Huyết

Huyết là một loại mô di động bao gồm các tế bào (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu) và huyết tương. Chức năng chủ yếu của huyết là cung cấp chất dinh dưỡng, xây dựng mô và loại bỏ các chất thải như carbon dioxide và axit lactic trong cơ thể. Huyết cũng đóng vai trò là phương tiện vận chuyển các tế bào bảo vệ cũng như tế bào bệnh lý và các chất khác (như amino acid, lipid, hormone) giữa các mô và cơ quan. Các rối loạn về thành phần của huyết hoặc sự tuần hoàn của nó có thể gây ảnh hưởng đến chức năng của nhiều cơ quan khác.

Có hai hệ tuần hoàn chính, tương đối độc lập về cấu trúc nhưng liên kết chặt chẽ về chức năng: tuần hoàn phổi (hay còn gọi là tiểu tuần hoàn) và tuần hoàn hệ thống (hay còn gọi là đại tuần hoàn). Cả hai hệ tuần hoàn đều hoạt động chủ yếu nhờ sức bơm của trái tim.

Các thành phần cấu tạo của huyết người

Huyết chiếm khoảng 7% tổng trọng lượng cơ thể, với mật độ trung bình vào khoảng 1060 kg/m³, gần tương đương với mật độ của nước tinh khiết (1000 kg/m³). Một người trưởng thành thường có khoảng 5 lít huyết, bao gồm nhiều loại huyết cầu khác nhau và huyết tương. Các huyết cầu bao gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Trong huyết, hồng cầu chiếm khoảng 45%, huyết tương khoảng 54,3%, và bạch cầu khoảng 0,7%.

Huyết cầu

Các thành phần hữu hình bao gồm:

• Hồng cầu: chiếm khoảng 95%. Ở động vật có vú, hồng cầu trưởng thành không có nhân và các bào quan. Hồng cầu chứa hemoglobin và có nhiệm vụ chính là vận chuyển và phân phối oxy cùng với cacbonic.
• Bạch cầu: chiếm khoảng 4%, là thành phần quan trọng của hệ miễn dịch, có nhiệm vụ tiêu diệt các tác nhân gây nhiễm trùng và kích hoạt đáp ứng miễn dịch của cơ thể.
• Tiểu cầu: chiếm khoảng 1%, đóng vai trò quan trọng trong quá trình đông máu. Tiểu cầu tham gia sớm vào việc hình thành nút tiểu cầu, bước đầu của quá trình tạo cục máu đông trong các chấn thương mạch máu nhỏ.

Huyết tương

Huyết tương là một dung dịch chiếm 90% là nước, phần còn lại khoảng 10% là các protein huyết tương cùng nhiều chất khác với lượng rất nhỏ, đôi khi chỉ ở dạng vết. Các thành phần chính trong huyết tương bao gồm:

• Albumin
• Các yếu tố đông máu
• Các globulin miễn dịch (immunoglobulin) hay kháng thể (antibody)
• Các hormone
• Các protein khác
• Các chất điện giải (chủ yếu là Natri và Clo, ngoài ra còn có canxi, kali, phosphate)
• Các chất thải khác của cơ thể

Trong cơ thể, dưới sự điều khiển của cơ tim, hệ thần kinh thực vật và các hormone, máu lưu thông không hoàn toàn theo quy luật của lực hấp dẫn. Ví dụ, dù não là cơ quan nằm cao nhất, nó vẫn nhận được lượng máu lớn hơn nhiều so với bàn chân, đặc biệt khi hoạt động trí óc.

Ở người và các sinh vật sử dụng hemoglobin khác, máu khi được oxy hóa có màu đỏ tươi (máu động mạch). Trong khi đó, máu không còn oxy có màu đỏ sẫm (máu tĩnh mạch).

Độ pH của huyết

Độ pH của huyết trong động mạch thường dao động xung quanh mức 7,40 (từ 7,35 đến 7,45), mang tính kiềm nhẹ. Khi pH huyết giảm dưới 7,35, gọi là toan máu (thường do nhiễm toan), và khi pH huyết trên 7,45, gọi là kiềm máu (thường do nhiễm kiềm). Độ pH huyết cùng với các chỉ số áp lực carbonic (PaCO2), bicarbonate (HCO3-) và kiềm dư (base excess) là các chỉ số xét nghiệm khí huyết quan trọng để theo dõi cân bằng toan-kiềm. Tỷ lệ thể tích huyết so với cơ thể thay đổi theo tuổi tác và tình trạng sức khỏe. Trẻ em có tỷ lệ này cao hơn người trưởng thành, và phụ nữ mang thai cũng có tỷ lệ cao hơn phụ nữ không mang thai. Ở người trưởng thành phương Tây, thể tích huyết trung bình khoảng 8 lít, trong đó có 2,7 đến 3 lít huyết tương. Tổng diện tích bề mặt của các hồng cầu (rất quan trọng trong trao đổi khí) lớn gấp 2.000 lần diện tích da cơ thể.

Huyết ở các động vật có xương sống khác

Chức năng của huyết

• Vận chuyển: Huyết vận chuyển oxy từ phổi đến tế bào và nhận oxy từ tế bào về phổi để thải ra ngoài, hỗ trợ quá trình hô hấp; các chất dinh dưỡng từ hệ tiêu hóa được huyết đưa đến các cơ quan để nuôi tế bào; huyết chuyển hormon và các chất dẫn truyền đến các cơ quan đích; huyết còn vận chuyển nhiệt từ các bộ phận bên trong cơ thể ra da và đường hô hấp để thải nhiệt ra ngoài.
• Điều hòa pH huyết: nhờ các thành phần như điện giải K+, CH-, H+,... hệ thống đệm trong huyết chuyển các axit và base mạnh thành các axit và base yếu, hạn chế sự thay đổi pH trong quá trình chuyển hóa.
• Điều hòa thân nhiệt: Huyết có khả năng điều chỉnh nhiệt độ cơ thể nhanh chóng. Huyết chứa nhiều nước có tỷ lệ nhiệt cao, nước bốc hơi giúp giảm nhiệt khi nóng, và nước giữ nhiệt chuyển đến các cơ quan để chống lạnh. Nước trong huyết là chất dẫn nhiệt hiệu quả, nhạy cảm trong việc chuyển nhiệt đến nơi cần thiết.
• Bảo vệ cơ thể: các bạch cầu trong huyết có khả năng thực bào và tiêu diệt vi khuẩn. Ngoài ra, huyết còn chứa nhiều kháng thể và kháng độc giúp bảo vệ cơ thể.

Chức năng sinh lý của huyết

Chu kỳ sống

Trong giai đoạn phát triển phôi, quá trình tạo huyết (haematopoiesis) bắt đầu tại túi noãn hoàng (yolk sack) và sau đó tiếp tục tại gan. Khi trẻ ra đời, việc tạo huyết chủ yếu diễn ra ở tủy xương (phần tủy đỏ). Gan sản xuất chủ yếu các thành phần protein như albumin. Hormone được sản xuất bởi các tuyến nội tiết. Thành phần nước được điều chỉnh chủ yếu bởi hệ tiêu hóa và thận dưới sự kiểm soát của mạng lưới thần kinh-thể dịch phức tạp.

Các tế bào máu được phân giải chủ yếu tại lách và tế bào Kupffer ở gan. Gan cũng đảm nhận việc thanh lọc protein và amino acid. Thận bài tiết các chất thải từ quá trình chuyển hóa mà huyết mang đến, tạo thành nước tiểu. Tuổi thọ trung bình của hồng cầu là khoảng 120 ngày. Sau thời gian này, chúng sẽ bị phá hủy và được thay thế bởi các tế bào máu mới. Một phần của hồng cầu bị phân hủy sẽ được tái sử dụng cho quá trình tạo huyết, trong khi phần còn lại được đào thải ra ngoài (chẳng hạn như sắc tố mật bilirubin).

Vận chuyển oxy

Có nhiều phương pháp để đánh giá tình trạng oxy hóa của máu, trong đó độ bão hòa hemoglobin là một chỉ số quan trọng. Độ bão hòa hemoglobin không tuyến tính theo áp lực oxy riêng phần trong máu. Khi áp lực oxy trong máu động mạch thấp, sự thay đổi nhỏ có thể ảnh hưởng lớn đến độ bão hòa oxy của hemoglobin. Tuy nhiên, khi áp lực oxy đạt đến một mức nhất định, sự thay đổi ít tác động hơn đến độ bão hòa. Khoảng 98,5% oxy trong máu động mạch của người khỏe mạnh gắn với hemoglobin (Hb), còn lại 1,5% hòa tan trong máu. Hemoglobin là chất vận chuyển oxy chính ở động vật có vú.

Trong tuần hoàn hệ thống, các động mạch dẫn máu đã oxy hóa (máu đỏ) từ tim trái đến các tiểu động mạch rồi đến mao mạch trong các cơ quan và mô. Tại đây, một phần oxy được tiêu thụ và máu thu nhận khí carbonic và chất thải, sau đó đi vào các tiểu tĩnh mạch, tiếp theo là tĩnh mạch và trở lại tim phải để được bơm lên phổi trao đổi oxy. Máu với độ bão hòa oxy khác nhau sẽ hấp thụ ánh sáng hồng ngoại khác nhau. Đây là nguyên tắc cơ bản của phương pháp đo bão hòa oxy qua mạch nảy (pulse oximetry) dùng trong cấp cứu và hồi sức. Tuần hoàn phổi và nhau thai không tuân theo nguyên tắc này. Máu từ phổi (về tim trái qua các tĩnh mạch phổi) có độ bão hòa oxy từ 96 đến 97%. Máu bị khử oxy từ tim phải lên phổi có độ bão hòa khoảng 75%. Ở thai nhi, do nhận oxy từ nhau thai, áp lực oxy riêng phần thấp hơn nhiều nên thai nhi sản xuất một dạng hemoglobin khác là Hb F (F từ Fetus: thai nhi), có ái tính cao với oxy so với hemoglobin người lớn Hb A (A từ Adult: trưởng thành). Nhờ ái tính cao của HbF, thai nhi có thể thu nhận đủ oxy từ nguồn cung cấp với độ bão hòa thấp.

Ở côn trùng, máu không có chức năng vận chuyển oxy. Các lỗ khí nhỏ trên cơ thể của chúng, gọi là khí quản, cho phép oxy khuếch tán trực tiếp vào các mô. Máu ở côn trùng chỉ vận chuyển chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải.

Giống như ở côn trùng, một số động vật không xương sống nhỏ cũng hấp thụ oxy qua quá trình khuếch tán trực tiếp từ môi trường vào huyết tương. Tuy nhiên, các động vật lớn hơn cần các protein hô hấp để tăng cường khả năng vận chuyển oxy. Hemoglobin (màu đỏ chứa sắt) là loại protein hô hấp phổ biến nhất trong tự nhiên. Haemocyanin (màu xanh dương) chứa đồng, được tìm thấy ở các loài giáp xác và động vật thân mềm.

Ở nhiều động vật không xương sống, các protein vận chuyển oxy lưu thông tự do trong máu. Ngược lại, động vật có xương sống sở hữu các hồng cầu đã biệt hóa, giúp cơ thể chứa một lượng lớn các sắc tố hô hấp mà không làm tăng độ nhớt của máu hay ảnh hưởng đến các cơ quan lọc như thận.

Vận chuyển khí carbonic

Khi máu động mạch đi qua các mao mạch, khí carbonic khuếch tán từ các mô vào máu. Một phần khí carbonic hòa tan trong máu, một phần khác kết hợp với hemoglobin tạo thành carbamino hemoglobin. Phần còn lại được chuyển đổi thành bicarbonate và ion hydro. Phần lớn khí carbonic được vận chuyển dưới dạng ion bicarbonate trong máu.

Vận chuyển ion hydro

Một phần oxyhemoglobin khi mất oxy chuyển thành Hb khử oxy. Hb khử oxy có ái tính với ion hydro cao hơn so với oxyhemoglobin. Sau khi máu đã thực hiện trao đổi khí tại các mô, lượng Hb khử oxy tăng lên và đồng thời nồng độ ion hydro cũng tăng. Nhờ vậy, phần lớn ion H+ được vận chuyển bởi Hb khử oxy.

Sinh lý bệnh

Y học cổ đại

Trong y học của Hippocrates, máu được coi là một trong bốn dịch thể cơ bản (cùng với dịch nhầy, mật vàng và mật đen). Do nhiều bệnh lý thời đó được cho là do thừa máu, phương pháp trích máu được sử dụng rộng rãi và kéo dài đến tận thế kỷ 19.

Chẩn đoán

Xét nghiệm máu thường được sử dụng để xác định các rối loạn máu cũng như các vấn đề liên quan đến hầu hết các cơ quan trong cơ thể.

Các xét nghiệm huyết học phổ biến bao gồm:

• Công thức máu
• Huyết tủy đồ
• Xét nghiệm chức năng đông máu (bao gồm đánh giá từng yếu tố đông máu hoặc toàn bộ hệ thống các yếu tố liên quan)

Các xét nghiệm vi sinh vật bao gồm:

• Cấy máu
• Kiểm tra máu để phát hiện ký sinh trùng sốt rét
• Xét nghiệm huyết thanh học: bao gồm nhiều loại xét nghiệm khác nhau

Xét nghiệm hóa sinh bao gồm các kiểm tra sau:

• Điện giải đồ
• Urê và creatinin
• Khí máu
• Protein trong máu
• Đường huyết
• Xét nghiệm viêm và nhiều loại xét nghiệm khác

Bệnh lý

Rối loạn lưu thông máu và các thành phần máu đóng vai trò quan trọng trong nhiều loại bệnh lý khác nhau:

• Vết thương có thể gây chảy máu ở mức độ khác nhau. Đối với vết thương nhỏ, tiểu cầu nhanh chóng tạo nút chặn máu và khởi động phản ứng đông máu. Tuy nhiên, với vết thương lớn hơn, cơ chế này không còn hiệu quả và nếu không được điều trị kịp thời, có thể dẫn đến sốc mất máu và tử vong. Tổn thương nội tạng có thể gây chảy máu trong, thường gặp là trong ổ bụng hoặc não.
• Cản trở lưu thông máu có thể dẫn đến thiếu máu cục bộ và tổn thương tái tưới máu nếu kéo dài thời gian ngắn, hoặc gây nhồi máu và hoại tử nếu kéo dài hơn.
• Bệnh huyết hữu (Haemophilia) là bệnh lý di truyền lặn, chủ yếu gặp ở nam giới, do thiếu yếu tố đông máu. Trẻ em có thể gặp biến chứng nặng nề như xuất huyết nội tạng hoặc chảy máu khi thực hiện thủ thuật, và lâu dài có thể dẫn đến thoái hóa khớp.
• Bệnh bạch cầu cấp (hay bệnh máu trắng) là nhóm các bệnh ung thư máu phát sinh từ tổ chức tạo máu.
• Mất máu nghiêm trọng do chấn thương, phẫu thuật hoặc tai biến sản khoa thường yêu cầu truyền máu.
• Thiếu máu dinh dưỡng ở trẻ em và phụ nữ mang thai, hoặc thiếu máu do nhiễm vi sinh vật như giun móc, thường thấy ở các nước nghèo và vùng nhiệt đới.
• Thalasemia (thiếu máu vùng biển) là bệnh lý di truyền đầu tiên được phát hiện ở Địa Trung Hải và hiện đã được tìm thấy ở nhiều vùng và chủng tộc khác nhau.
• Bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm là một bệnh di truyền, thường gặp ở người gốc châu Phi.

Máu có thể là phương tiện truyền các bệnh nhiễm trùng như AIDS, viêm gan B và C, nhiễm virus vùi hạt cự bào (CMV), và đôi khi cả sốt rét.

Điều trị

Truyền máu là phương pháp trực tiếp nhất để cung cấp máu, sử dụng máu từ người hiến tặng. Có nhiều hệ nhóm máu khác nhau, trong đó phổ biến là hệ ABO và Rhesus. Việc xác định đúng nhóm máu và kiểm tra các tác nhân gây bệnh trước khi truyền là yêu cầu bắt buộc và nghiêm ngặt.

Hiện nay, xu hướng là không sử dụng máu toàn phần. Máu từ người hiến được tách ra thành các chế phẩm riêng biệt tùy theo nhu cầu. Các chế phẩm thường gặp bao gồm tiểu cầu khối, hồng cầu khối, huyết tương tươi đông lạnh, tủa lạnh, các yếu tố đông máu, và globulin miễn dịch.

Để biết thêm thông tin chi tiết về điều trị, xin vui lòng tham khảo các bài viết riêng biệt.