỉ cần 2 hoặc 3 giọt máu có thể chứa đến khoảng 1 tỷ tế bào hồng cầu. Ngoài hồng cầu, máu còn chứa 2 loại tế bào khác là bạch cầu và tiểu cầu cùng với huyết tương.
Hồng cầu liên tục được sản xuất trong tủy xương nhưng việc sản xuất hồng cầu lại được kiểm soát bởi erythropoietin – hormone được sản xuất chủ yếu bởi thận. Cơ thể người trưởng thành trung bình sản xuất 2-3 triệu hồng cầu mỗi giây, tương đương với khoảng 200 tỷ tế bào hồng cầu mỗi ngày. Để một tế bào hồng cầu trưởng thành và giải phóng vào máu cần 7 ngày.
Các tế bào hồng cầu có đường kính khoảng 6 micromet, lớn hơn tiểu cầu và nhỏ hơn bạch cầu. Hình dạng của tế bào hồng cầu là một đĩa dẹt có hai mặt lõm tại tâm.
Không giống như nhiều tế bào khác, hồng cầu không có nhân và nhỏ nên có thể linh hoạt thay đổi hình dạng, đi qua được những mạch máu lớn nhỏ khác nhau trong cơ thể. Tuy nhiên, chính việc thiếu nhân này cũng làm hạn chế tuổi thọ của hồng cầu. Các tế bào hồng cầu thường chỉ tồn tại trung bình khoảng 120 ngày và sau đó sẽ bị tiêu hủy tại lách.
Chức năng của hồng cầu là gì?
Hồng cầu có chứa một loại protein đặc biệt gọi là hemoglobin. Oxy và carbon dioxide sẽ gắn vào hemoglobin để hồng cầu mang chúng di chuyển trong máu. Ngoài ra, hemoglobin cũng là thành phần làm cho máu có màu đỏ đặc trưng.
Chức năng của hồng cầu là giúp vận chuyển oxy [O2] từ phổi đến các mô trên khắp cơ thể và sau đó trả lại khí carbon dioxide [CO2] từ các mô này về phổi, để loại bỏ ra khỏi cơ thể bằng cách thở ra.
Chức năng của hồng cầu có đảm bảo được nhu cầu trao đổi khí của cơ thể hay không còn liên quan mật thiết đến số lượng hồng cầu khỏe mạnh trong cơ thể. Phụ nữ thường có số lượng hồng cầu thấp hơn nam giới và nồng độ hồng cầu có xu hướng giảm dần theo tuổi tác.
Số lượng hồng cầu bình thường sẽ là:
- Nam giới: 4,7 đến 6,1 triệu tế bào trên mỗi microlit máu [tế bào/mcL]
- Phụ nữ: 4,2 đến 5,4 triệu tế bào/mcL
- Trẻ em: 4,0 đến 5,5 triệu tế bào/mcL
Kết quả xét nghiệm số lượng hồng cầu có thể được sử dụng để chẩn đoán các tình trạng sức khỏe liên quan đến máu.
Hầu hết mọi người thường không quan tâm đến các tế bào hồng cầu trừ khi họ gặp các vấn đề sức khỏe có liên quan. Bất thường hồng cầu có thể do bệnh tật; thuốc men; thiếu sắt, vitamin trong chế độ ăn uống hoặc do di truyền… Trong đó, số lượng hồng cầu thấp hay cao đều cảnh báo những vấn đề sức khỏe tiềm ẩn.
Số lượng hồng cầu thấp là bệnh gì?
Số lượng tế bào hồng cầu thấp thường là do bệnh thiếu máu. Đây là tình trạng có quá ít tế bào hồng cầu đủ khỏe mạnh để mang đủ oxy đi khắp cơ thể. Những người bị thiếu máu có thể có các tế bào hồng cầu có hình dạng, kích thước hoặc cấu trúc bất thường; hồng cầu không sản xuất đủ hoặc bị tiêu hủy nhanh chóng.
Các triệu chứng của thiếu máu bao gồm mệt mỏi, nhịp tim nhanh, da nhợt nhạt, cảm thấy lạnh và trong trường hợp nghiêm trọng là suy tim. Những đứa trẻ không có đủ tế bào hồng cầu khỏe mạnh sẽ tăng trưởng và phát triển chậm hơn những đứa trẻ khác. Những triệu chứng này cho thấy tầm quan trọng và chức năng của hồng cầu đối với cơ thể người.
Ngoài ra, số lượng tế bào hồng cầu thấp có thể là do các tình trạng sau đây gây ra:
- Ung thư máu [bệnh bạch cầu, ung thư hạch và u tủy]
- Suy tủy xương
- Suy dinh dưỡng
- Thai kỳ
- Rối loạn tuyến giáp
- Mất máu, chẳng hạn như do chấn thương, phẫu thuật, xuất huyết tiêu hóa, kinh nguyệt quá nhiều hoặc sau sinh con
- Tan máu, hồng cầu bị phá hủy bởi một quá trình bất thường nào đó trong cơ thể dù chưa hết tuổi thọ.
- Hóa trị liệu trong điều trị ung thư
Số lượng hồng cầu cũng có thể bị giảm do tác dụng phụ của một số loại thuốc nhất định hoặc do thiếu hụt chất dinh dưỡng [sắt, đồng, vitamin B6, vitamin B12 hoặc folate].
Một số tình trạng di truyền, chẳng hạn như bệnh thalassemia, ảnh hưởng đến máu của bạn. Những người bị thalassemia không sản xuất đủ hemoglobin khỏe mạnh và hồng cầu của họ dễ vỡ, hoặc bị phá huỷ.
Số lượng hồng cầu cao là bệnh gì?
Chức năng của hồng cầu là vận chuyển oxy từ phổi đến các mô khắp cơ thể. Do vậy, số lượng hồng cầu tự do cao có thể là do sự cung cấp oxy bị giới hạn hoặc tình trạng bệnh lý trực tiếp làm tăng sản xuất hồng cầu.
Mặc dù không phổ biến nhưng tăng tế bào hồng cầu có thể do một số tình trạng sức khỏe như sau:
- Suy tim
- Bệnh tim bẩm sinh
- Bệnh đa hồng cầu
- Mất nước [chẳng hạn như do tiêu chảy nặng, sốt cao]
- Nồng độ oxy trong máu thấp [thiếu oxy]
- Bệnh phổi, chẳng hạn như khí phế thũng, COPD, xơ phổi [mô phổi trở nên có sẹo]
- Phơi nhiễm carbon monoxide [thường liên quan đến hút thuốc]
- Bệnh thận [khối u thận]
Một chế độ ăn uống lành mạnh có chứa đầy đủ các khoáng chất và vitamin cần thiết sẽ giúp cơ thể sản xuất đủ số lượng và đảm bảo chức năng của hồng cầu.
Sắt là thành phần bắt buộc của hemoglobin, giúp hồng cầu đảm bảo được vai trò của nó. Vì vậy, thiếu máu do thiếu sắt ảnh hưởng rất rõ rệt tới người bệnh. Bạn nên tăng cường ăn các thực phẩm giàu sắt như các loại hạt, đậu phụ, gan, thịt đỏ, hải sản, quả lựu, củ cải đường,….Nếu bạn là người ăn chay thì có thể bổ sung sắt thông qua các loại thực phẩm chức năng hoặc rau củ.
Ngoài ra, vitamin cũng cần thiết để xây dựng các tế bào hồng cầu khỏe mạnh. Chúng bao gồm vitamin B2, B12, được tìm thấy trong các loại thực phẩm như trứng, ngũ cốc nguyên hạt và chuối. Folate [vitamin B3] cũng là khoáng chất quan trọng đối với sức khỏe của máu, có trong ngũ cốc tăng cường, đậu khô, đậu lăng, nước cam và rau lá xanh.
Hy vọng thông qua bài viết này đã giúp bạn hiểu hơn về chức năng của hồng cầu và các vấn đề sức khỏe có liên quan. Từ đó, bạn sẽ quan tâm hơn đến chế độ ăn uống nhằm đảm bảo sức khỏe hồng cầu nói riêng và sức khỏe tổng thể nói chung.
Các bài viết của Hello Bacsi chỉ có tính chất tham khảo, không thay thế cho việc chẩn đoán hoặc điều trị y khoa.
Huyết sắc tố [HST] còn gọi là hemoglobin [Hb] là một protein phức có chứa Fe++, làm nhiệm vụ vận chuyển 02 từ phổi đến tổ chức và vận chuyển C02 từ tổ chức về phổi, Hb ở trong hồng cầu và chiếm 33% trọng lượng hồng cầu.
CẤU TRÚC Hb
Hb là đại phân tử có 4 dưới đơn vị [tetramère] mà mỗi dưới đơn vị [monomère] có hai phần là hem và globin.
Cấu tạo một dưới đơn vị [monomère]
Một dưới đơn vị của Hb gồm hai phần là: hem và globin.
Hem: là một sắc tố chứa sắt hoá trị [+2], chiếm 4% trọng lượng của huyết sắc tố.
Hem có cấu trúc là một vòng porphyrin có 4 nhân pyrol liên kết với ion Fe** [hình 1.13].
Hình 1.13. Cấu trúc hem
Globin
Là một chuỗi polypeptid [một chuỗi nhiều acid amin liên kết với nhau giữa các nhóm COOH và NH2], đó là một protein, được tổng hợp dựa trên khuôn mẫu gen globin. Có nhiều loại globin thuộc hai họ [họ α và họ không α]. Mỗi loại có số lượng và trình tự acid amin đặc trưng, các chuỗi thuộc họ α là: a và ξ[zeta], mỗi chuỗi có 141 acid amin, có cấu trúc gần giông nhau.
Các chuỗi thuộc họ không α là: β, γ, ε, δ mỗi chuỗi có 146 acid amin. Các chuỗi α và không α này không phải có hình dạng bất kỳ mà cấu tạo đặc trưng để tạo nên hình khối, trong đó chứa hem, phân tích chi tiết có các mức độ cấu trúc của từng chuỗi.
Cấu trúc bậc 1: là trình tự các acid amin trong chuỗi như trên đã nói, trình tự này là đặc trưng cho từng loại chuỗi, các acid amin liên kết với nhau bằng liên kết peptid [hình 1.14].
Cấu trúc bậc 2: sự xoắn vòng của chuỗi bậc 1 do các liên kết bằng cầu nối hydro giữa các acid amin đặc trưng, nằm không cạnh nhau [hình 1.15].
Hình 1.14. Cấu trúc bậc 1 chuỗi globin Hình 1.15. Cấu trúc bậc 2 chuỗi globin
Một sự thay đổi cấu trúc bậc 1 cũng có thể thay đổi các acid amin liên kết với nhau ở cấu trúc bậc 2 do đó có thể làm thay đổi cấu trúc bậc 2.
Cấu trúc bậc 3: sự gấp khúc chuỗi globin đã xoắn. Bình thường sau khi xoắn, cấc acid amin trong chuỗi ở các vị trí đặc trưng lại có các liên kết tạo nên sự gấp khúc thành 8 đoạn, không ở trên cùng một mặt phăng, và tạo ra hốc không phân cực để chứa hem.
Cấu trúc bậc 4, tạo phân tử huyết sắc tố
4 dưới đơn vị [monomère] kết hợp với nhau tạo thành một đại phân tử [tetramère] huyết sắc tố. Mỗi dưối đơn vị là một chuỗi globin + nhân hem, các chuỗi
kết hợp với nhau theo nguyên tắc giống nhau từng đôi một, trong đó một đôi thuộc họ α và một đôi thuộc họ không α. về cấu trúc không gian thì hai chuỗi giống nhau được xếp đối xứng nhau, 4 chuỗi tạo nên phân tử tựa hình cầu [hình 1.16].
Các loại huyết sắc tố: Tuỳ theo sự kết hợp các loại chuỗi globin, có các loại huyết sắc tố [HST] khác nhau.
Ở người lớn bình thường chủ yếu là HST A [HbA] được tạo thành từ 2 chuỗi α và 2 chuỗi β ký hiệu là a2p2.
HST A2 [HbA2] chiếm tỷ lệ 2-3,5% gồm 2 chuỗi α và 2 chuỗi δ. Ký hiệu là α2δ2 hay αδ/αδ.
HST F [còn gọi HST bào thai vì chiếm tỷ lệ rất cao ở giai đoạn cuối của thai nhi và sơ sinh], có cấu tạo gồm 2 chuỗi αvà 2 chuỗi γ, ký hiệu là α2γ2 hoặc αγ/αγ.
Một số huyết sắc tố ở thời kỳ phôi và thời kỳ đầu của bào thai.
Huyết sắc tố Govver I gồm 2 chuỗi ξ và 2 chuỗi ε, ký hiệu là ξ2ε2
Huyết sắc tô' Gower II gồm 2 chuỗi a và 2 chuỗi 8, ký hiệu là α2ε2 hoặc αε/αε.
Huyết sắc tô' Porland gồm 2 chuỗi ξ, và 2 chuỗi γ, ký hiệu là ξ2γ2 hoặc ξγ/ξγ
CHỨC NĂNG
Huyết sắc tôố ở trong hồng cầu, nhờ chứa Fe++ có thể oxy hoá do vậy có vai trò vận chuyển oxy từ phổi đến tổ chức và vận chuyển C02 từ tổ chức đến phổi, ngoài ra HST còn có vai trò làm đệm để trung hoà các H+ do tổ chức giải phóng ra.
Qua nghiên cứu người ta thấy ái tính với oxy của huyết sắc tôố diễn tiến theo đồ thị hình xích ma, điều đó giúp HST được oxy hoá hoàn toàn ở mao mạch phổi, nơi đó phân áp riêng phần oxy cao [100mm Hg] và giúp HST giải phóng phần lớn oxy ở tổ chức [phân áp oxy ≈ 40mm Hg].
Ngoài ra người ta còn thấy độ bão hoà oxy của HST phụ thuộc vào pH của môi trưòng [hiệu ứng Bohor]. Khi pH thấp, đường bão hoà oxy chuyển phải, giúp giải phóng oxy. Khi pH cao, đường thể hiện bão hoà oxy chuyển trái [hình 1.17]. Như vậy ở tổ chức chuyển hoá nhiều, pH thấp làm cho HST dễ giải phóng oxy.
TỔNG HỢP HUYẾT SẮC TỐ
Tổng hợp globin: Như trên đã nói globin là chuỗi polypeptid tức là một protein đơn, là sản phẩm của một gen.
Gen globin
Mỗi loại globin là sản phẩm của một gen, nên cũng có 2 họ gen globin [hình 1.18] đó là họ gen α và họ gen không α.
Họ gen α: gồm gen α và gen ξ [zeta] nằm trên cánh ngắn nhiễm sắc thể [NST] 16. Trên 1 NST có 2 gen α và 1 gen ξ ngoài ra có rất nhiều gen giả α [có cấu trúc giống gen α mà nay chưa biết chức năng] như vậy một ngưỜi bình thường có 4 gen α và 2 gen ξ
Họ gen không α gồm các gen β, gen δ, gen Aγ, gen Gγ và gen ε, các gen này nằm trên cánh ngắn NST 11. Gen Aγ và Gγ giống nhau gần hoàn toàn, chỉ trừ codon thứ 136 ở Aγ là mã hoá acid amin alanin, thứ 136 ở Gγ là mã hoá-acid amin glyxin.
Bình thường mọi cơ thể đểu có đủ các gen globin trên nhưng tuỳ từng giai đoạn phát triển từ khi hình thành phôi mà có các gen khác nhau hoạt động để tạo nên các loại huyết sắc tô" [hình 1.19].
Thai
Hình 1.19. Sự phân bố gen globin và tạo thành các loại huyết sắc tố
Đồng thời với các giai đoạn sinh máu trong thời kỳ phát triển phôi thai có các loại tế bào và HST tương ứng. Từ tuân lễ thứ ba, để cung cấp oxy cho phôi, qúa trình sinh máu xuất hiện với các hồng cầu khổng lồ, còn nhân, nơi sinh máu ban đầu là túi noãn hoàng thì các gen ξ và ε hoạt động tạo HST Gower 1 [hình 1.20]. Ngay sau đó các gen α, γ cùng hoạt động nên có các HST Gower 1, Govver 2 [α2ε2]. portland [ξ2 γ2], HST F [α2γ2] cùng tồn tại trong hồng cầu. Tiếp đó cho đến tuần thứ 32 do 2 gen α và γ hoạt động mạnh nên HST F [α2γ2] là chủ yếu. HST A đã có nhưng chỉ dưới 10%. Sinh máu chủ yếu ở gan và một phần ở lách, hồng cầu có kích thước lớn [trên 120 femtolit]. Sau đó HST F giảm dần nhường chỗ cho HST A.
|
Hình 1.20. Sự hoạt động của các gen và sinh hổng cầu qua các giai đoạn phát triển cá thể
Quá trình sao chép, tổng hợp globinCũng giống như các gen chỉ đạo tổng hợp protein khác, toàn bộ gen chỉ đạo tổng hợp globin gồm phần điều hoà [có thể ở rất xa] phần khỏi động và phần gen cấu trúc. Phển gen cấu trúc chứa những đoạn ADN mang thông tin để tổng hợp protein [exon] và đoạn không mang thông tin [intron].
Với gen β phần gen cấu trúc có 3 exon được ngăn cách bằng 2 intron, intron 1 dài từ 122 - 130 đôi base, nằm ở sau bộ ba mã hoá thứ 30 của exon 1, intron 2 dài hơn nhiều [850-900 đôi base] nằm ở sau bộ ba mã hoá thứ 104 của phần exon.
Trong các nguyên hồng cầu, tổng hợp globin cũng qua các giai đoạn mã hoá, chín ARN, thông tin và phiên mã.
Mã hoá: [Tổng hợp ARN thông tin tiền thân] với sự có mặt - ARN polymerase - nucleotid - ATP].
Khi gen điều hoà không bị ức chế, gen khởi động bình thường cho phép phần gen cấu trúc giãn xoắn để tổng hợp ARN thông tin, phần mã hoá là toàn bộ gen cấu trúc, [có exon và intron]. Muốn quá trình mã hoá xảy ra bình thường thì gen khởi động, vị trí bắt đầu mã hoá [bộ ba bắt đầu], vị trí kết thúc mã hoá [bộ ba kết thúc] và đoạn đánh dấu ARNm tách ra khỏi ADN phải bình thường, đồng thời không xảy ra các đột biến điểm chuyển một bộ ba mã hoá bình thường thành bộ ba kết thúc. Quá trình mã hoá sẽ xảy ra trên một sợi [gọi là sợi có nghĩa] từ đầu 5’ đến đầu 3’
Chín ARNm: [ARN mesage = ARN thông tin] còn gọi là giai đoạn cắt bớt [splicing] là gạt bỏ những phần intron, ARNm tiền thân gấp khúc, đoạn cuối của exon trước nối với điểm khởi đầu exon sau [hình 1.21]. Quá trình chín ARN phụ thuộc vào:
Trình tự các nucleotid [base nitơ] đoạn tiếp nối.
Trình tự nucleotid ở trong intron vì có những thay đổi ở phần intron làm thay đổi hình dạng gấp của ARN và việc nôi các exon không thực hiện được.
Phiên mã [dịch mã]: với sự có mặt của ribosom, ARNm, ARNt, men, acid amin...
ARNm trưởng thành [chín] ra bào tương, tới các ribosom và các liên kết peptid sẽ nối các acid amin theo trình tự được quy định do các bộ ba nucleotid trên ARNm.
Có 4 loại base nitơ và cứ một bộ ba tạo ra một mã nên sẽ có 60 bộ mã khác nhau.
Có 20 acid amin tham gia hình thành globin.
Người ta thấy:
Có nhiều bộ ba cùng mã hoá một acid amin.
Có bộ ba không nghĩa [cod non sence].
Có bộ ba kết thúc [cod terminal]
Quá trình phiên mã kết thúc có nghĩa sợi polypeptid được hình thành với số lượng, trình tự acid amin đặc hiệu, đó là cấu trúc bậc một của globin.
Bình thường một tế bào nguyên hồng cầu có hai gen β nhưng lại có tối bốn gen α
Người ta thấy lượng ARNm α được tổng hợp nhiều hơn ARNm β nhưng quá trình giải mã của ARNm βnhanh hơn nên lượng chuỗi globin α và β gần tương đương.
Tổng hợp hem: là quá trình hình thành các vòng porphyrin, quá trình gắn Fe*+ vào vòng porphyrin ở ty lạp thể nhờ các men glutation khử.
Hem có vai trò quan trọng vì cho phép tạo nên chuỗi globin, sau đó trùng hợp 4 chuỗi và ức chê men huỷ protein.