Hồng cầu và Hemoglobin

Hồng cầu (hồng huyết cầu) là thành phần hữu hình nhiều nhất trong máu: những tế bào nhỏ, không nhân, hình đĩa lõm hai mặt, chứa đầy hemoglobin – protein chứa sắt có khả năng liên kết và vận chuyển oxy. Hình dạng và thành phần đặc trưng của chúng giúp dễ dàng nhận biết trên tiêu bản máu nhuộm và là yếu tố trung tâm trong mô học máu.

Definition

Hồng cầu là những tế bào máu không nhân, lõm hai mặt, có bào tương chứa đầy hemoglobin, một heme-protein tetramer liên kết oxy một cách thuận nghịch và chịu trách nhiệm cho chức năng vận chuyển khí của tế bào cũng như khả năng bắt màu eosin đặc trưng của nó.

Scope

Chủ đề này bao gồm hình thái và cấu trúc hiển vi của hồng cầu, tổ chức phân tử của hemoglobin, và cách cấu trúc đó hỗ trợ vận chuyển oxy. Nó xem xét hồng cầu và hemoglobin như các đối tượng mô học và sinh học tế bào; nó không đề cập đến chẩn đoán hoặc quản lý bệnh thiếu máu hoặc bệnh hemoglobin.

Core questions

• Điều gì tạo nên hình dạng lõm hai mặt, không nhân của hồng cầu, và hình dạng đó phục vụ chức năng của nó như thế nào?
• Hemoglobin được cấu trúc như thế nào, và cấu trúc của nó cho phép liên kết oxy thuận nghịch ra sao?
• Hồng cầu được nhận biết và đánh giá trên tiêu bản máu như thế nào?

Key concepts

• Hình thái không nhân, lõm hai mặt
• Hemoglobin tetramer (chuỗi globin cộng với heme)
• Liên kết oxy thuận nghịch và tính hợp tác
• Màng tế bào chất (dựa trên spectrin) hỗ trợ khả năng biến dạng
• Bắt màu eosin trên tiêu bản máu

Mechanisms

Hồng cầu trưởng thành ở động vật có vú loại bỏ nhân và các bào quan trong quá trình trưởng thành, tạo thành một tế bào linh hoạt, giàu hemoglobin với hình dạng lõm hai mặt giúp tối đa hóa diện tích bề mặt cho trao đổi khí và cho phép đi qua các mao mạch hẹp. Hemoglobin là một tetramer gồm các chuỗi globin, mỗi chuỗi ôm một nhóm heme có nguyên tử sắt liên kết oxy một cách thuận nghịch; cấu trúc ba chiều ban đầu được xác định bởi Perutz và các đồng nghiệp đã cho thấy cách các tiểu đơn vị được sắp xếp, và các nghiên cứu tiếp theo đã liên kết sự thay đổi cấu hình giữa các tiểu đơn vị với sự liên kết và giải phóng oxy hợp tác.

Clinical relevance

Kích thước, hình dạng và hàm lượng hemoglobin của hồng cầu được đọc trực tiếp từ tiêu bản máu và công thức máu toàn phần, làm cho kiến thức cấu trúc này trở thành nền tảng để nhận biết hồng cầu bình thường. Là một chủ đề tham khảo, nó mô tả hình thái bình thường để từ đó diễn giải các bất thường; nó không phải là hướng dẫn để chẩn đoán hoặc điều trị bất kỳ tình trạng nào.

History

Hemoglobin trở thành một trong những protein đầu tiên có cấu trúc ba chiều được giải mã, khi Perutz và các đồng nghiệp báo cáo mô hình tia X độ phân giải thấp vào năm 1960, đặt nền móng cho nghiên cứu cấu trúc của phân tử. Lịch sử sau này, được Schechter tổng kết, theo dõi cách các nghiên cứu về hemoglobin và các biến thể của nó đã giúp thiết lập lĩnh vực y học phân tử.

Key figures

• Max Perutz
• Alan Schechter

Seminal works

• perutz-1960
• schechter-2008

Frequently asked questions

Tại sao hồng cầu trưởng thành không có nhân?

Trong quá trình trưởng thành, hồng cầu đang phát triển loại bỏ nhân và các bào quan, tạo thêm không gian cho hemoglobin và mang lại cho tế bào sự linh hoạt để biến dạng khi đi qua các mao mạch hẹp.

Hemoglobin được tạo thành từ gì?

Hemoglobin là một tetramer gồm các chuỗi protein globin, mỗi chuỗi giữ một nhóm heme có nguyên tử sắt trung tâm liên kết oxy một cách thuận nghịch để vận chuyển.