Chuyển hóa sắt: tổng hợp hemoglobin

2020-10-27 02:50 PM

Khi hồng cầu bị phá hủy, các hemoglobin từ các tế bào này được đưa vào các tế bào monocytemacrophage. Sắt giải phóng và được lưu trữ chủ yếu trong ferritin được sử dụng khi cần thiết cho sự hình thành của hemoglobin mới.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Sắt là nguyên tố thiết yếu cho không chỉ tổng hợp hemoglobin mà còn cho các phân tử khác trong cơ thể (ví dụ: myoglobin, cytochromes, cytochrome oxydase, peroxydase và catalase), do đó cần hiểu rõ cơ chế sắt được sử dụng trong cơ thể. Tổng lượng sắt trong cơ thể khoảng 4-5 grams, 65% ở trong hemoglobin, khoảng 4% ở trong myoglobin, 1% trong các hợp chất chứa heme xúc tác các phản ứng oxy hóa nội bào, 0,1% liên kết với transferrin trong huyết tương, 15-30% liên kết với ferritin được dự trử để sử dụng sau trong hệ thống liên võng nội mô và nhu mô gan.

Vận chuyển và dự trữ sắt

Hình trình bày quá trình vận chuyển, dự trữ và chuyển hóa sắt trong cơ thể. Sau khi được hấp thu từ ruột non, sắt được đưa vào huyết tương và gắn với một β-protein là apotransferrin tạo thành transferring và được vận chuyển trong dòng máu. Sắt liên kết lỏng lẻo với transferring và có thể giải phóng cho bất kì mô nào trong cơ thể. Sắt dư thừa được dự trữ trong nhu mô gan và ít hơn tại hệ thống các tế bào võng nội mô của tủy xương.

Vận chuyển và chuyển hóa sắt

Hình. Vận chuyển và chuyển hóa sắt

Trong tế bào chất. sắt gắn với apoferritin tạo nên ferritin. Apoferritin nặng khoảng 460.000 Da và gắn được với lượng lớn sắt tại các cụm gốc liên kết; do đó, một phân tử có thể đang có 1 lượng lớn hoặc nhỏ sắt, sắt này được gọi là sắt dự trữ.

Có một lượng sắt dự trữ nhỏ hơn không tan dưới dạng hemosiderin, dạng này đặc biệt cần khi lượng sắt thừa vượt quá khả năng dự trữ của apoferritin. Hemosidrin là phân tử lớn có thể quan sát bằng kính hiển vi, ngược lại ferritin rất nhỏ và phân tán nên phải quan sát bằng kính hiển vi điển tử.

Khi lượng chất sắt trong huyết tương giảm xuống thấp, một số sắt trong các bể chứa ferritin được giải phóng một cách dễ dàng và vận chuyển dưới dạng transferrin trong huyết tương đến các khu vực của cơ thể, nơi cần thiết. Một đặc trưng của phân tử transferrin là nó liên kết mạnh với thụ thể ở màng tế bào của erythroblasts (nguyên hồng cầu) trong tủy xương. Sau đó, sắt được đưa vào erythroblasts bởi endocytosis (hốc thực bào). Transferrin cung cấp sắt trực tiếp đến ti thể (mitochondria), nơi heme được tổng hợp. Ở những người không có đủ lượng transferrin trong máu, thiếu vận chuyển sắt vào erythroblasts có thể gây ra thiếu máu hypochromic nặng ( thiếu máu nhược sắc, tức là, hồng cầu ít hemoglobin hơn rất nhiều so với bình thường).

Khi hồng cầu đã sống khoảng 120 ngày và bị phá hủy, các hemoglobin từ các tế bào này được đưa vào các tế bào monocytemacrophage (thực bào đơn nhân). Sắt giải phóng và được lưu trữ chủ yếu trong ferritin được sử dụng khi cần thiết cho sự hình thành của hemoglobin mới.

Lượng mất hàng ngày của sắt. Đàn ông đào thải ra khoảng 0,6 mg sắt mỗi ngày, chủ yếu qua phân. Số lượng bổ sung sắt bị mất khi chảy máu xảy ra. Đối với phụ nữ, mất máu kinh nguyệt gây tổn thất kho sắt dài hạn với mức trung bình khoảng 1,3 mg / ngày.

Hấp thu sắt từ ruột

Sắt được hấp thu từ tất cả các đoạn của ống tiêu hóa, hầu hết theo cơ chế sau. Gan tiết một lượng vừa phải apotransferrin vào mật, chảy qua các ống dẫn mật vào tá tràng. Ở đây, apotransferrin kết hợp với sắt tự do và cũng có ở một số các hợp chất sắt, như hemoglobin và myoglobin từ thịt, hai trong những nguồn quan trọng nhất của sắt trong chế độ ăn uống. Sự kết hợp này tạo ra transferrin. Thứ tự xảy ra là, liên kết với các thụ thể ở màng của các tế bào biểu mô ruột. Sau đó, bằng pinocytosis (ẩm bào), các transferrin phân tử, mang theo cửa sắt, được hấp thụ vào các tế bào biểu mô và sau đó vào máu mao mạch dưới các tế bào này dưới dạng transferring huyết tương. Sắt hấp thu từ ruột rất chậm, với tốc độ tối đa chỉ có một vài miligam mỗi ngày. Điều này có nghĩa là ngay cả khi lượng sắt lớn có mặt trong thực phẩm, chỉ một tỷ lệ nhỏ có thể được hấp thụ.

Điều hòa tổng lượng sắt cơ thể bởi Kiểm soát sự hấp thu. Khi cơ thể đã trở nên bão hòa sắt, cơ bản tất cả apoferritin trong khu vực lưu trữ đã được kết hợp với sắt, tỷ lệ hấp thụ sắt bổ sung từ đường ruột giảm mạnh. Ngược lại, khi sắt lưu trữ đã trở nên cạn kiệt, tốc độ hấp thu có thể nhanh hơn năm lần hoặc nhiều hơn thời gian bình thường. Như vậy, tổng số sắt cơ thể được điều tiết chủ yếu bằng cách thay đổi tỷ lệ hấp thụ.

Đời sống hồng cầu khoảng 120. Khi hồng cầu được cung cấp từ tủy xương vào hệ thống tuần hoàn, chúng thường lưu hành trung bình 120 ngày trước khi bị tiêu diệt. Mặc dù trưởng thành nhưng hồng cầu không có nhân, ti thể, hoặc lưới nội chất, chúng có enzyme tế bào chất mà có khả năng chuyển hóa glucose và hình thành lượng nhỏ adenosine triphosphate (ATP). Các enzyme này có các vai trò: (1) duy trì tính linh động của màng tế bào, (2) duy trì sự vận chuyển qua màng của các ion, (3) giữ sắt của hemoglobin trong tế bào dưới dạng sắt II chứ không phải là sắt III và (4) ngăn chặn quá trình oxy hóa của các protein trong hồng cầu. Mặc dù vậy, hệ thống trao đổi chất của tế bào hồng cầu già dần dần ít hoạt động và các tế bào trở nên dễ vỡ hơn, có lẽ vì hồng cầu đã bị hao mòn.

Khi màng hồng cầu trở nên mong manh, các tế bào vỡ trong lúc qua một số điểm của vòng tuần hoàn. Nhiều người hồng cầu tự hủy trong lá lách, nơi chúng chui qua tủy đỏ của lá lách. Ở đó, giữa các bè cấu trúc của tủy đỏ, hầu hết các tế bào phải vượt qua, rộng chỉ 3 micrometers, so với 8 micrometers đường kính của RBC. Khi lá lách bị loại bỏ, số lượng hồng cầu già bất thường lưu hành trong máu tăng lên đáng kể.

Tiêu hủy Hemoglobin bởi đại thực bào. Khi hồng cầu vỡ và giải phóng hemoglobin, các hemoglobin được  thực bào gần như ngay lập tức bởi các đại thực bào trong nhiều bộ phận của cơ thể, đặc biệt là các tế bào Kupffer gan và đại thực bào của lá lách và tủy xương. Trong vài giờ tới vài ngày, các đại thực bào giải phóng sắt từ hemoglobin và cho nó trở lại vào máu, để được transferrin vận chuyển hoặc đến tủy xương sản xuất hồng cầu mới hoặc cho gan và các mô khác để lưu trữ dưới dạng ferritin.

Phần porphyrin của phân tử hemoglobin chuyển hóa bởi các đại thực bào, thông qua một loạt các giai đoạn, thành bilirubin sắc tố mật, được đưa vào máu và sau đó loại bỏ khỏi cơ thể bằng cách tiết thông qua gan vào mật.

Bài viết cùng chuyên mục

Peptide lợi niệu tâm nhĩ (ANP): vai trò trong việc kiểm soát bài tiết của thận

Những thay đổi về nồng độ ANP có thể giúp giảm thiểu những thay đổi về thể tích máu trong những đợt rối loạn khác nhau, chẳng hạn như lượng muối và nước tăng lên.

Miễn dịch thu được (thích ứng): đề kháng của cơ thể trong nhiễm khuẩn

Miễn dịch thu được là do một hệ thống miễn dịch đặc biệt hình thành kháng thể và hoặc hoạt hóa tế bào lympho tấn công và tiêu diệt các vi sinh vật xâm lấn cụ thể hoặc độc tố.

Tính đặc hiệu của tế bào lympho B: miễn dịch dịch thể và kháng thể

Tế bào lympho B đặc hiệu ngay lập tức phóng đại kháng nguyên và giao cho sự xuất hiện của nguyên bào lympho. Một số nguyên bào Lympho đẩy mạnh biệt hóa để tạo thành tiền tương bào, đó là tiền chất của tương bào.

Chuyển hóa prothrombin thành thrombin: cơ chế đông máu cầm máu

Nếu gan không sản xuất được prothrombin thì nồng độ prothrombin trong huyết tương có thể hạ xuống quá thấp, không đáp ứng nhu cầu sử dụng cho quá trình đông máu.

Lợi tiểu quai: giảm tái hấp thu natri clo và kali ở đoạn phình to nhánh lên quai Henle

Bằng việc ức chế cơ chế đồng vận chuyển Natri-clokali ở mặt trong màng của quai Henle, thuốc lợi tiểu quai làm tăng đào thải ra nước tiểu: Natri, clo, kali, nước cũng như các chất điện giải khác.

Định lượng bài tiết acid base qua thận

Để cân bằng acid-base, lượng acid bài tiết thuần phải bằng lượng acid sản xuất không bay hơi trong cơ thể. Trong nhiễm toan, acid bài tiết thuần tăng rõ rệt, đặc biệt do tăng tiết NH4+, do đó loại bỏ acid ra khỏi máu.

Sinh lý bệnh gan nhiễm mỡ

Nhìn chung biểu hiện lâm sàng thường kín đáo và tiến triển thường nhẹ, vì mỡ không phải là chất độc, nó chỉ gây ra tác động cơ học là gan hơi lớn.

Sơ lược sự phát triển về khái niệm bệnh

Bệnh là do rối loạn các thể dịch đó. Ví dụ: có quá nhiều dịch nhầy ở khắp nơi như ở phổi , ở ổ bụng, ở ruột, ở trực tràng

Ghép mô và cơ quan: phản ứng miễn dịch trong cấy ghép mô

Một số mô khác nhau và cơ quan đã được cấy ghép (hoặc nghiên cứu, hoặc thực nghiệm, điều trị) từ người này sang người khác là: da, thận, tim, gan, mô tuyến, tuỷ xương, phổi.

Đau quy chiếu: cảm nhận đau xuất phát từ mô cơ thể

Những sợi thần kinh dẫn truyền cảm giác đau từ các tạng có vị trí tiếp nối synapse trong tủy sống trên cùng một neuron thứ 2 (1 và 2) mà cũng nhận tín hiệu đau từ da.

Bài giảng rối loạn chuyển hóa protid

Giảm protid huyết tương phản ánh tình trạng giảm khối lượng protid của cơ thể, một gam protid huyết tương đại diện cho 30 gam protid của cơ thể.

Ảnh hưởng cấp tính của suy tim mức độ trung bình

Khi cung lượng tim giảm tạm thời, nhiều phản xạ tuần hoàn nhanh chóng được kích hoạt. Phản xạ được biết đến nhiều nhất là phản xạ thụ thể áp lực, được kích hoạt khi áp lực tâm nhĩ thay đổi.

Quá trình bệnh lý

Thời kỳ tiệm phát có thể kéo dài mấy ngày và nếu sức đề kháng của cở thể mạnh thì bệnh cũng có thể kết thúc trong giai đoạn nầy, ta gọi là bệnh ở thể sẩy.

Hội chứng Brown Sequard: liệt vận động cùng bên tổn thương

Hội chứng Brown - Séquard gây những hệ quả có thể dự đoán được nhờ vào kiến thức về chức năng các bó trong tủy sống. Theo đó, toàn bộ chức năng vận động đều bị ngăn chặn ở bên cùng phía với tổn thương.

Cơ chế bệnh sinh của rối loạn tiêu hóa

Cơ chế bệnh sinh của rối loạn tiêu hóa, nôn mửa và buồn nôn, tắc nghẽn đường tiêu hóa, đầy hơi ứ khí đường tiêu hóa.

Phản ứng trong truyền máu và cách xác định nhóm máu: quá trình ngưng kết

Thỉnh thoảng, khi truyền máu không hoà hợp, có thể gây ra sự tiêu máu trực tiếp. Trong trường hợp này, kháng thể li giải hồng cầu bằng cách kích thích hệ thống bổ thể, tiết ra enzim phân giải protein ở màng tê bào.

Tự điều hòa mức lọc cầu thận để ngăn ngừa thay đổi bài tiết của thận

Những cơ chế kiểm soát đặc biệt, thay đổi huyết áp vẫn có những ảnh hưởng đáng kể về bài tiết nước và muối; này được gọi là nhiều áp lực tiểu hoặc bài niệu natri áp lực, và nó là rất quan trọng trong việc điều tiết lượng dịch cơ thể và huyết áp.

Động lực học của hệ đệm bicarbonate trong thăng bằng kiềm toan

Nồng độ của H2CO3 không phân ly không thể đo bằng dung dịch bởi vì nó nhanh chóng phân ly thành CO2 và H2O hoặc H + và HCO3-. Tuy nhiên, lượng CO2 hòa tan trong máu là tỷ lệ thuận với số lượng của H2CO3 không phân ly.

Xơ gan: giảm tổng hợp protein huyết tương ở gan và giữ natri ở thận

Khi dịch và protein bị mất khỏi tuần hoàn, các phản ứng của thận tương tự như các phản ứng được quan sát thấy trong các tình trạng khác liên quan đến giảm thể tích huyết tương.

Viêm cầu thận mạn: nguyên nhân do tổn thương cầu thận

Viêm cầu thận mạn thường khởi phát với sự tăng lắng đọng các phức hợp kháng nguyên kháng thế ở màng đáy cầu thận. Viêm cầu thận cấp, số lượng bệnh nhân nhiễm liên cầu chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số bệnh nhân bị viêm cầu thận mạn.

Glucose và dung dịch khác cho mục đích dinh dưỡng

Nhiều loại dịch được dùng qua đường tĩnh mạch để cung cấp chất dinh dưỡng cho cơ thể, trpng đó phổ biến nhất là glucose, ngoài ra còn có acid amin, lipid.

Màng mao mạch cầu thận: bước đầu hình thành nước tiểu

Khả năng lọc của chất tan tỉ lệ ngịch với kích thước của chúng. Màng mao mạch cầu thận dày hơn các mao mạch khác, nhưng có nhiều lỗ nhỏ hơn và do đó lọc dịch tốc độ cao.

Quá trình điều hòa ngược các đáp ứng của đại thực bào và bạch cầu đa nhân trung tính

Khi bạch cầu hạt trung tính và đại thực bào nuốt phần lớn vi khuẩn và mô hoại tử, về cơ bản thì tất cả bạch cầu hạt trung tính và phần lớn đại thực bào cuối cùng sẽ chết.

Đặc tính của lympho T: hoạt hóa tế bào T và miễn dịch trung gian tế bào

Tế bào T đi vào tuần hoàn và được phân bố khắp cơ thể, đi qua thành mao mạch vào các khoảng gian bào, trở lại vào bạch huyết và máu một lần nữa, và tuần hoàn một lần nữa và một lần nữa trên khắp cơ thể.

Tan máu tăng hồng cầu non ở trẻ sơ sinh

Các mô tạo máu của trẻ sơ sinh sản xuất máu thay thế các tế bào máu đã phá huỷ. Gan và lách trở nên lớn hơn và sản xuất hồng cầu giống như đã làm khi còn trong giai đoạn giữa của thai kì.