CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Khái quát về hệ tuần hoàn máu 1.1 Hệ thống mạch máu trên cơ thể Hệ thống mạch máu của cơ thể là một hệ thống ống dẫn mang máu từ tim đến các cơ quan trong cơ thể để trao đổi chất. Tất cả những tế bào trong cơ thể đều cần oxy và các chất dinh dưỡng thiết yếu có trong máu. Nếu không có oxy và những chất dinh dưỡng này, tất cả các tế bào sẽ chết. Chính nhờ vào những hoạt động co bóp của tim, oxy và chất dinh dưỡng đến được các mô và cơ quan của cơ thể thông qua hệ thống mạch máu giúp duy trì hoạt động hàng ngày [4].
Không chỉ mang oxy và các chất dinh dưỡng đến mô cơ quan, mạch máu cũng là nơi vận chuyển carbon dioxide (CO2) và các sản phẩm dư thừa ra khỏi mô. CO2 sẽ được thải ra khỏi cơ thể thông qua phổi và hầu hết những sản phẩm dư thừa sẽ được đào thải qua thận. Chính nhờ hệ thống mạch máu này mà máu được lưu thông khắp cơ thể giúp duy trì các hoạt động hàng ngày của chúng ta. Tim phải là nơi nhận máu nghèo oxy từ các cơ quan trong cơ thể đổ về theo tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới vào tâm nhĩ phải.
Máu được vận chuyển xuống tâm thất phải và được bơm lên phổi. Tại các mao mạch phổi, oxy được trao đổi và thải carbon dioxide. Sau đó, máu theo tĩnh mạch phổi trở về tâm nhĩ trái. Vào lúc này, máu giàu oxy sẽ được đổ xuống tâm thất trái và được vận chuyển đến các mô cơ quan thông qua hệ thống mạch máu của cơ thể.
Máu được vận chuyển từ động mạch mang oxy và các chất dinh dưỡng đến trao đổi tại mao mạch và theo các tĩnh mạch trở về tim. Có ba loại mạch máu chính của cơ thể bao gồm: động mạch, mao mạch và tĩnh mạch. Bên cạnh đó, động mạch được chia thành mạng lưới những mạch máu nhỏ gọi là tiểu động mạch và tương tự có các tiểu tĩnh mạch hợp lại thành tĩnh mạch. Động mạch là những mạch máu mang máu giàu oxy từ tim đến tất cả các mô trong cơ thể.
Chúng chia thành nhiều Hình 1.1 Hệ thống mạch máu trên nhánh nhỏ và những nhánh này có thể cơ thể [43] được chia thành nhiều nhánh nhỏ hơn còn gọi là tiểu động mạch giúp mang máu đi được xa hơn vào đến tận cùng của mô cơ quan. 7 Mao mạch là những mạch máu nhỏ liên kết giữa các tiểu động mạch và tiểu tĩnh mạch. Những mạch máu này có thành mỏng cho phép oxy, các chất dinh dưỡng đi vào tế bào, carbon dioxide và các chất thải qua thành mạch để vào máu. Quá trình trao đổi chất giữa mô cơ quan và mạch máu sẽ diễn ra tại những mao mạch này.
Tĩnh mạch là những mạch máu có nhiệm vụ mang máu trở về tim. Kích thước của tĩnh mạch càng lớn khi vị trí càng nằm gần tim. Tĩnh mạch chủ trên là tĩnh mạch lớn nhất mang máu từ phần đầu và hai tay trở về tim, trong khi tĩnh mạch chủ dưới mang máu từ bụng và hai chi dưới.2 Các thành phần cơ bản của máu a) Máu Máu là một tổ chức trong cơ thể và là một tổ chức di động, được tạo thành từ các tế bào và huyết tương. Các tế bào bao gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu (Hình 1.
Huyết tương gồm các yếu tố đông máu, kháng thể, nội tiết tố, protein, muối khoáng và nước. Chức năng chính của máu là cung cấp các chất nuôi dưỡng để nuôi cơ thể và cấu tạo các tổ chức. Bên cạnh đó máu còn có chức năng loại bỏ các chất thải trong quá trình chuyển hóa của cơ thể như khí carbonic và acid lactic. Đồng thời là phương tiện vận chuyển của các tế bào (cả tế bào có chức năng bảo vệ cơ thể lẫn tế bào bệnh lý) và các chất khác nhau (các amino acid, lipid, hormone) giữa các tổ chức cơ quan trong cơ thể.
Máu là một tổ chức rất quan trọng, các rối loạn về thành phần cấu tạo của máu hay sự tuần hoàn thay đổi không bình thường của nó có thể dẫn đến rối loạn chức năng của nhiều cơ quan khác nhau. Cụ thể, máu có thể điều hòa cơ thể qua các chức năng sau: + Điều hòa hoạt động tuần hoàn, duy trì huyết áp. + Cung cấp oxy để sản xuất năng lượng cho toàn bộ cơ thể. + Đào thải CO2 qua phổi, đào thải nước - cặn bã qua đường nưóc tiểu, chuyển các chất về gan để tổng hợp chất mới và khử độc, đào thải qua mồ hôi, tiêu hủy tế bào già qua lách và tổ chức bên trong.
+ Vận chuyển chất dinh dưỡng và nội tiết tố.2 Các thành phần của máu [44] + Bảo vệ cơ thể, chống nhiễm trùng bằng cơ chế miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu. + Cầm máu bằng cơ chế đông máu. 8 b) Huyết tương Thành phần cơ bản của huyết tương là nước, chiếm khoảng 90%. Trong nước có một số lượng rất lớn các chất hòa tan, nồng độ của các chất này thay đổi tùy theo hoạt động của sinh vật và khác biệt từ một phần của hệ cơ quan này đến hệ khác.
Ðể tiện lợi, người ta thường chia những chất hòa tan này thành sáu loại: (1) các ion vô cơ và muối; (2) các protein huyết tương; (3) các chất dinh dưỡng hữu cơ; (4) các sản phẩm thải có nitơ; (5) các sản phẩm đặc biệt được chuyên chở; (6) các khí hòa tan. Các ion vô cơ và muối: Nồng độ của từng ion trong huyết tương được duy trì hằng định và được điều hòa nhờ nhiều yếu tố, đặc biệt là thận và các cơ quan bài tiết khác cũng như một số hormone. Sự ổn định này được gọi là sự cân bằng nội môi (homeostasis), đặc biệt cần thiết cho các chức năng của cơ thể. Khi nồng độ của các ion trong huyết tương tăng sẽ dẫn đến sự tăng các ion này trong dịch mô, gây ra những rối loạn nghiêm trọng.
Nồng độ của các ion này cũng rất quan trọng trong việc xác định độ pH của dịch cơ thể. Các protein huyết tương: Các protein huyết tương chiếm khoảng 7 - 9% trọng lượng huyết tương, gồm ba loại chính: fibrinogen, albumin và globulin, hầu hết đều được tổng hợp từ gan. Các protein này có vai trò quan trọng trong việc xác định áp suất thẩm thấu của huyết tương, ảnh hưởng đến sự trao đổi chất ở mao mạch và sự cân bằng nước của cơ thể. Chúng giúp ổn định pH của huyết tương cũng như kiểm soát độ nhớt của huyết tương.
Ngoài ra, khi liên kết với các hormone, acid béo hoặc các lipid, một số vitamin và các chất khoáng, các protein sẽ hổ trợ cho sự vận chuyển các chất này bởi máu. Thêm vào đó, fibrinogen và một số globulin có vai trò trong sự đông máu, một số globulin khác tham gia vào đáp ứng miễn nhiễm. Các chất dinh dưỡng hữu cơ: Các chất hữu cơ trong huyết tương gồm glucozo, các chất béo, phospholipid, acid amin, acid lactic và cholesterol. Một số được hấp thụ từ ruột, một số đi vào máu từ gan.
Acid lactic là sản phẩm của sự đường phân, chúng được chuyên chở từ máu vào gan. Tại đây một số được dùng để tái tổng hợp carbohydrate, một số sau đó được oxy hoá thành. Cholesterol có vai trò chính là tiền chất (precursor) của hầu hết các hợp chất steroid quan trọng trong cơ thể. Các sản phẩm thải có nitơ: Huyết tương cũng chuyên chở các sản phẩm thải có nitơ từ các cơ quan bài tiết như thận.
Ở động vật hữu nhũ, những chất thải nầy chủ yếu ở dạng ure, một số ít là ammonia và acid uric. Các sản phẩm đặc biệt được chuyên chở: Trong số các sản phẩm được huyết tương chuyên chở, các hormone có vai trò đặc biệt quan trọng. Các khí hòa tan: Có ba chất khí chính hòa tan trong huyết tương. Một là N₂ khuếch tán từ phổi vào máu, trơ về mặt sinh lý.
Hai khí khác là đặc biệt quan trọng sẽ được đề cập chi tiết ở phần sau. 9 c) Hồng cầu Quan sát dưới kính hiển vi điện tử, tế bào hồng cầu có hình dạng đĩa lõm hai mặt với đường kính khoảng 7,8 micromet, chỗ dày nhất khoảng 2,5 micromet và không quá 1 micromet ở trung tâm. Thể tích trung bình của hồng cầu khoảng 76 – 96 micromet. Hồng cầu có khả năng biến dạng lớn, không bị rách hay vỡ khi di chuyển là nhờ lớp màng bọc dẻo dai bên ngoài.
Thành phần chính của hồng cầu là hemoglobin – protein giàu sắt tạo màu đỏ cho máu. Mỗi phân tử hemoglobin bao gồm 4 nguyên tử sắt, mỗi nguyên tử sắt sẽ liên kết với 1 phân tử oxy và 2 nguyên tử oxy. Hemoglobin chiếm khoảng 33% của 1 tế bào hồng cầu, có mật độ 14 g/dL ở nữ giới và 15,5 g/dL ở nam giới.3 Cấu trúc nhóm Hemoglobin [45] Giai đoạn phát triển từ tế bào tiền nguyên hồng cầu đến hồng cầu lưới diễn ra trong tuỷ xương. Tiếp theo hồng cầu lưới phóng thích ra máu ngoại vi từ 24 – 48 giờ thì mạng lưới biến mất và trở thành hồng cầu trưởng thành.
Người ta sử dụng chỉ số RBC (Red Blood Cell) khi xét nghiệm để tính toán số lượng hồng cầu trong máu. Bình thường, giá trị chỉ số RBC nằm trong khoảng từ 4,2 – 5,9 triệu tế bào/cm³. Giá trị chỉ số RBC thay đổi tùy theo đối tượng được xét nghiệm: – Nam giới: 4.6 M/µl – Trẻ sơ sinh: khoảng 3.8 M/µl Chỉ số RBC giảm dưới chuẩn thường xuất hiện ở người già, phụ nữ mang thai, hoặc là dấu hiệu cho biết bệnh nhân bị thấp khớp cấp, suy tủy, thận và ung thư. Mức hồng cầu bất thường có thể là dấu hiệu của tình trạng thiếu máu, mất nước, xuất huyết, các chứng rối loạn khác về hồng huyết cầu.
10 Phân tử Hemoglobin (Hb) là một protein hình cầu có bốn chuỗi polypeptide. Mỗi chuỗi đều có chứa một nhóm phụ phức tạp gọi là nhóm Hem, có một nguyên tử Fe ở trung tâm (Hình 1. Mỗi nguyên tử Fe của Hb có thể kết hợp với một nguyên tử oxy. Ở phổi, nồng độ oxy trong môi trường chung quanh tương đối cao, mỗi phân tử Hb kết hợp với bốn phân tử oxy tạo thành một hợp chất là oxyhemoglobin làm cho máu có màu đỏ tươi.
Trong mao mạch của hệ tuần hoàn, nơi có nồng độ oxy tương đối thấp, Hb sẽ phóng thích oxy. Khả năng máu chuyên chở O₂ tùy thuộc vào số lượng hồng cầu trên một đơn vị thể tích, kích thước hồng cầu và số Hb trong mỗi tế bào hồng cầu. Tình trạng gọi là thiếu máu (anemia) xảy ra khi tổng Hb trong máu thấp.