Hồng cầu

Đặc điểm hình thái

Dưới kính hiển vi quang học, hồng cầu được thấy có hình tròn; nên thời trước người ta cho rằng các tế bào đó hình cầu (hình cầu nhìn dưới mọi góc độ đều thấy tròn) - đây là nguồn gốc tên gọi "hồng cầu". Dưới kính hiển vi điện tử như hình bên, tế bào hồng cầu có hình đĩa lõm hai mặt với đường kính khoảng 7,8 µm (1000.000 µm = 1m), độ dày 2,5 µm ở chỗ dày nhất và không quá 1 µm ở trung tâm. Thể tích trung bình của hồng cầu vào khoảng 90-95 µm³ (có tác giả cho rằng từ 76 - 96). Hồng cầu có khả năng biến dạng rất cao mà không bị vỡ, rách khi di chuyển qua các mao mạch chật hẹp. Đó là nhờ màng tế bào hồng cầu vừa có tính dẻo dai lại có thừa khả năng chứa các thành phần bên trong (ví như một chiếc bao đựng còn nhiều khoảng trống).

Cơ quan sản xuất hồng cầu

Trong những tuần lễ đầu tiên của phôi, những tế bào hồng cầu có nhân được tạo ra trong túi noãn hoàng. Ba tháng giữa thai kì, gan (chủ yếu), lách và các hạch lympho là những cơ quan tạo hồng cầu (tạo hồng cầu có nhân). Từ những tháng cuối thai kì về sau, chỉ có tủy xương là nơi tạo hồng cầu.
Dưới 5 tuổi, hầu như tủy xương nào cũng tạo hồng cầu. Lớn lên, tủy các xương ống (trừ đoạn gần của xương cánh tay và xương chày) dần dần mỡ hóa và không sản xuất hồng cầu nữa. Sau tuổi 20, hồng cầu được tạo ra trong tủy các xương dẹt (như xương đốt sống, xương ức, xương sườn, xương vai, xương chậu, xương sọ). Càng lớn tuổi, chức năng sinh hồng cầu càng giảm.

Điều hòa hoạt động tạo hồng cầu - vai trò của erythropoietin

Lượng hồng cầu trong cơ thể cần được giữ ở mức thích hợp, không quá ít nhằm đảm bảo chức năng cung cấp ôxy cho cơ thể, nhưng cũng không quá nhiều làm cản trở sự tuần hoàn của máu.

Yếu tố chủ yếu điều hòa sản xuất hồng cầu: mức độ ôxy hóa của cơ thể

Bất kỳ lý do nào làm giảm lượng ôxy chuyên chở tới các mô cũng kích thích sự tạo hồng cầu. Bởi vậy, khi cơ thể bị thiếu máu, tủy xương sẽ tăng sinh hồng cầu. Khi phần lớn tủy xương bị hủy hoại (chẳng hạn do xạ trị ung thư), các phần tủy còn sót lại cũng sẽ tăng dưỡng để bù đắp cho cán cân cung - cầu.
Càng lên cao so với mực nước biển, nồng độ ôxy trong không khí càng loãng. Sự tạo hồng cầu ở cư dân các vùng cao (như Đà Lạt, Sa Pa, La Paz v.v.) cũng nhiều hơn so với cư dân các vùng thấp. Trong trường hợp này, sự thiếu ôxy chứ không phải thiếu máu đã kích thích tạo hồng cầu mới.
Sự sản xuất hồng cầu cũng được đẩy mạnh trong một số bệnh. Nhất là các bệnh của hệ tuần hoàn và hệ hô hấp làm giảm chức năng bơm máu đến các mô, hoặc giảm khả năng hấp thu ôxy tại phổi.

Erythropoietin và đáp ứng với tình trạng thiếu ôxy

Một hormon tên gọi erythropoietin (EPO) là chất kích thích chính yếu của quá trình tạo hồng cầu để đáp ứng với tình trạng thiếu ôxy. Đó là một glycoprotein có khối lượng phân tử 34 KDa. Thiếu vắng hormon này, tình trạng thiếu ôxy không làm tăng hoặc làm tăng không đáng kể hoạt động tạo hồng cầu. Bình thường, tình trạng thiếu ôxy sẽ làm tăng đáng kể sự sản xuất erythropoietin, kéo theo là sự tăng sản xuất hồng cầu cho đến khi tình trạng thiếu ôxy được giải quyết.

Erythropoietin được sản xuất chủ yếu tại thận

Ở người bình thường, 90% lượng erythropoietin trong cơ thể được sản xuất ở thận (phần còn lại chủ yếu được sản xuất ở gan). Hiện nay người ta chưa biết chính xác phần nào của thận sản xuất hormon này.
Có giả thuyết cho rằng các tế bào biểu mô ống thận tiết erythropoietin, bởi ống thận có nhu cầu ôxy rất cao, sự thiếu ôxy sẽ kích thích khu vực này tiết EPO.
Tuy nhiên, khi có tình trạng thiếu ôxy cục bộ tại những cơ quan khác (khi thận vẫn được cấp máu đầy đủ), chức năng tạo erythropoietin của thận vẫn được kích thích. Do đó người ta tin rằng còn có những cảm thụ quan ngoài thận đã gửi tín hiệu đến thận. Thực nghiệm đã cho thấy norepinephrin, epinephrin và vài prostaglandin có vai trò kích thích sản xuất erythropoietin.
Khi cả hai thận bị mất chức năng do bệnh hoặc bị cắt bỏ, bệnh nhân sẽ bị thiếu máu nặng, do lượng erythropoietin sản xuất bởi gan và các mô khác chỉ đảm bảo cho sự sản xuất hồng cầu được có 1/3 đến 1/2 nhu cầu.

Sự trưởng thành của hồng cầu - nhu cầu vitamin B12 và axit folic

Với một đời sống chỉ độ 120 ngày, hồng cầu là một trong những loại tế bào được thay thế nhiều nhất của cơ thể. Lẽ dĩ nhiên, vai trò của dinh dưỡng rất quan trọng trong sự sinh sản và trưởng thành của hồng cầu.
Vitamin B12 và axit folic là các chất dinh dưỡng hết sức cần thiết cho sự trưởng thành của hồng cầu. Cả hai đều tham gia (bằng hai cơ chế khác nhau) vào việc tạo thymidin triphosphat, một trong 4 thành phần chính của ADN. Do đó, thiếu vitamin B12 và axit folic gây thiếu ADN hoặc tạo ra các ADN bất thường, ảnh hưởng đến sự trưởng thành của nhân và sự phân chia tế bào. Lúc đó, các tủy bào thay vì phát triển nhanh chóng, chúng lại đi vào máu tuần hoàn dưới dạng hồng cầu bất thường (đại bào), với lớp màng mong manh và thường có dạng trứng, to thay vì dạng đĩa lõm hai mặt. Các đại bào vẫn thực hiện được chức năng chở ôxy nhưng với hình dạng và lớp màng như vậy, chúng rất yểu mệnh, tuổi thọ chỉ bằng 1/3 đến 1/2 so với hồng cầu bình thường.

Rối loạn hấp thu axit folic

Axit folic (hay axit pteroylglutamic) có trong các loại rau xanh, nhiều loại trái cây, cũng như gan, thịt động vật. Tuy vậy, nó rất dễ bị hủy trong khi đun nấu. Các rối loạn hấp thu axit folic thường kèm với rối loạn hấp thụ vitamin B12, chẳng hạn trong bệnh sprue (viêm ruột loét miệng). Không hấp thu được axit folic cũng dẫn đến rối loạn sự trưởng thành của hồng cầu.

Sự hủy hemoglobin

Khi hồng cầu vỡ ra và phóng thích hemoglobin chứa bên trong, hemoglobin gần như lập tức được hấp thụ bởi các đại thực bào tại khắp nơi trong cơ thể, nhưng chủ yếu là bởi các tế bào Kupffer ở gan và các đại thực bào ở lách và tủy xương.
Vài giờ đến vài ngày sau, các đại thực bào sẽ "nhả" sắt lấy từ hemoglobin trở lại máu. Sắt được chuyên chở (như miêu tả trong bài chuyển hóa sắt) đến tủy xương để tạo hồng cầu mới hoặc đến gan và các mô khác để dự trữ.
Thành phần porphyrin của hemoglobin sau khi trải qua một loạt các biến đổi, trở thành sắt tố mật (tức bilirubin), chất này theo tĩnh mạch lách đổ vào tĩnh mạch cửa vào gan, được gan sử dụng để tổng hợp mật phục vụ tiêu hóa.