Vai trò của tủy xương trong sản xuất tế bào máu (Phần 2)

Chức năng

Đa số tế bào hồng cầu, tiểu cầu, và đa số tế bào bạch cầu được tạo thành bên trong tủy đỏ. Tủy vàng tạo ra mỡ, sụn và xương.

Tế bào bạch cầu tồn tại từ một vài giờ đồng hồ tới vài ngày, tiểu cầu khoảng 10 ngày, và tế bào hồng cầu khoảng 120 ngày. Tủy xương cần thay thế những tế bào này liên tục, bởi mỗi tế bào máu có tuổi thọ nhất định.

Các điều kiện nhất định có thể kích hoạt sản xuất thêm các tế bào máu. Điều này có thể xảy ra khi lượng oxy trong mô thấp, nếu có mất máu hoặc thiếu máu, hoặc nếu số lượng tế bào hồng cầu giảm. Nếu những điều này xảy ra, thận sản sinh và phóng thích erythropoietin, là một hormone kích thích tủy xương sản sinh thêm tế bào hồng cầu.

Tủy xương đồng thời sản sinh và phóng thích nhiều tế bào bạch cầu khi đáp ứng với tình trạng nhiễm trùng và nhiều tiểu cầu khi đáp ứng tới tình trạng chảy máu. Nếu một người bị mất máu nghiêm trọng, tủy vàng có thể kích hoạt và biến đổi thành tủy đỏ.

Tủy xương khỏe mạnh là quan trọng đối với nhiều hệ thống và hoạt động của cơ thể.

Hệ tuần hoàn

Hệ tuần hoàn chạm tới mọi cơ quan và hệ thống trong cơ thể. Hệ tuần hoàn bao gồm một số tế bào khác nhau với nhiều chức năng. Tế bào hồng cầu vận chuyển oxy tới tế bào và mô, tiểu cầu di chuyển trong máu để giúp đông máu sau chấn thương, và tế bào bạch cầu di chuyển tới nơi có nhiễm trùng hoặc chấn thương.

Hemoglobin

Hemoglobin là protein trong tế bào hồng cầu làm tế bào có màu đỏ. Chúng lấy oxy từ phổi, vận chuyển trong tế bào hồng cầu, và phóng thích oxy vào mô như tim, cơ, và não. Hemoglobin đồng thời loại bỏ carbon dioxide (CO₂), là sản phẩm cần được thải ra của hô hấp, và đem về phổi để được thở ra ngoài.

Sắt

Sắt là một thành phần dinh dưỡng quan trọng cho sinh lý con người. Chúng kết hợp với protein để tạo thành hemoglobin trong tế bào hồng cầu và tạo ra tế bào hồng cầu. Cơ thể trữ sắt ở gan, lách, và tủy xương. Đa phần sắt con người cần mỗi ngày để tạo hemoglobin đến từ việc tái sử dụng tế bào hồng cầu già.

Tế bào hồng cầu

Mất khoảng 7 ngày để một tế bào gốc biệt hóa trở thành một tế bào hồng cầu đầy đủ chức năng. Khi tế bào hồng cầu già đi, chúng trở nên ít hoạt động hơn và mong manh hơn.

Các đại thực bào loại trừ những hồng cầu già trong một quá trình thực bào. Các thành phần bên trong của những tế bào này được phóng thích vào máu. Sắt được thải ra trong quá trình này hoặc di chuyển tới tủy xương để tạo thành tế bào hồng cầu mới, hoặc tới gan hay mô khác để dự trữ.

Thông thường, cơ thể thay thế khoảng 1% tổng số tế bào hồng cầu mỗi ngày. Ở một người khỏe mạnh, điều này có nghĩa là cơ thể sản xuất khoảng 200 tỉ tế bào hồng cầu mỗi ngày.

Tế bào bạch cầu

Tủy xương tạo thành nhiều loại tế bào bạch cầu. Những tế bào này cần thiết cho hệ miễn dịch khỏe mạnh, với vai trò ngăn ngừa và chống lại nhiễm trùng.

Các loại chính của tế bào bạch cầu bao gồm những loại được kể đến phía dưới.

Tế bào lympho

Tế bào lympho được tạo ra trong tủy xương. Chúng tạo kháng thể tự nhiên để chống nhiễm trùng do virus xâm nhập vào cơ thể thông qua mũi, miệng, niêm mạc, vết cắt, hoặc vết xây xát. Tế bào lympho nhận dạng sự có mặt của vật thể lạ (kháng nguyên) khi kháng nguyên đi vào cơ thể và truyền tín hiệu tới những tế bào khác nhằm tấn công các vật thể đó.

Số lượng tế bào lympho tăng khi đáp ứng với những sự xâm nhập này. Có hai nhóm chính của tế bào lympho: tế bào lympho B và tế bào lympho T.

Bạch cầu đơn nhân

Bạch cầu đơn nhân được tạo ra trong tủy xương. Bạch cầu đơn nhân trưởng thành có tuổi thọ trong máu chỉ từ 3-8 giờ đồng hồ, nhưng khi chúng đi vào mô, chúng trở thành những tế bào lớn hơn được gọi là đại thực bào.

Đại thực bào có thể tồn tại ở mô trong khoảng thời gian dài, tại đây chúng sẽ bao lấy và tiêu diệt vi khuẩn, nấm, tế bào chết, và các thành phần khác được coi là vật thể lạ đối với cơ thể.

Bạch cầu hạt

“Bạch cầu hạt” là tên gọi chung của ba loại tế bào bạch cầu: bạch cầu đa nhân trung tính, bạch cầu ái toan, và bạch cầu ái kiềm. Sự phát triển của một bạch cầu hạt có thể tới 2 tuần, nhưng thời gian này sẽ rút ngắn khi có một mối đe dọa xuất hiện, như một quá trình nhiễm trùng.

Tủy xương chứa một lượng dự trữ lớn các bạch cầu hạt trưởng thành. Với mỗi bạch cầu hạt tuần hoàn trong máu, có thể có tới 50-100 tế bào nằm chờ bên trong tủy xương để được phóng thích vào trong dòng máu. Vì vậy, phân nửa bạch cầu hạt trong dòng máu có sẵn để tích cực chống lại tình trạng nhiễm trùng trong vòng 7 giờ từ lúc cơ thể phát hiện nhiễm trùng.

Một khi bạch cầu hạt rời khỏi máu, chúng thường không trở lại. Một bạch cầu hạt có thể tồn tại trong mô tới 4-5 ngày, tùy thuộc vào điều kiện, nhưng chúng chỉ có thể tồn tại khoảng vài giờ đồng hồ trong máu tuần hoàn.

Bạch cầu đa nhân trung tính

Bạch cầu đa nhân trung tính thường gặp nhất trong các loại bạch cầu hạt. Chúng có thể tấn công, đồng thời tiêu diệt vi khuẩn và virus.

Bạch cầu ái toan

Bạch cầu ái toan tham gia vào quá trình chống lại nhiều loại ký sinh trùng, ấu trùng giun sán. Chúng cũng liên quan đến những phản ứng dị ứng.

Bạch cầu ái kiềm

Bạch cầu ái kiềm ít gặp nhất trong nhóm các tế bào bạch cầu. Chúng phản ứng với một số dị nguyên gây phóng thích histamine, heparin, và các hoạt chất khác.

Tiểu cầu

Tiểu cầu cần thiết cho đông máu và hình thành cục máu đông để cầm máu.

Mất máu đột ngột kích hoạt các hoạt động của tiểu cầu tại nơi có chấn thương hoặc vết thương. Tại đây, tiểu cầu kết cụm lại và kết hợp với những chất khác nhằm tạo thành fibrin. Fibrin có cấu trúc dạng sợi, thực hiện tạo lớp vảy bên ngoài hoặc cục máu đông.

Sự thiếu hụt tiểu cầu khiến cơ thể xuất hiện các vết bầm máu và dễ chảy máu hơn. Máu có thể không hình thành cục máu đông tốt tại vết thương hở, và có nguy cơ cao hơn của xuất huyết nội nếu số lượng tiểu cầu quá thấp.

Hệ lympho

Hệ lympho bao gồm các cơ quan lympho như tủy xương, amidan, tuyến ức, lách, và hạch bạch huyết.

Tất cả tế bào lympho phát triển trong tủy xương từ tế bào gốc. Tế bào lympho trưởng thành ở tuyến ức được gọi là tế bào T. Các tế bào trưởng thành trong tủy xương hoặc cơ quan lympho khác được gọi là tế bào B.

Hệ miễn dịch

Hệ miễn dịch bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh lý, đồng thời tiêu diệt các vi sinh vật, như vi khuẩn và virus, có khả năng xâm nhập cơ thể.

Hệ miễn dịch chống nhiễm trùng như thế nào?

Các tuyến nhỏ gọi là hạch bạch huyết nằm ở khắp nơi trong cơ thể. Một khi tế bào lympho được tạo ra trong tủy xương, chúng di chuyển tới hạch bạch huyết. Các tế bào lympho lúc đó có thể di chuyển giữa các hạch bạch huyết thông qua các kênh bạch huyết, đổ vào các ống dẫn lớn, cuối cùng đổ vào mạch máu.

Ba loại chính của tế bào lympho đóng vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch: tế bào lympho B, tế bào lympho T, và tế bào tiêu diệt tự nhiên.

Tế bào lympho B (tế bào B)

Những tế bào này có nguồn gốc từ tế bào gốc tạo máu trong tủy xương ở động vật có vú.

Tế bào B có thụ thể tế bào B trên bề mặt. Những thụ thể này cho phép tế bào gắn vào kháng nguyên trên bề mặt của một vi sinh vật đang xâm nhập hoặc một tác nhân kháng nguyên khác.

Vì nguyên nhân này, tế bào B được biết đến như những tế bào trình diện kháng nguyên, với vai trò đánh động các tế bào khác của hệ miễn dịch về sự có mặt của vi sinh vật đang xâm nhập.

Tế bào B cũng tiết ra kháng thể gắn vào bề mặt của vi sinh vật gây viêm nhiễm. Những kháng thể có hình chữ “Y”, và mỗi kháng thể sẽ tương ứng với một loại “khóa” đặc hiệu để gắn với một “chìa” kháng nguyên phù hợp. Vì vậy, mỗi kháng thể hình chữ “Y” phản ứng với mỗi vi sinh vật khác nhau, kích hoạt phản ứng của hệ miễn dịch để chống lại nhiễm trùng.

Trong một số trường hợp, tế bào B nhận định sai những tế bào khỏe mạnh thành kháng nguyên và cần phản ứng của hệ thống miễn dịch. Đây là cơ chế đằng sau sự hình thành của các tình trạng tự miễn như bệnh đa xơ cứng, xơ cứng bì, và đái tháo đường type 1.

Tế bào lympho T (tế bào T)

Những tế bào này được gọi tên là tế bào T vì chúng trưởng thành ở tuyến ức, là một cơ quan nhỏ nằm ở ngực, ngay phía sau xương ức. Một số tế bào T trưởng thành trong amidan.

Có nhiều loại tế bào T, và chúng thực hiện một loạt chức năng trong quá trình miễn dịch thông qua trung gian tế bào. Tế bào T giúp tế bào B tạo kháng thể chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn, virus, hoặc những vi sinh vật khác.

Khác với tế bào B, một số tế bào T bao lấy và tiêu diệt kháng nguyên trực tiếp sau khi gắn kết với kháng nguyên trên bề mặt của vi sinh vật.

Tế bào T tiêu diệt tư nhiên, không nên nhầm lẫn với tế bào tiêu diệt tự nhiên của hệ miễn dịch bẩm sinh, là cầu nối giữa hệ miễn dịch mắc phải và hệ miễn dịch bẩm sinh. Tế bào T tiêu diệt tự nhiên nhận biết kháng nguyên được trình diện theo một cách khác, và chúng có thể thực hiện những chức năng của tế bào T hỗ trợ (T helper cells) và tế bào T độc (cytotoxic T cells). Chúng đồng thời có thể nhận biết và loại trừ các tế bào u.