Hồng cầu là gì? Cấu tạo, đặc điểm và chức năng của hồng cầu

Hồng cầu hay tế bào hồng cầu, là thành phần chức năng của máu, chịu trách nhiệm vận chuyển khí và chất dinh dưỡng khắp cơ thể. Vai trò của hồng cầu rất quan trọng trong việc nghiên cứu nhiều quá trình bệnh lý ở nhiều hệ thống cơ quan khác nhau. Ở bài viết này, Mescells sẽ trình bày về cấu tạo, đặc điểm, chức năng và các bệnh lý liên quan đến hồng cầu.

1. Hồng cầu là gì?

Hồng cầu (hay hồng huyết cầu – Red blood cells) là một loại tế bào máu được tạo ra trong tủy xương. Những tế bào này chứa hemoglobin – protein giúp vận chuyển oxy từ phổi đến các mô và hỗ trợ chuyển oxy thành năng lượng. Đồng thời, chúng thu nhận carbon dioxide và đưa trở lại phổi để đào thải ra ngoài.

Kiểm tra số lượng hồng cầu trong máu thường là một phần của xét nghiệm công thức máu toàn phần (CBC). Xét nghiệm này có thể được sử dụng để phát hiện các bệnh như thiếu máu, mất nước, suy dinh dưỡng và bệnh bạch cầu.

Hồng cầu là tế bào máu quan trọng, vận chuyển oxy và chất dinh dưỡng đi khắp cơ thể 

2. Cấu tạo và đặc điểm của hồng cầu

2.1. Cấu tạo

Hồng cầu trưởng thành có hình dạng đĩa lõm hai mặt và không có nhân. Thiết kế này cho phép hồng cầu di chuyển linh hoạt trong hệ thống tim mạch và tăng diện tích bề mặt, hỗ trợ trao đổi khí đầy đủ và cho phép tế bào thực hiện chức năng của nó. Màng phospholipid hai lớp bao quanh cấu trúc của tế bào độc đáo này và được duy trì bởi một mạng lưới protein tạo nên bộ khung tế bào. Bộ khung tế bào này bao gồm spectrin, actin, band 3, protein 4.1 và ankyrin – cho phép tế bào hồng cầu duy trì tính toàn vẹn cấu trúc cũng như tính dẻo dai. (1)

Thành phần chính của hồng cầu là Hemoglobin, chiếm khoảng 34% trọng lượng và chứa sắt (Fe) có khả năng kết hợp với oxy và CO₂ để vận chuyển chúng trong máu, tạo màu đỏ đặc trưng. Ngoài ra, còn có màng tế bào cực kỳ linh hoạt và đàn hồi, cấu tạo từ lipid và protein, cho phép nó biến dạng khi di chuyển trong hệ tuần hoàn.

2.2. Đặc điểm và số lượng hồng cầu bình thường trong máu

Kích thước: Quan sát dưới kính hiển vi điện tử, tế bào hồng cầu có đường kính khoảng 7,8 μm; chỗ dày nhất là 2,5 μm và không quá 1 μm ở trung tâm. Thể tích trung bình của hồng cầu vào khoảng 85-95 fL.

Quá trình hình thành: Hồng cầu phát triển trong mô xương mềm của cơ thể (tủy xương), giải phóng vào máu khi hoàn toàn trưởng thành. Quá trình sản sinh hồng cầu kéo dài khoảng 7 ngày.

Thời gian tồn tại: Hồng cầu tồn tại khoảng 120 ngày. Sau đó, chúng mất màng tế bào và phần lớn được loại bỏ khỏi tuần hoàn bởi các tế bào thực bào của lá lách. Hemoglobin bị phân hủy chủ yếu bởi hệ thống heme oxygenase với các quá trình bảo tồn (và tái sử dụng sau đó) sắt, phân hủy heme thành bilirubin thông qua một loạt các bước enzym và tái sử dụng các axit amin. Việc duy trì số lượng hồng cầu ổn định đòi hỏi phải thay mới hàng ngày 1/120 số tế bào; hồng cầu chưa trưởng thành (hồng cầu lưới) liên tục được giải phóng và chiếm từ 0,5 đến 2,5% tổng số hồng cầu ngoại vi ở người lớn. (2)

Số lượng: Chỉ số hồng cầu thường nằm trong khoảng từ 4.2 đến 5.9 triệu tế bào/cm3, tương đương với số lượng hồng cầu được tính theo đơn vị quốc tế là 4.2 đến 5.9×1012 tế bào/l. Giá trị chuẩn của chỉ số RBC ở trẻ sơ sinh là 3.8 M/μl, với nữ giới là 3.9 – 5.6 M (million)/μl, còn với nam giới là 4.5 – 6.5 M/μl. Khi số lượng hồng cầu hay chỉ số RBC ít hay nhiều hơn so với tiêu chuẩn đều cho thấy những dấu hiệu bất thường từ cơ thể.

Tế bào hồng cầu có dạng hình đĩa lõm hai mặt với thành phần chính là Hemoglobin 

3. Chức năng của hồng cầu

3.1. Vận chuyển oxy

Chức năng chính của hồng cầu là vận chuyển oxy từ phổi đến các mô và loại bỏ carbon dioxide từ các mô trở lại phổi. Điều này được thực hiện nhờ sự hiện diện của Hemoglobin trong hồng cầu, chất này liên kết với oxy và cho phép vận chuyển oxy khắp cơ thể.

3.2. Vận chuyển dinh dưỡng

Vai trò của hồng cầu còn bao gồm việc vận chuyển chất dinh dưỡng khắp cơ thể. Chúng giúp vận chuyển axit amin, các axit béo, glucose từ mao ruột non đến tế bào và những tổ chức trong cơ thể.

3.3. Điều hòa độ nhớt máu

Hồng cầu cũng đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ nhớt của máu và lưu lượng máu trong vi tuần hoàn. Chúng có thể thay đổi hình dạng và biến dạng để đi qua các mao mạch hẹp và duy trì lưu lượng máu.

3.4. Điều chỉnh độ pH

Hồng cầu đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng axit-bazơ toàn thân bằng cách điều chỉnh mức độ pH trong máu. Chúng chứa carbonic anhydrase, một loại enzyme xúc tác quá trình chuyển đổi carbon dioxide và nước thành ion bicarbonate và proton, giúp duy trì độ pH của máu.

3.5. Chức năng miễn dịch

Các tế bào hồng cầu đã được chứng minh là tương tác với các tế bào miễn dịch và điều hòa phản ứng miễn dịch. Hơn nữa, tế bào hồng cầu có thể đóng vai trò trong việc loại bỏ mầm bệnh và phức hợp miễn dịch cũng như trong việc điều hòa viêm. Hiểu được vai trò của tế bào hồng cầu trong chức năng miễn dịch có thể có ý nghĩa quan trọng đối với việc chẩn đoán và điều trị các rối loạn liên quan đến miễn dịch khác nhau. (3)

3.6. Chuyển hóa

Hồng cầu có quá trình trao đổi chất độc đáo bao gồm đường phân, con đường pentose phosphate và con đường methemoglobin reductase. Những con đường này cho phép sản xuất năng lượng và duy trì tính toàn vẹn của tế bào.

3.7. Sinh hóa

Hồng cầu là tế bào hoạt động chuyển hóa, sản xuất adenosine triphosphate (ATP) thông qua con đường đường phân. Quá trình chuyển hóa của hồng cầu được điều chỉnh bởi nhiều enzyme và đồng yếu tố, chẳng hạn như glucose-6-phosphate dehydrogenase, pyruvate kinase và NADPH.

Hồng cầu vận chuyển oxy từ phổi đến các mô

4. Các bệnh lý liên quan đến hồng cầu

Các bệnh về hồng cầu (RBC) liên quan đến sự sản sinh, cấu trúc hoặc phá hủy hồng cầu bất thường, dẫn đến các vấn đề về vận chuyển oxy. Các bệnh thường gặp bao gồm:

Bệnh thiếu máu

Thiếu máu là tình trạng đặc trưng bởi số lượng hồng cầu hoặc nồng độ hemoglobin giảm, có thể do nhiều yếu tố gây ra như thiếu hụt dinh dưỡng, rối loạn di truyền hoặc bệnh mạn tính. Một số tình trạng thiếu máu thường gặp bao gồm:

• Thiếu máu do thiếu sắt: Nguyên nhân phổ biến nhất, do cơ thể không đủ sắt để sản xuất hemoglobin.
• Thiếu máu tan máu: Hồng cầu bị phá hủy nhanh hơn mức tủy xương có thể sản xuất.
• Thiếu máu hồng cầu hình liềm: Bệnh di truyền khiến hồng cầu có hình dạng lưỡi liềm bất thường, dễ tắc nghẽn mạch máu và nhanh bị hủy hoại.
• Thiếu máu do thiếu vitamin B12 hoặc folate: Ảnh hưởng đến quá trình sản xuất hồng cầu.
• Suy tủy xương: Tủy xương không sản xuất đủ các tế bào máu, bao gồm cả hồng cầu

Bệnh đa hồng cầu (số lượng hồng cầu cao)

• Đa hồng cầu nguyên phát (Polycythemia vera): Một bệnh tăng sinh tủy ác tính khiến tủy xương sản xuất quá nhiều hồng cầu, làm máu đặc hơn, dễ gây cục máu đông và tắc nghẽn mạch.
• Đa hồng cầu thứ phát: Số lượng hồng cầu tăng do phản ứng với tình trạng thiếu oxy kéo dài (như bệnh phổi mạn tính, hút thuốc, hoặc sống ở vùng núi cao)

Bệnh lý hemoglobin

Bệnh hemoglobin là một nhóm rối loạn di truyền ảnh hưởng đến quá trình sản xuất hoặc cấu trúc của hemoglobin, protein chịu trách nhiệm vận chuyển oxy trong hồng cầu.

• Bệnh hồng cầu hình liềm: Là một bệnh lý hemoglobin phổ biến khiến hồng cầu trở nên cứng, dính và có hình lưỡi liềm, dẫn đến giảm lượng oxy cung cấp cho các mô và cơ quan
• Bệnh thalassemia: Một bệnh lý về hemoglobin khác do đột biến gen ảnh hưởng đến quá trình sản xuất hemoglobin
• Bệnh hemoglobin C: Là do đột biến gen ảnh hưởng đến quá trình sản xuất beta-globin. Trong bệnh này, có sự thay thế axit amin lysine cho axit glutamic ở vị trí số 6 của chuỗi beta-globin.
• Bệnh hồng cầu hình liềm hemoglobin: Là do đột biến gen ảnh hưởng đến quá trình sản xuất beta-globin. Trong bệnh này, có sự thay thế axit amin valine cho axit glutamic ở vị trí số 6 của chuỗi beta-globin.

Bất thường về bộ khung tế bào

Đây là một nhóm rối loạn di truyền ảnh hưởng đến hình dạng và độ ổn định của hồng cầu.

Bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm dễ tắc nghẽn mạch máu 

Hồng cầu không chỉ đơn thuần là những tế bào vận chuyển oxy – chúng là những tế bào chuyên biệt cao và đóng vai trò thiết yếu đối với sự sống còn của con người. Cấu trúc và chức năng độc đáo cho phép chúng di chuyển khắp mạng lưới mạch máu rộng lớn và cung cấp oxy duy trì sự sống một cách hiệu quả. Các nghiên cứu liên tục khám phá ra những khía cạnh mới của sinh học hồng cầu, nhờ đó tạo điều kiện cho việc chẩn đoán, điều trị và phòng ngừa tốt hơn cho một loạt các bệnh về máu và bệnh toàn thân.

NGUỒN THAM KHẢO

• (1): “Histology, Red Blood Cell – StatPearls – NCBI Bookshelf.” n.d. NCBI. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539702/. http://220.231.117.26/TapChi_YDHQS//Data/TapTinBaiVietPDF/TC%20SO%206-2018%20phan%20I%20sam_03.pdf.
• (2): Byrd, Robert C. n.d. “Red Blood Cell Production – Hematology – MSD Manual Professional Edition.” MSD Manuals. https://www.msdmanuals.com/professional/hematology-and-oncology/approach-to-the-patient-with-anemia/red-blood-cell-production.
• (3): Aradhya Giri. 2024. “Red Blood Cells in Health and Disease.” PubMed Central. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12499939/.

HỆ THỐNG Y TẾ CHUYÊN SÂU Y HỌC TÁI TẠO VÀ TRỊ LIỆU TẾ BÀO MESCELLS | MSC

• Hotline: 0866 022 097
• Địa chỉ: TT21, số 204 Nguyễn Tuân, phường Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.
• Fanpage: Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Tế Bào Mescells