Monthly Archives: July 2013

Sốc phản vệ: trẻ không tha, già không thương!

Lý do đưa đến cái chết của ba trẻ sơ sinh ngay sau khi được chích ngừa vắcxin viêm gan B tại bệnh viện đa khoa huyện Hướng Hoá của tỉnh Quảng Trị được công bố là “sốc phản vệ”. Vậy sốc phản vệ là gì?

Phản ứng mạnh mẽ quá mức của cơ thể

Cơ thể con người được coi là tiến hoá nhất, hoàn hảo nhất và luôn sẵn sàng phản ứng bảo vệ chính mình trước các mối nguy hại từ bên ngoài. Khi vật lạ xâm nhập cơ thể, phản ứng để bảo vệ nhẹ nhất được gọi là dị ứng, nặng nhất là sốc phản vệ. Phản ứng bảo vệ nhìn chung là có lợi. Ví dụ: khi bạn ăn phải thức ăn bị nhiễm khuẩn, phản ứng của cơ thể là nôn ói, đi cầu nhiều lần, tiêu chảy… nhằm loại bỏ tác nhân độc hại là lũ vi khuẩn. Khi tay bạn chạm phải vật nóng, phản xạ tự nhiên là co tay lại để tránh xa. Khi bị đau do tổn thương, cơ thể tiết ra một chất gọi là morphin nội sinh có tác dụng giảm đau ngay tức thì. Nếu bị mất máu, cơ thể sẽ phản ứng bằng cách co mạch máu nhỏ lại để hạn chế chảy máu… Nhưng đôi khi, phản ứng mạnh mẽ, rầm rộ, ngay lập tức lại trở thành phản ứng có hại, điển hình là hiện tượng sốc phản vệ bởi diễn tiến rầm rộ, ngay tức thì ở nhiều cơ quan gây tổn hại nghiêm trọng và nguy cơ tử vong rất cao do thiếu oxy não không hồi phục.

Nguyên nhân không chỉ do dùng thuốc

Nói đến sốc phản vệ, chúng ta thường hay nghĩ đến sốc do thuốc. Điều này không hoàn toàn đúng, vì ngoài thuốc, có rất nhiều chất có thể gây phản ứng dị ứng mà biểu hiện nặng nề nhất là sốc phản vệ. Ví dụ: găng tay y tế, nhựa latex, trái cây, thịt bò, sữa đậu nành, nọc ong… Không chỉ có thuốc kháng sinh mới gây sốc, nhiều loại thuốc khác, thậm chí rất “lành” như các loại vitamin cũng có nguy cơ tương tự. Cũng cần kể đến các thuốc hay dùng trong bệnh viện như: vắcxin, thuốc giảm đau, thuốc hạ sốt, thuốc cản quang, thuốc giãn cơ, dịch truyền (hay gọi là nước biển), dịch nuôi dưỡng bằng đường tĩnh mạch… Thậm chí, ngay cả thuốc dùng chống sốc cũng có thể gây sốc phản vệ. Vì vậy, phải thận trọng nếu bạn có thói quen tự mua thuốc về dùng hay sử dụng thuốc mà không có sự tư vấn của bác sĩ. Ngoài ra, dùng thuốc theo quảng cáo cũng là một nguy cơ phải phòng tránh.

Nguy cơ tiềm ẩn, hậu quả khó lường

Phản ứng dị ứng không trừ một ai, ở bất kỳ độ tuổi nào, ngay trong bệnh viện hay bất kỳ nơi nào khác. Cũng giống như người tham gia giao thông vậy, cho dù bạn di chuyển bằng máy bay hay đi bộ, thời tiết tốt hay xấu, ban ngày hay ban đêm thì yếu tố nguy cơ luôn luôn thường trực.

Biểu hiện của phản ứng dị ứng rất đa dạng: đỏ da, nổi mề đay, ho, sưng phù mắt, phù miệng, khó thở, mệt mỏi… đến suy hô hấp thậm chí ngưng tim. Đôi khi, tử vong là khó tránh khỏi. Phản ứng dị ứng có khi xảy ra ngay tức thì hoặc có thể xảy ra muộn hơn sau một vài giờ tiếp xúc với chất lạ, đôi khi nó chỉ có thể xảy ra ở các lần tiếp xúc sau. Biểu hiện của phản ứng dị ứng có thể ở một cơ quan, nhưng đôi khi biểu hiện ở nhiều cơ quan cùng lúc, có thể quy thành hội chứng được ghi nhận trong y văn thế giới như hội chứng Steven – Johnson hoặc hội chứng Lyell…

Cấp cứu sốc phản vệ phải được thực hiện ở nơi có đầy đủ con người và dụng cụ hỗ trợ, trong đó không thể thiếu bác sĩ và hộp thuốc chống sốc. Vì vậy, nếu bạn có tiền sử dị ứng thì hãy nói với bác sĩ. Ngoài ra, bạn cần biết cách nhận diện các dấu hiệu sớm về dị ứng như đã nêu và nói với bác sĩ ngay khi chúng mới xuất hiện. Sốc phản vệ có thể xảy ra sớm, đôi khi muộn hơn sau một vài giờ, nhưng khi đã xảy ra sốc phản vệ, diễn tiến sẽ rất nhanh trong vòng 1 – 2 phút và chuyển sang trạng thái nguy kịch, lúc này rất khó để đảo ngược tình huống.

BS.CK1 BÙI HẠNH TÂM, SGTT

bác sĩ gây mê – hồi sức khoa phẫu thuật tim mạch, bệnh viện Đại học Y dược TP.HCM.

Chúng ta nên chủ động tự bảo vệ bằng cách tham vấn bác sĩ trước khi dùng thuốc hoặc khi thấy bất kỳ dấu hiệu nghi ngờ nào sau khi cơ thể tiếp xúc với vật lạ, thức ăn lạ, thuốc hay côn trùng, vật nuôi… kể cả khi bạn đang được chăm sóc trong các cơ sở y tế như phòng mạch, phòng khám, bệnh viện…

Bệnh nấm phổi – mắc nhiều nhưng ít biết đến

Nấm phổi là loại bệnh hay gặp ở xứ nhiệt đới nóng, ẩm và mưa nhiều như Việt Nam. Tuy nhiên không phải ai cũng biết đến bệnh này, ngay cả nhiều bác sĩ đa khoa và bác sĩ gia đình cũng không biết bệnh này.

Theo Y văn, u nấm phổi  được báo cáo với tần suất ngày càng tăng cùng với sự sử dụng rộng rãi các loại thuốc hóa trị liệu và ức chế miễn dịch trong điều trị bệnh ung thư và ghép cơ quan. Có tới 20% số bệnh nhân bị ung thư máu cấp đang điều trị bằng hóa chất bị bệnh này.

Ai là người hay bị mắc bệnh?

Tất cả loại thường gặp của nấm Aspergillus gây bệnh cho người đều có ở khắp mọi nơi trong môi trường sống. Chúng mọc trên những lá cây rụng, các loại hạt thực vật như lúa, ngô, trong các đống cỏ khô và các loại thực vật bỏ làm phân. Con người rất hay hít phải bào tử của nấm, nhưng lại ít khi bị bệnh. Phần lớn những người bị bệnh đều có cơ địa suy giảm miễn dịch do bệnh hay do dùng thuốc điều trị bệnh. Ở Việt Nam, bệnh hay gặp nhất ở những bệnh nhân bị lao phổi tạo hang, điều trị lâu dài các loại thuốc ức chế miễn dịch như corticoides, azathioprine và các thuốc chống ung thư…

 

Bệnh nấm phổi - mắc nhiều nhưng ít biết đến 1

 

Ngoài ra, bệnh còn hay gặp ở những bệnh nhân bị hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS). Ở những bệnh nhân này, nhất là vào giai đoạn cuối cùng với tiêu chảy, lao phổi tiến triển dạng lao kê là tình trạng nhiễm nấm toàn thân. Trong đó thường gặp là nấm candida và aspergillus. Một số trường hợp u nấm Aspergillus phát triển trên những bệnh nhân bị bệnh phổi mạn tính trước đó, ngoại trừ bệnh lao như: bệnh sacoide, giãn phế quản, giãn phế nang, áp-xe phổi, ung thư phổi có hoại tử trung tâm và tạo hang, kén khí phổi… Tại khoa phẫu thuật lồng ngực và tim mạch Bệnh viện Nhân Dân Gia Định, các bác sĩ đã mổ cho nhiều trường hợp vừa có u nấm phổi vừa bị ung thư phổi.

 

Khi hít phải số lượng lớn bào tử nấm, người bình thường chỉ có thể bị viêm phổi cấp tính lan tỏa và thường tự khỏi, không để lại di chứng gì đặc biệt sau vài tuần. Ở những bệnh nhân bị lao phổi, nấm Aspergillus có thể mọc trên các cây phế quản bị tổn thương, trên các nang phế quản hoặc trong các hang lao.

Các triệu chứng thường gặp

Có một số bệnh nhân bị u nấm phổi có thể tồn tại nhiều năm mà không có triệu chứng gì về lâm sàng, số lượng những bệnh nhân này chiếm từ 18 – 22% theo Y văn. Bệnh nhân thường có các triệu chứng cơ năng của bệnh phổi mạn tính sẵn có như: ho, khạc đàm, khó thở, đau ngực và sốt. Nhưng phần lớn, bệnh nhân u nấm đều có các triệu chứng khá điển hình và đặc hiệu như:

Sốt: thường người bệnh sốt không cao, không phải sốt liên tục mà thành từng đợt có những thời gian không bị sốt. Sốt là biểu hiện của tình trạng dị ứng với nấm, hiếm khi sốt kéo dài, suy kiệt hoặc sụt cân.

Bệnh nhân khạc đàm rất nhiều, khạc đàm thường là do bệnh đi kèm hơn là do u nấm. Trong đàm có thể tìm thấy các tế bào nấm nếu mang đi xét nghiệm bằng cách soi tươi và quan sát dưới kính hiển vi. Tuy nhiên, có thể các tế bào nấm này lại có nguồn gốc của nhiễm nấm từ đường tiêu hóa.

Khó thở: triệu chứng của các bệnh đi kèm như lao, giãn phế quản, áp-xe phổi, ung thư phổi… gây suy giảm chức năng hô hấp.

Ho và ho ra máu là triệu chứng nổi bật đặc trưng nhất của bệnh. Ho thường dai dẳng, kéo dài, trong đó có tới 95% các trường hợp là ho ra máu từ số lượng ít có dính đàm, đến nhiều có thể gây tử vong. Trong số đó có 20% ho ra máu tái phát nhiều lần và ho ra máu với số lượng từ trung bình đến rất nhiều. Một số bệnh nhân bị ho ra máu kiểu sét đánh, tức là ho nhiều ồ ạt do tổn thương các mạch máu của phổi vì tế bào nấm ăn lan vào. Ho ra máu là một triệu chứng làm bệnh nhân rất lo lắng và là chỉ định chính để can thiệp phẫu thuật cho bệnh nhân.

Các xét nghiệm cần thiết

Để xác định chẩn đoán, các bác sĩ  thường áp dụng một số xét nghiệm cận lâm sàng như:

Chụp X-quang phổi thẳng, là một xét nghiệm đầu tiên và rất cần thiết vì nó cung cấp rất nhiều thông tin về bệnh và những bệnh đi kèm: hình ảnh X-quang đạc hiệu thường thấy trên phim là hình một khối tròn, đặc nằm trong một hang lao có hình cầu hoặc hình bầu dục, hình tròn đặc này thay đổi theo tư thế của bệnh nhân mà giới chuyên môn gọi là hình lục lạc. Với phim chụp phổi thông thường cho phép chúng ta chẩn đoán xác định đến 90% các trường hợp.

Chụp X-quang với máy điện toán cắt lớp còn gọi là chụp CT, dùng để xác định rõ u nấm trong một số trường hợp gặp phải khó khăn trong chẩn đoán với khám lâm sàng và X-quang phổi thông thường.

Huyết thanh chẩn đoán nấm Aspergillus: phản ứng kết tủa giữa kháng nguyên với kháng thể kháng nấm Aspergillus của người bệnh. Là xét nghiệm khá đặc hiệu, nó cho kết quả chẩn đoán xác định từ 93 – 100%. Nhưng không phải bệnh viện hay cơ sở Y tế nào cũng thực hiện được vì thiếu trang thiết bị.

Phẫu thuật là điều trị bắt buộc

Ở một số bệnh nhân, các bác sĩ nội khoa có thể sử dụng thuốc kháng nấm toàn thân cho bệnh nhân, hoặc dùng thuốc kháng nấm bơm vào hang nấm bằng một ống thông đặt xuyên qua da. Thuốc kháng nấm thường dùng là Amphotericin B. Tuy nhiên, kết quả không được là bao và vẫn chưa được công nhận trong Y văn. Hơn thế nữa thuốc Amphotericin B rất độc đối với bệnh nhân và khó tìm trên thị trường, vì vậy hiện nay hầu như không còn được áp dụng nữa.

Phương pháp bơm tắc mạch để cầm máu: được áp dụng trong những trường hợp cấp cứu, bệnh nhân bị ho ra máu ồ ạt kiểu sét đánh. Mặc dù chưa được chẩn đoán xác định vẫn có thể chụp mạch máu chọn lọc và bơm chất gây tắc mạch để cứu sống bệnh nhâ, động mạch được làm tắc thường là động mạch phế quản cung cấp máu để nuôi phổi. Thủ thuật này chỉ được thực hiện ở những bệnh viện lớn có trang bị máy chụp X-quang động mạch kỹ thuật số như: BV. Chợ Rẫy, Trung tâm chẩn đoán Y khoa, BV. Nguyễn Trãi… Trong thủ thuật cần có sự kết hợp giữa bác sĩ phẫu thuật và bác sĩ X-quang. Kết quả là cầm máu được trong 80 – 90% các trường hợp, tuy nhiên bệnh nhân vẫn có thể chảy máu lại, chỉ có 10 – 25% các trường hợp không bị ho ra máu tái phát. Do vậy, khuynh hướng hiện nay trên Thế giới là chỉ dùng thủ thuật này trong những trường hợp cấp cứu.

Phẫu thuật cắt phổi: một điều trị bắt buộc, phần lớn các tác giả đều chủ trương khi đã phát hiện u nấm thì phải cắt phổi dự phòng. Trong khi đó một số tác giả khác đề nghị chỉ cắt phổi trong những trường hợp có ho ra máu. Vì những lý do thường gặp trong phẫu thuật như nguy cơ chảy máu trong mổ rất cao do phổi bị các tổn thương mạn tính như lao, giãn phế quản… trước đó gây dính rất nhiều, rất khó cầm máu vì máu chảy rỉ rả từ các sang thương trên thành ngực trong lúc phẫu tích. Với những phẫu thuật viên có kinh nghiệm, lượng máu mất vẫn có khi lên đến cả 1.000ml, tức là 4 đơn vị. Chính vì vậy, không phải bác sĩ phẫu thuật nào cũng thích mổ u nấm phổi. Mục đích chính của cuộc mổ là cắt đi một phân thùy, một thùy phổi hay một phần phổi có giới hạn là nguồn gốc làm cho bệnh nhân ho ra máu. Phần phổi được cắt cũng phải thật giới hạn nhằm bảo tồn chức năng hô hấp cho bệnh nhân sau mổ. Việc cắt toàn bộ một lá phổi chỉ được dùng trong những trường hợp tổn thương lan tỏa, u nấm lan rộng khắp một bên phổi, hoặc tổn thương lao đã hủy hoại toàn bộ phổi xung quanh u nấm.

 PGS.TS. NGUYỄN HOÀI NAM – SKDS

BẢN ĐỒ LIPID CỦA TẾ BÀO ĐỘNG VẬT CÓ VÚ

Phùng Trung Hùng – Nguyễn Phước Long

CHÚNG TA ĐANG Ở ĐÂU TRONG HIỂU BIẾT VỀ SINH GIỚI?

Hình 20.1: Sự “tiến hóa” từ “genomics” đến lipidomics xuyên suốt qua proteomics và metabolomics. Genomics: Bản đồ hóa toàn bộ DNA và RNA. Proteomics: Xác định, giải trình tự và phân loại chức năng của protein.Metabolomics: Phân tích toàn bộ các quá trình chuyển hóa ở các điều kiện cho sẵn. Lipidomics: Phân tích một cách có hệ thống và sự phân loại của toàn thể lipid trong cơ thể và sự tương tác của nó. TLC: thin-layer chromatography; HPLC: High-performance liquid chromatography; GC: Gas chromatography; ESI-tandem MS: Electrospray ionization-tandem mass spectroscopy; MALDI-TOF: Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-light mass spectroscopy; NMR: Nuclear magnetic resonance.

Ngày nay, khi mà công nghệ phát triển (đặc biệt là ứng dụng phổ khối và khả năng mô hình hóa của tin sinh học) người ta đã phát hiện trong tế bào sống hàng nghìn loại lipid khác nhau. Để trả lời cho câu hỏi các loại lipid này có vai trò như thế nào đối với sự sống của tế bào, người ta đã xây dựng thành một hệ thống tiếp cận hoàn chỉnh, gọi là lipid học tế bào (cellular lipidomics). Nhằm xác định được cân bằng nội môi của lipid và quá trình nhiệt động học của nó, chúng ta phải  hiểu rõ sự chuyển hóa lipid, quá trình vận chuyển chúng xuyên qua các loại màng khác nhau, các phân tử đóng vai trò sensor hay effector,… Và để đạt được tất cả những điều đó, chúng ta còn cần phải hiểu rõ tính chất vật lí của các hỗn hợp lipid, hiệu ứng hóa học của nó đến các protein lân cận cả về cấu trúc lẫn chức năng. Cuối cùng, quan trọng hơn cả là xác định cho được chuyển hóa lipid đóng vai trò quan trọng như thế nào trong hệ thống tín hiệu của tế bào, hiểu được tổng hòa các mối quan hệ giữa chúng và các thụ thể, các protein đặc biệt trên màng tế bào, các túi tiết có bản chất lipid,… Đây là cách tiếp cận sinh học một cách căn bản, lập luận từ những bằng chứng có thật và định lượng hóa chúng – nhằm mục đích cuối cùng là nhất quán với quan niệm hiện nay về sinh học: Sinh học hệ thống (systems biology).

SƠ LƯỢC VỀ SỰ HÌNH THÀNH BÀO QUAN

Hầu hết các bào quan không thể được tạo mới hoàn toàn không có kế thừa: Chúng cần thông tin trong chính bào quan.

Hình 20.2: Tỉ lệ phân bố một số lipid trong các bào quan.

Khi tế bào phân chia, nó phải sao chép các bào quan. Nói chung, tế bào thực hiện điều này bằng cách kết hợp những phân tử mới vào bào quan có sẵn, sau đó làm tăng kích thước bào quan, tiếp đến, bào quan phân chia và phân phối cho hai tế bào con. Vì vậy, mỗi tế bào con thừa hưởng 1 hệ thống màng nội bào hoàn chỉnh từ tế bào mẹ. Sự thừa hưởng này là cần thiết vì 1 tế bào không thể tạo những cấu trúc màng nội bào từ hư vô. Nếu lưới nội chất bị xóa bỏ hoàn toàn khỏi 1 tế bào, làm thế nào tế bào có thể tái tạo lại được? Những protein màng tạo nên màng của lưới nội chất và thực hiện những chức năng của lưới nội chất thực chất cũng do lưới nội chất tạo ra. Lưới nội chất mới không thể tạo ra mà không có một lưới nội chất sẵn có, hay ít nhất là một màng đặc thù chứa các bơm chuyển vị protein cần để đưa protein từ tế bào chất đi vào lưới nội chất (các protein này bao gồm cả các bơm chuyển vị đặc hiệu.) Điều này cũng đúng với ty thể và lạp thể.

Hình 20.3: Cấu trúc của các glycero-phosphate lipid.

Do đó, có lẽ thông tin cần cho việc tạo một bào quan không chỉ nằm trên đoạn DNA mã hóa protein đặc trưng của bào quan. Thông tin ít nhất ở dạng 1 phân tử protein đặc trưng tồn tại trước đó trên màng bào quan cũng rất cần thiết, và thông tin này được chuyển từ tế bào ban đầu đến các thế hệ sau dưới hình thức bào quan. Có lẽ, thông tin đó cần cho việc truyền thừa các cấu trúc dưới tế bào, trong khi những thông tin trên DNA cần cho việc truyền lại cho đời sau trình tự nucleotide và trình tự amino acid.

Tuy nhiên, như những gì được bàn luận kỹ ở chương khác, lưới nội chất hình thành một dòng các bóng màng liên tiếp được kết hợp với một bộ phận của tập hợp các protein màng lưới nội chất và nhờ đó có thành phần khác với bản thân lưới nội chất. Tương tự, màng sinh chất liên tục tạo ra vô số những loại bóng màng nhập bào chuyên biệt khác nhau. Vì thế, có 1 số bào quan có thể được tạo thành từ bào quan khác và không được truyền lại cho đời sau trong phân bào.( VD: lysosome, phức hợp Golgi, peroxisome, endosome…).

Hình 20.4: Sự đa hình và cấu dạng phân tử của một số lipids.

SỰ TỰ SẮP XẾP LIPID VÀ SỰ PHÂN PHỐI Ở CẤP ĐỘ DƯỚI TẾ BÀO

Từ vi khuẩn đến các tế bào eukaryotes đều sử dụng glycerol làm bộ khung (backbone) cho hầu hết các lipid của chúng. Những phospholipids chính của vi khuẩn là phosphatidylserine (PS), phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylglycerol (PG) và cardiolipin (CL) (các tế bào eukaryote cũng có các phospholipids này). PG và CL được tổng hợp và giữ lại trong ti thể. Ngoài ra, ti thể cũng có enzyme PS-decarboxylase (PSD) có chức năng tổng hợp một nữa lượng PE của tế bào. PC và PI (phosphatidylinositol) là hai loại phospholipid chính ở tế bào eukaryote.

Hình 20.5: Sự phân bố các loại lipid chính ở động vật có vú nói chung.

PC có chứa hai chuỗi acyl béo (một no và một không no) và một đầu phân cực lớn do vậy nó có cấu trúc không gian hình trụ (cylindrical shape). Như ta đã biết, entropy cao nhất khi đuôi lipid càng xa đầu ưa nước hay các phân tử nước được giải phóng tối đa khỏi thành phần này (hiệu ứng kị nước), ta cũng tìm thấy điều này ở PC. Do những thuộc tính trên, PC có tính chất linh động cao và do vậy nó tạo nên tính chất sinh học của màng sinh học. Tuy nhiêu, màng sinh học cũng có từ 5 đến 10 loại lipid khác để có thể thực hiện tốt chức năng dẫn truyền lộ trình tín hiệu và giữ cho màng luôn có tính linh động.

Hình 20.6: Dạng ion hóa của CL tại pH sinh lý. CL chỉ được ion hóa một phần ở pH này (pK2 > 8.5) và do vậy có thể “nhốt” một proton bởi khả năng tạo liên kết hydrogen với gốc sn-2 hydroxyl của khung glycerol, kết quả là gắn kết được 2 PA trong cấu trúc của CL.

Hình 20.7: Điều hòa tổng hợp cholesterol

Hầu hết PE được tìm thấy ở màng sinh học đều có hình nón (cone shaped) và do vậy không thể tự nó tạo nên cấu trúc màng lipid kép được. Tính chất này khiến PE có khả năng gắn vào các protein màng để thực hiện các quá trình hợp nhất và phân đôi tế bào (fusion – fission). Khi xảy ra các điều kiện trung hòa điện tích, (charge neutralization – điện tích của một cation bị loại bỏ bởi hiện tượng adsorption – tạo lớp chất lỏng hoặc khí trên bề mặt chất rắn) mitochondrial phospholipid cardiolipin (CL) cũng có hiện tượng tạo kết cấu lớp lipid khác kết cấu kép.

Xem toàn bộ bài viết tại đây.

Sinh lý học tế bào


Nguyễn Phước Long – Lê Minh Châu

Sự chuyên biệt hóa của tế bào trong các hệ cơ quan khác nhau đều được khảo sát, và một điều quan trọng cần nhớ là không có tế bào nào được gọi là “dạng chuẩn”, đại diện cho tất cả các tế bào trong cơ thể của chúng ta. Tuy nhiên, có một vài bào quan có cấu trúc tương tự nhau ở phần lớn tế bào. Phần lớn các bào quan này có thể được cô lập nhờ sự ly tâm hóa với một số ứng dụng của công nghệ. Khi đó tế bào trở nên đồng nhất, ởtrạng thái huyền phù, nhân sẽ lắng đọng trước và sau đó là ti thể. Máy ly tâm tốc độ cao sinh ra áp lực gấp 100000 lần trọng lực hay tạo sự phân cắt sẽ làm cho các hạt nhỏ gọi là microsome đóng cặn, bao gồm ribosomes và peroxisomes.

Hình 21.1: Tế bào và các bào quan.

Màng tế bào

 

Màng tế bào là một cấu trúc rất phức tạp. Nó được tạo bởi lớp lipid, protein; có tính bán thấm, nghĩa là cho một số chất di chuyển xuyên qua và một số chất khác thì không. Tuy nhiên, tính thấm này có thể thay đổi bởi vì màng tế bào có chứa một lượng lớn các kênh ion và protein vận chuyển, do đó nó có thể cho một lượng lớn các chất có kích thước đa dạng đi qua. Màng nhân và màng của một số bào quan khác cũng có cấu trúc tương tự.

Mặc dù cấu trúc hóa học và các thuộc tính của màng tế bào có một khoảng thay đổi khá lớn giữa vùng này với vùng khác, nhưng chúng chia sẽ những đặc trưng chung. Màng tế bào dày khoảng 7.5 nm. Thành phần lipid được cấu tạo chủ yếu bởi phospholipids như là phosphatidylcholine và phosphatidylethanolamine (mà ta đã có dịp tìm hiểu sâu ở chương trước). Hình dạng của phân tử phospholipid này phản ánh thuộc tính của nó: Đầu phosphate có mối quan hệ với những chất tan trong nước (phân cực, thấm nước) và đuôi thì có mối quan hệ tới những chất không phân cực (kị nước). Do vậy chúng là phân tử lưỡng cực (amphipathic molecule). Ở màng tếbào, đầu thấm nước quay về phía môi trường (nơi có nhiều nước) và về phía dịch bào tương; còn đuôi kị nước quay mặt vào nhau (xem hình 21-2). Ở tế bào prokaryotes [bacteria (vi khuẩn) – tế bào không có màng nhân], màng tế bào tương đối đơn giản, nhưng ở tế bào eukaryotes (tế bào có màng nhân), màng tế bào có nhiều phân tử như glycoshingolipids (lipids có chứa đầu saccharide), sphingomyelin và hơn nữa còn có cholesterol, phospholipids và phosphatidylcholine.

Hình 21.2: Màng tế bào và các cấu trúc màng.

Nhiều loại protein cũng đính trên màng tế bào. Protein xuyên màng tồn tại ở dạng những đơn vị hình cầu và nằm xuyên qua toàn bộ màng tế bào; ngược lại protein bám màng thì nằm ở bên trong hoặc bên ngoài của màng. Lưu ý rằng protein chiếm tới 50% khối lượng màng tế bào, nghĩa là cứ một phân tử protein trên màng thì sẽ có 50 hoặc nhiều hơn phân tử phospholipid.

Protein trên màng tế bào có nhiều chức năng, như: Một vài trong số đó là phân tử kết dính có vai trò neo giữ tế bào với các tế bào lân cận hay vào các vị trí gắn kết đặc hiệu. Một số có vai trò như những chiếc “máy bơm”, có vai trò như kênh vận chuyển ion bởi cơ chế khuếch tán hỗ trợ (ngược chiều gradient nồng độ). Hay một vài protein có vai trò như kênh ion, khi được hoạt hóa chúng sẽ cho phép ion đi vào hay đi ra khỏi tế bào. Vai trò bơm, vận chuyển và kênh ion sẽ được thảo luận ở tiếp sau đây. Một số nhóm protein khác đóng vai trò là một thụ thể liên kết với ligands hoặc phần tử thông tin tác động gây ra sự thay đổi sinh lý của tế bào,… Cuối cùng, protein cũng có vai trò như là một enzymes, xúc tác phản ứng xảy ra trên bề mặt màng tế bào. Các ví dụ chức năng của nhóm protein này dần dần được đề cập trong các chương tiếp sau trong suốt quyển sách này.

Phần kị nước (không tích điện) của protein thường nằm ở vị trí ngay dưới màng tế bào còn phần ưa nước và tích điện của nó sẽ nằm trên bề mặt. Một con đường gắn thể glycosylated (gắn saccarid vào protein hay lipid) của phosphatidylinositol. Protein kiểm soát quá trình đó bởi glycosylphosphatidylinositol (bao gồm các enzyme như alkaline phosphatase, rất nhiều kháng nguyên, một lượng lớn phân tử kết dính tế bào và 3 protein bổ sung chống lại sự tiêu bào). Có hơn 45 tế bào liên kết với GPI ở bề mặt đã được biết đến ở người (2009). Một số protein gắn với lipid. Protein có thể biến đổi không thuận nghịch (myristolated), gắn với acid béo (palmitoylated) hay gắn các chất kị nước (ví dụ gắn với geranlgeranyl hoặc nhóm fRNAesyl).

Hình 21.3: Một số protein bám màng. Mô tả đầu C- và đầu N.

Cấu trúc của protein và những enzyme kèm theo của màng sinh học khác nhau không chỉ ở các tế bào với nhau mà còn ở nội tại của tế bào. Ví dụ như một vài enzyme gắn trên màng tế bào khác với trên màng ti thể. Trong tế bào biểu mô, enzyme của màng tế bào trên bề mặt màng nhày khác với những enzyme trong màng tế bào nền và ở mép bên, nghĩa là tế bào có sự phân cực. Màng tế bào là một cấu trúc chức năng và những thành phần cấu thành nó luôn được tái sinh ở các mức độ khác nhau. Một số loại protein gắn vào khung xương tế bào và một số lại di chuyển ra bề mặt màng.

Nằm trải dài ở bao quanh màng tế bào là một lớp vật chất mỏng dày khác nhau có chứa một số loại sợi protein có chức năng chung là tạo nên thành phần cơ bản (chất nền). Lớp cơ sở của tế bào thông thường tạo thành các protein liên kết các tế bào lại với nhau, điều hòa và quyết định sự phát triển của chúng tạo thành một mạng lưới ngoại bào. Nó bao gồm collagens, laminins, fibronectin, tenascin và một số loại proteoglycans.

Ti thể

 

Hàng tỉ năm về trước, tế bào nhân thực “tiêu hóa” vi khuẩn hiếm khí và biến nó thành ti thể – nguồn cung cấp năng lượng dồi dào cho tế bào dưới dạng ATP thông qua sự oxi hóa phosphryl hóa. Ti thể còn có những chức năng khác, như điều hòa sự chết có chương trình (apoptosis), nhưng vai trò quan trọng nhất vẫn là nguồn tạo ra năng lượng. Mỗi tế bào eukaryote có hàng trăm ngàn ti thể. Ở động vật có vú, ti thể thường là một bào quan (có hình dạng giống với xúc xích) nhưng thật ra hình dạng của chúng khá linh động. Mỗi ti thể bao gồm màng ngoài, khoảng gian màng, màng trong (có các hạt nhỏ bám vào, có chứa nhiều enzyme tham gia vào quá trình oxi hóa phosphoryl hóa) và chất nền ti thể.

Hình 21.4: Các thành phần tham gia vào quá trình oxi hóa phosphoryl hóa và nguồn gốc của nó. Quá trình này đã được đề cập chi tiết ở chương 4.

Do có nguồn gốc từ sinh vật đơn bào, ti thể cũng có bộ gene của riêng nó. Tuy nhiên có ít DNA hơn và 99% protein được tạo ra trong ti thể đều có nguồn gốc từ gene trong nhân của tế bào nhân thực. Nhưng DNA của ti thể đóng vai trò như là chìa khóa ca con đường oxi hóa phosphoryl hóa. Đặc biệt, DNA ti thể ở người là một chuỗi xoắn kép chứa khoảng 16500 cặp base (so với hàng tỉ cặp trong nhân DNA của tế bào nhân thực). Nó mã hóa cho ba đơn vị dưới protein và được giải mã bởi bộ gene trong nhân để tạo ra 4 enzyme cộng với 2 ribosome và 22 RNA vận chuyển cần thiết cho sự tổng hợp protein ti thể.

Nói chung enzyme của ti thể đáp ứng quá trình oxi hóa phosphoryl hóa, điều này cũng minh họa cho sự tác động qua lại giữa sản phẩm của ti thể với sản phẩm của tế bào nhân thực. Ví dụ như phức hợp I (complex I) làm giảm lượng nicotinamide adenin dinucleotide dehydrogenase (NADH) (được tạo ra bởi 7 đơn vị dưới protein được mã hóa tại ti thể và 39 đơn vị dưới có nguồn gốc từ DNA của nhân). Nguồn gốc của các đơn vị dưới khác của phức hợp được mô tả trong hình 21.4. Complex II – succinate dehydrogenase-ubiquinone oxidoreductase, complex III – ubiquinone-cytochrome c oxidoreductase và complex IV – cytochrome c oxidase hợp động cùng với complex I, coenzyme Q và cytochrome c để chuyển hóa thành CO2 và nước. Complex I, III và IV bơm H+ vào trong khoảng gian màng thông qua bơm điện tử của chuỗi truyền điện tử. H+ sau đó được bơm xuyên qua complex V, ATP synthase và trở thành nguyên liệu cho việc tổng hợp ATP.

Ti thể nhận thông tin duy truyền từ tế bào mẹ. Thông tin này có vai trò như là một bộ đánh dấu sự thoái triển. Ti thể không có hệ thống sữa chữa DNA và tỉ lệ đột biến xảy ra ở ti thể cao gấp 10 lần DNA của nhân tếbào. Mt lượng lớn các bệnh hiếm gặp được phát hiện là có liên quan đến đột biến DNA của ti thể (mitochondrial medicine). Nó bao gồm một lượng lớn bệnh liên quan tới mô – những nơi có tỉ lệ chuyển hóa đểsản xuất năng lượng có sự sai lệch lớn khi quá trình sản xuất ATP diễn ra một cách bất thường.

Lysosomes

Bảng 21.1: Các enzyme của lysosomes và cơ chất của nó.

 

Khoảng không gian được giới hạn bởi màng tế bào, có cấu trúc không đồng nhất và chứa các bào quan được gọi là bào tương. Trong môi trường đó có chứa lysosome – một bào quan có tính acid hơn so với pH thông thường của bào tương, có vai trò tiêu hóa các chất được đưa vào tế bào. Màng của lysosome hoạt động như một bơm proton (hay còn gọi là H+-ATPase) – sử dụng năng lượng ATP để vận chuyển H+ t bào tương vào trong lysosome nhằm giữ cho pH luôn bằng 5. Lysosome chứa hơn 40 loi enzyme thủy phân, một vài loại được đề cập đến ở bảng 21-1. Tất cả các loại enzyme này đều có tính acid và giúp duy trì pH trong lysosome ngoài ra còn giúp cho quá trình tiêu hóa diễn ra thuận lợi hơn. Mức acid này không có tác động xấu đến tế bào ở tình trạng bình thường vì dù cho lysosome có bị vỡ ra thì enzyme của nó cũng bị mất hoạt tính do pH của bào tương có pH là 7.2 (ngoài vùng hoạt động của enzyme). Vì vậy, chúng không có khả năng tiêu hủy, cũng như làm tổn hại đến các bào quan khác. Những bệnh lý liên quan đến hoạt động bất thường của lysosome được đề cập ở clinical box 1:

Clinical Box 1:

 

“Bệnh liên quan đến lysosome

Khi có một enzyme tiêu hóa của lysosome bị thiếu hụt, lysosome bị nhồi nhét bởi những enzyme bình thường khác. Điều này tất yếu dẫn đến bệnh rối loạn dự trữ của lysosome. Ví dụ như sự thiếu hụt galactosidase A gây ra bệnh Fabrythiếu galactocerebrosidase gây bệnh Gaucher. Những bệnh này hiếm xảy ra nhưng rất nghiêm trọng và có thể gây tử vong. Một ví dụ khác về chứng rối loạn này là bệnh Tay-sachs, gây chậm phát triển tí tuệ và mù lòa. Tay-sachs xuất hiện bởi sự thiếu enzyme hexosaminidase A, một enzyme tiêu hóa của lysosome xúc tác cho sự tiêu giảm sinh học chất ganglioside (một dẫn xuất của acid béo).”

 

Peroxisomes

 

Peroxisomes có đường kính 0,5 micromet, được bao bọc bởi màng và bên trong chứa nhiều enzyme có khả năng tạo ra H2O2 cũng như phân hủy nó (catalase). Protein được đưa vào piroxisome bởi những tín hiệu đặc biệt liên tục cùng với sự giúp đỡ của peroxins (protein đi kèm). Trên màng piroxisome có chứa nhiều protein đặc hiệu kèm với các kênh vận chuyển vận chất vào chất nền bên trong hay đi ra ngoài dịch bào. Chất nền peroxisome có tới hơn 40 enzyme có tác dụng phối hợp điều hòa cùng với các enzyme trong dịch bào xúc tác cho các phản ứng đồng hóa và dị hóa (như thủy phân lipids chẳng hạn). Peroxisome có thể được tạo ra bởi lưới nội sinh chất hay trong quá trình phân bào. Người ta đã tìm thấy một lượng lớn các chất quyết định sự phát triển của piroxisome được điều hòa bởi các thụ thểở trong nhân của tế bào. PPARs (peroxisome proliferation activated recepters) là thành phần của một tập hợp các thụ thể trong nhân có liên quan với nhau. Khi được kích hoạt, các thụ thể này gắn kết với DNA gây ra sự biến đổi trong quá trình sản xuất mRNA. (PPARs còn có những hiệu ứng khác được biết cho đến nay là nó còn có tác động đến nhiều mô và cơ quan khác).

Khung xương tế bào (cytoskeleton)

 

Bộ xương tế bào là một hợi thống sợi có vai trò giữ vững cấu trúc của tế bào, giúp nó thay đổi hình dạng và thực hiện di chuyển, có mặt ở mọi tế bào. Cấu trúc của nó thường có ba phần là vi ống, sợi trung gian, vi sợi xen giữa và bám dính vào protetin để giữ liên kết với nhau. Hơn nữa, protein và bào quan di chuyển dọc theo vi ống và vi sợi từ phần này đến phần khác của tế bào nhờ các phần tử đẩy.

Xem toàn bộ bài viết tại đây.

ĐẠI CƯƠNG VỀ MÀNG TẾ BÀO ĐỘNG VẬT NHÂN THỰC

Phùng Trung Hùng – Nguyễn Phước Long – Lê Phi Hùng – Lê Minh Châu

Chúng ta đã nói các tri thức cơ sở về cấu trúc màng tế bào xuyên suốt nội dung các chương trước. Do vậy, chương này sẽ đi sâu, đề cập một cách hoàn chỉnh và hệ thống hóa những tri thức về màng tế bào.

Giới thiệu về màng sinh học

Màng sinh học được cấu tạo bởi lipid, protein và các carbohydrate bán rắn. Màng sinh học có cấu trúc khảm động, luôn thay đổi thành phần cấu tạo trong suốt cuộc đời của tế bào, bao quanh tế bào và  có vai trò điều hoà các hoạt động của tế bào. Các màng bên ngoài tế bào tạo nên màng bào tương còn các màng bên trong tế bào tạo nên các màng trong của các bào quan đặc biệt như nhân và ti thể

Thành phần và cấu trúc của màng sinh học

Màng sinh học được cấu tạo bởi lipids, protein và carbohydrates.

Carbohydrates liên kết với lipid tạoglycolipid và liên kết với protein tạo nên glycoprotein. Các loại tế bào khác nhau có thành phần protein và lipid khác nhau. Protein chiếm từ 20% đến 70% khối lượng màng.

Hình 22.1: Cấu trúc lớp lipid kép và tính chất khảm động

Có 3 loại lipid màng chính là: glycerophospholipids, sphingolipids, và cholesterol. Các loại lipid này sẽ được đề cập kĩ hơn ở phần lipids, tổng hợp lipid, sphingolipid và cholesterol. Sphingolipids và glycerolphospholipid chiếm phần lớn khối lượng lipid màng. Các phân tử của 2 loại lipid này với đặc điểm cấu trúc một đầu phân cực (đầu ưa nước) và một đầu không phân cực (đầu kị nước) tạo thành một lớp lipid kép (lipid bilayer) với 2 đầu kị nước quay vào nhau (xem hình dưới) . Lớp lipid kép này có thể khuếch tán bên (lateral diffusion – các phân tử của lớp có thể di chuyển dễ dàng giữa 2 lớp và thay đổi chỗ cho nhau) cũng như có thể khuếch tán ngang (transvere diffusion, flip-flop – các phân tử lipid khuếch tán từ mặt này sang mặt khác của màng). Tuy nhiên các phân tử muốn qua màng theo kiểu flip-flop này cần tạo nên cấu trúc có các đầu phân cực bao bên ngoài để qua lõi hydrocacbon của lớp kép lipid nên việc vận chuyển chất theo kiểu này là rất khó nếu không có enzyme flipase hỗ trợ quá trình này.

Hình 22.2: Cấu trúc điển hình của một phosphate-lipid (phospholipid)

Màng sinh học cũng chứa protein, glycoprotein và lipoprotein. Có 2 dạng protein thường gặp trên màng là: protein xuyên màng (integral protein) và protein ngoại vi (peripheral protein). Các protein xuyên màng hay còn gọi là protein nội màng (intrinsic protein) bám chặt vào màng và nằm trong lớp lipid kép nhờ vào các liên kết kị nước còn protein ngoại vi còn được gọi là protein ngoại màng (extrinsic protein) liên kết với màng bằng các liên kết lỏng lẻo với các đầu phân cực (mặt trong hay mặt ngoài của lớp lipid kép) hay với protein xuyên màng. Các protein ngoại vi thường nằm ở mặt bào tưởng của màng sinh học hay mặt trong của các màng bào quan.

Bảng 22.1: CTHH một số acid béo không no

Các protein liên kết màng sinh học được gọi là lipoprotein, phần lipid của lipoprotein giúp phân tử protein này bám vào màng sinh học bằng liên kết trực tiếp với lớp lipid kép hay gián tiếp thông qua protein xuyên màng. Phần lipid này là các isoprenoid như farnesyl và geranyl – các acid béo như myristic, acid palimitic, glycoslphosphatidylinositol, GPI (còn được gọi là glipiated protein).

Hoạt động của lớp màng sinh học

Hình 22.3: Màng bào tương là vị trí thích hợp của nhiều protein bề mặt: Thụ thể, kênh ion, transporter và phân tử kết dính.

Protein và lipid phân bố trên màng không giống nhau. Ví dụ: mặt trong của lớp lipid kép có nhiều phosphatidylethanolamine còn mặt ngoài thì nhiều phosphatidyl choline. Các carbohydrate bám vào lipid hay protein được tìm thấy nhiều nhất ở mặt ngoài của màng. Sự phân bố không giống nhau giữa protein và lipid đã tạo ra các tiểu vùng (sub-domain) chuyên biệt cao trong màng và các cấu trúc có màng chuyên biệt cao (như lưới nội bào tương (ER), bộ máy golgi và các túi tiết). Các túi tiết tổng hợp các yếu tố tế bào trong ER rồi sau đó được đưa đến bộ máy Golgi và cuối cùng đến màng sinh học để hoạt hóa các protein xuyên màng như thụ thể của yếu tố tăng trưởng (growth factor receptor). Trong quá trình vận chuyển từ nang đến màng sinh học các protein tiết này đã trải qua nhiều sự biến đổi trong đó có cả hiện tượng glycosyl hóa.

Hình 22.4: Cấu trúc bất đối xứng của lớp phospholipid màng

Các túi tiết được bộ máy golgi xuất ra được gọi là túi tiết trưởng thành  (coated vesicle). Màng của các nang này được tạo bởi các protein giá đỡ chuyên biệt có khả năng tương tác với môi trường ngoại bào. Dựa vào protein tạo thành lớp bao của túi tiết, người ta phân các túi tiết này thành 3 loại chính: (1) túi clathrin (Clathrin-coated vesicle) bao gồm protein gian màng, GPI-linked protein và protein tiết để đưa đến màng sinh học. Các túi tiết này còn tồn tại trong quá trình nhập bào (như trong quá trình hấp thu LDL bào tương của gan thông qua thụ thể của LDL); (2) COPI (COP = coat protein) tạo nên bề mặt cho các túi vận chuyển giữa các khoang của bộ máy golgi. (3) COPII tạo nên bề mặt các túi tiết được chuyển tử ER sang bộ máy golgi.

Cấu tạo bề mặt màng của mỗi tế bào phụ thuộc vào các tế bào lân cận mà nó tiếp xúc. Bề mặt màng của tế bào tương tác với các thành phần ống còn được gọi là mặt đỉnh (apical surface), mặt còn lại được gọi là mặt đáy bên (basolateral surface). Hai bề mặt này có thành phần lipid và protein cấu tạo tương đối khác nhau.

Hình 22.5: Mô tả mặt đỉnh và mặt đáy bên của màng tế bào.

Hầu hết các tế bào nhân thực đều tiếp xúc với các tế bào kế cận và đây là cơ sở để tạo nên các hệ cơ quan. Các tế bào nằm kế cận nhau trao đổi chất với nhau thông qua các liên kết khe (gap junction). Liên kết khe là các kênh liên tế bào và được cấu tạo từ các connexin có nhiệm vụ chính là dinh dưỡng cho các tế bào của cơ quan không tiếp xúc trực tiếp với dòng máu.

Xem toàn bộ bài viết tại đây.

Có nên ngưng chích ngừa bệnh viêm gan siêu vi B không?

Với tư cách một thầy thuốc, tôi đã xuất hiện nhiều lần trên các phương tiện thông tin đại chúng để nói về các bệnh viêm gan B, và C. Trong đó, tôi đã đề cập đến chương trình chích ngừa bệnh viêm gan siêu vi B (VGSV B).

Một trong ba gia đình đau đớn vì mất con sau khi tiêm ngừa vắcxin VGSV B tại bệnh viện Hướng Hoá, Quảng Trị. Ảnh: CTV

Hôm nay, khi tin tức đang tràn ngập trên báo chí, tivi về việc ba trẻ sơ sinh xấu số ở bệnh viện Hướng Hoá, Quảng Trị bị tử vong ngay sau khi được chích ngừa bệnh VGSV B. Vắcxin này còn hạn dùng đến năm 2015, do công ty Vắcxin sinh phẩm số 1 (Vabiotech) thuộc bộ Y tế cung cấp. Theo trang web của công ty (http://vabiotech.com.vn/?act=info&id=8) vắcxin này đã “đoạt giải nhì VIFOTECH 1995, công trình đoạt giải nhì VIFOTECH 1995, giải thưởng KOVALEVSKAIA 1999, huy chương vàng hội chợ Vì tuần lễ xanh quốc tế, sản phẩm được chứng nhận đạt tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế”.

Bên cạnh những giải thưởng khoa học đó, lần đầu tiên, y giới Việt Nam có được bằng chứng cụ thể về nguyên nhân của những cái chết xảy ra liên tiếp sau khi chích ngừa: cơ địa em bé trước khi chích hoàn toàn khoẻ mạnh, cái chết xảy ra chỉ dăm phút sau khi chích thuốc. Và quan trọng hơn hết, bằng chứng mổ tử thi mà theo báo cáo của bệnh viện đa khoa huyện Hướng Hoá, các cháu bé tử vong nghi do “sốc phản vệ” sau khi tiêm thuốc (nguồn:http://www.thanhnien.com.vn/pages/20130721/tam-dung-tiem-vac-xin-viem-gan-b-cho-tre-so-sinh-tai-quang-tri.aspx)

Dĩ nhiên, tôi nhận được rất nhiều câu hỏi, email, điện thoại… để chất vấn về sự việc này. Trong đó, hoàn toàn hữu lý khi nhiều bậc phụ huynh có ý định không cho con cái đi tiêm phòng bệnh VGSV B nữa. Họ có lý khi nói: “không tiêm chưa chắc đã chết, mà tiêm chết ngay như thế thì làm sao tôi dám mang con đi được?”

Để rộng đường dư luận, tôi đưa lại một số thông tin, có dẫn nguồn tham khảo từ những tạp chí y học có uy tín. Tự những con số sẽ nói lên tất cả!

Bệnh VGSV B có phổ biến và nguy hiểm không?

Việt Nam là một trong những nước có tỷ lệ VGSV B cao nhất thế giới: 20% (một phần năm dân số). Bệnh này là nguyên nhân hàng đầu của ung thư gan. 25% bệnh nhân mắc phải siêu vi B sẽ đi vào biến chứng xơ gan, ung thư gan nếu không điều trị. 100% ung thư gan ở trẻ em là do VGSV B.

Ở trẻ em Việt Nam, tỷ lệ bị mắc VGSV B vào khoảng từ 13 – 18%. Chủ yếu các em bị lây nhiễm theo chiều dọc từ mẹ sang con trong quá trình chuyển dạ.

Có thể phòng ngừa bệnh VGSV B không?

Tuy nguy hiểm, nhưng hoàn toàn có thể phòng ngừa được bệnh bằng chích ngừa. Vắcxin có thể ngừa được bệnh trong ít nhất 95% trường hợp. Ở Đài Loan, chỉ 10% sau khi áp dụng tiêm chủng đại trà cho trẻ em, tỷ lệ bé sơ sinh nhiễm bệnh từ 10% đã giảm còn 1%. Đồng thời, tỷ lệ ung thư gan ở trẻ em trong cùng thời điểm giảm gần 50%.

Thiên vương Lưu Đức Hoa, một người mắc bệnh VGSV B, đã được Chính phủ Trung quốc mời sang Hoa lục để cổ suý cho việc chích ngừa VGSV B. Với hiệu quả như vậy, vắcxin ngừa VGSV B đã được mệnh danh là vắcxin ngừa ung thư đầu tiên của nhân loại.

Miễn dịch với bệnh kéo dài trong bao lâu?

Với phác đồ chuẩn 0, 1, 6 tháng, hiệu quả bảo vệ của vắcxin có thể kéo dài ít nhất 15 năm, thậm chí cả đời. Trừ một số trường hợp đặc biệt, không cần thiết phải theo dõi nồng độ kháng thể để chỉ định tiêm nhắc liều thứ tư. Lý do: cơ chế bảo vệ của vắcxin chủ yếu là qua hệ miễn dịch tế bào, vai trò kháng thể chỉ là thứ yếu. Do đó, tiêm nhắc liều thứ tư sau 5 năm là một tuỳ chọn, không phải bắt buộc để bảo đảm hiệu quả bảo vệ của vắcxin.

Chủng ngừa có an toàn không?

Có nhiều tranh luận đã nổ ra quanh độ an toàn của vắcxin ngừa bệnh VGSV B. Tuy nhiên, hệ thống thu thập dữ liệu về an toàn thuốc của Hoa Kỳ cho thấy: từ năm 1991 – 1998, có 18 trẻ em tuổi từ 0 đến 28 ngày tử vong sau khi tiêm vắcxin ngừa viêm gan B. Phân tích chi tiết nguyên nhân tử vong cho thấy có 12 trường hợp chết do đột tử (sudden infant death syndrome hay SIDS), ba trường hợp do nhiễm trùng, một trường hợp do xuất huyết não, còn lại không rõ nguyên nhân.

Trang thông tin chính thức của trung tâm Kiểm soát bệnh tật Hoa Kỳ (CDC) khẳng định: “kể từ khi áp dụng vào năm 1982, đã có hơn 100 triệu lượt người được chích và hoàn toàn không ghi nhận được tác dụng phụ nghiêm trọng nào. Tác dụng phụ chủ yếu là đau chỗ tiêm chích” (http://www.cdc.gov/hepatitis/B/bFAQ.htm#bFAQ38)

Dựa vào những con số thống kê này, y học hoàn toàn không ghi nhận được trường hợp tử vong nào có liên quan trực tiếp, nhân quả với tiêm ngừa vắcxin VGSV B, nếu nó được bào chế đúng chuẩn, bảo quản đúng quy cách. Vắcxin này tiêm bắp thịt, nên nếu việc tiêm thuốc không đúng quy cách thì bất quá là không gây miễn dịch cho trẻ, không thể làm chết người được. Do đó, vắcxin ngừa VGSV B vẫn được tiếp tục sử dụng ở mức độ chương trình tiêm chủng toàn quốc ở hơn 150 quốc gia (bộ Y tế Mỹ từ năm 1991 đã áp dụng chương trình này cho toàn bộ trẻ sơ sinh).

Thông tin từ y văn và thế giới là vậy! Nhưng như nhiều chuyện đáng buồn khác, tình hình nước ta có những “đặc thù” riêng (?). Với tư cách một thầy thuốc và một người làm cha mẹ, tôi cũng đang chờ câu trả lời minh bạch, trung thực từ bộ Y tế.

Trong lúc chờ đợi, tôi vẫn khuyên bệnh nhân của mình đi chích ngừa VGSV B. Dĩ nhiên, với một loại vắcxin tin cậy (mặc dù chúng không có huy chương hay giải thưởng): Engerix-B (GSK), Recombivax HB (Merck) hay Twinrix (vắcxin phối hợp ngừa VGSV A và B, GSK). Xin đừng trách tôi “sính ngoại”: it nhất, tôi có quyền tin rằng bệnh nhân của mình sẽ không chết thảm, như nhiều em bé vô tội vừa qua.

BS LÊ ĐÌNH PHƯƠNG

SGTT

Ngừng toàn bộ việc tiêm phòng lô vắcxin viêm gan B ở Quảng Trị

Ngày 21.7, sau vụ ba trẻ sơ sinh tử vong ngay sau khi tiêm vắcxin phòng viêm gan B tại bệnh viện đa khoa huyện Hướng Hoá, Quảng Trị, Công an Quảng Trị đã vào cuộc tìm nguyên nhân cái chết. Trong khi đó, ông Trần Văn Thành, giám đốc sở Y tế tỉnh Quảng Trị cho biết, vắcxin tiêm cho ba trẻ sơ sinh nói trên sản xuất tại Việt Nam thuộc lô V-GB 020812E, nhằm phục vụ chương trình Tiêm chủng quốc gia, hoàn toàn miễn phí. Lô vắcxin được sản xuất năm 2012 và có hạn dùng đến năm 2015, do công ty Vắcxin sinh phẩm số 1 sản xuất. Bệnh viện đa khoa huyện Hướng Hoá vừa tiếp nhận lô vắcxin nói trên chiều 18.7.2013, từ trung tâm Y tế dự phòng tỉnh Quảng Trị. Trước sự việc này, tỉnh Quảng Trị đã cho niêm phong toàn bộ vỏ vắcxin đã tiêm cho ba trẻ nói trên và niêm phong 29 lọ vắcxin còn lại để gửi cơ quan chức năng. Nói rõ hơn với báo giới, ông Nguyễn Xuân Tường, giám đốc trung tâm Y tế dự phòng Quảng Trị cho biết, lô vắcxin trên do viện Pasteur Nha Trang – bộ Y tế cung cấp.

Theo lãnh đạo sở Y tế Quảng Trị, ngày 21.7, bộ trưởng bộ Y tế Trần Thị Kim Tiến đã vào đến Quảng Trị. Theo bộ trưởng, nếu đội ngũ y, bác sĩ bệnh viện Hướng Hoá của kíp trực làm đúng quy trình thì bộ Y tế phải làm rõ trách nhiệm của đơn vị cung cấp số vắcxin và nguồn gốc lô vắcxin này. Ngược lại, nếu kíp trực tiêm vắcxin viêm gan B không thực hiện đúng theo quy trình thì phải bị xử lý nghiêm theo đúng quy định của pháp luật. Tỉnh Quảng Trị cũng đã giao cơ quan chức năng kiểm tra toàn bộ quy trình chuyên môn của đội ngũ y, bác sĩ trực để xem có sai sót gì không.

Ông Nguyễn Đức Chính, phó chủ tịch UBND tỉnh Quảng Trị cho biết, nhận định ban đầu từ phía các cơ quan chức năng địa phương qua việc khám nghiệm ban đầu, có thể ba trẻ tử vong do sốc phản vệ. Tuy nhiên, các cơ quan chức năng vẫn chưa thể khẳng định nguyên nhân cuối cùng. Hiện tỉnh Quảng Trị đã thông báo về toàn tuyến y tế cơ sở dừng việc tiêm chủng lô vắcxin nói trên.

Quốc Nam

Tìm lại trí nhớ

Quên là một chứng bệnh phổ biến nhưng việc chữa trị rất phức tạp do còn bị ảnh hưởng bởi nhiều lời khuyên và cách dùng thuốc truyền miệng trong dân gian. Ngoài ra, các thuốc điều trị chứng quên đang được quảng cáo trên thị trường với cung cách hấp dẫn cũng làm người bệnh bối rối không biết lựa chọn thế nào.

Quên là triệu chứng sớm của suy giảm nhận thức và sa sút trí tuệ tiến triển chậm trong nhiều năm. Trên phương diện bệnh học, có nhiều loại mất trí nhớ (chứng quên) do kết hợp với các rối loạn thần kinh như: bệnh Alzheimer, tai biến mạch máu não, tâm thần, trầm cảm, stress, suy nhược thần kinh… Nhiều người lớn tuổi, khoẻ mạnh cũng thường phàn nàn về chứng hay quên của mình.

Vì đâu suy giảm trí nhớ?

Là sự lưu trữ thông tin trong hệ thống thần kinh trung ương, trí nhớ có hai loại: trí nhớ ngắn hạn và trí nhớ dài hạn. Nó bao gồm ba tiến trình nhận thức chủ yếu: ghi nhận thông tin, lưu trữ thông tin và tìm kiếm – truy xuất thông tin. Sự suy giảm trí nhớ có thể xảy ra ở bất kỳ giai đoạn nào trong ba tiến trình đó.

Một số nghiên cứu y học cho thấy: trí nhớ dài hạn liên quan đến chức năng của một chất có tên Acetylcholine, còn trí nhớ ngắn hạn liên quan đến vùng trán của vỏ não, là vùng tập trung các thụ thể Dopanergic. Những thuốc gây ức chế Acetylcholine sẽ gây suy giảm trí nhớ dài hạn. Còn tổn thương vùng trán sẽ gây mất trí nhớ ngắn hạn.

Theo thời gian, não trải qua quá trình lão hoá. Quên do tuổi gắn liền với sự mất dần tính khôi hài trong giao tiếp, tốc độ suy nghĩ chậm dần, thường quên sự việc mới xảy ra dù vẫn nhớ các sự việc đã rất lâu trong quá khứ. Còn quên do các nguyên nhân tâm thần thường kết hợp với rối loạn thần kinh thực vật, mất ngủ, thiếu năng lực trong công việc, ăn không ngon, hay lo âu. Quên do các bệnh thần kinh thường kèm các khiếm khuyết thần kinh.

Biểu hiện thường gặp

Biểu hiện sớm của chứng quên là người bệnh gặp khó khăn trong sử dụng tiền hàng ngày; trong sử dụng phương tiện giao thông, điện thoại…; mất kỹ năng mua sắm; mất khả năng làm theo lời hướng dẫn và tìm đường phố…; ngơ ngác, thờ ơ với người khác, luôn than phiền quên. Người bệnh không nhận biết khiếm khuyết trí nhớ của họ trong giai đoạn bán cấp nhưng sẽ nhận ra khi các biểu hiện này kéo dài.

Có hai kiểu biểu hiện thường gặp:

Chứng loạn trí nhớ về không gian: người bệnh khó nhận biết nơi mình đang ở và những nơi đã biết. Chứng loạn trí nhớ này rất kỳ lạ: người bệnh luôn tin rằng họ đang ở một nơi khác với nơi họ đang ở thật sự, dù có những bằng chứng rõ ràng như cầu thang, bàn ghế, giường nệm…

Chứng quên toàn bộ thoáng qua: là rối loạn có tính chu kỳ của hệ thần kinh trung ương, trong đó có sự mất trí nhớ đột ngột, đặc biệt là khả năng tường thuật hay kể về những sự kiện gần đây, mà không kèm các triệu chứng thần kinh. Người mắc chứng quên này thường lặp lại câu hỏi, nhấn mạnh từ cuối hay nhắc lại đoạn cuối của câu.

Phát hiện sớm, có thể chữa khỏi

Để có một cuộc sống khoẻ mạnh không chỉ về thể chất mà cả tinh thần, cần phòng ngừa và điều trị kịp thời chứng quên. Y học đã khẳng định: chứng quên ở giai đoạn còn sớm có thể chữa được hoặc ít ra cũng làm quá trình tiến triển bệnh chậm lại, giúp người bệnh có cuộc sống tốt hơn. Do đó, khi thấy có biểu hiện quên, nên đi khám ngay để được xác định mức độ quên, tìm các yếu tố gây bệnh và điều trị. Hiện có rất nhiều loại thuốc điều trị đặc hiệu cho các chứng quên do sa sút trí tuệ, quên sau tai biến mạch máu não, quên thông thường ở người lớn tuổi, quên do các bệnh trầm cảm, và stress… Một quan niệm mới về điều trị được đưa ra là dùng các thuốc chống thoái hoá não như vitamin E, vitamin C, Gingo giloba (chiết xuất từ cây bạch quả) và Piracetam, là những thuốc có tác dụng chống oxy hoá giúp bảo vệ tế bào, đặc biệt giúp các tế bào não tránh tác hại của các gốc tự do sản sinh trong quá trình thoái hoá não. Bên cạnh tác dụng trên, chúng còn có khả năng cải thiện tuần hoàn não nên cũng được dùng điều trị chứng quên và suy giảm nhận thức sau tai biến mạch máu não.

PGS.TS.BS VŨ ANH NHỊ,

chủ tịch hội Thần kinh học TP.HCM; trưởng bộ môn thần kinh, khoa Y đại học Y dược TP.HCM

SGTT

Sinh học chất gian bào

Nguyễn Phước Long

Giới thiệu

Chất nền ngoại bào (ECM) được tìm thấy trong mô của các động vật có vú, nằm ngoài tế bào và có nhiệm vụ nâng đỡ các tế bào. ECM thường được xem là mô liên kết. ECM cấu tạo bởi 3 loại phân tử sinh học:

  1. Protein cấu trúc (structural protein): collagen và elastin
  2. Protein chuyên biệt (specialized protein): fibrillin, fibronectin và laminin
  3. Proteoglycan: phân tử này có các glycosaminoglycans (GAGs – chuỗi dài có nhiều đơn vị disaccharide lặp lại) bám vào protein lõi.

Hình 23.1: Cấu trúc của proteoglycans

Collagen

Collagen là protein được tìm thấy nhiều nhất ở động vật và đây cũng là protein chủ yếu trong ECM. Bộ gen người có hơn 30 gene mã hóa collagen và các gene này phối hợp với nhau để tạo nên hơn 20 loại collagen fibrils khác nhau. Loại I, II, III là các loại thường gặp nhất và 3 loại này cũng tạo nên các cấu trúc tương tự nhau. Loại IV tạo two-dimensional reticulum và nó cũng là thành phần chủ yếu của màng đáy (basao lamina). Phần lớn collagen được tổng hợp từ fibroblast nhưng các tế bào biểu mô cũng tạo nên protein này.

Về cơ bản, collagen là các protein dạng hình dây thừng dài và mỏng . Ví dụ: Collagen loại 1 dài 300nm, có đường kính 1.5nm và có 3 tiểu đơn vị cuộn (coiled subunit): 2 chuỗi α1(I)  và 1 chuỗi α2(I), mỗi chuỗi này có 1050 amino acid và quấn vào nhau tạo nên cấu trúc xoắn ba về phía bên phải (right-handed triple helix).Mỗi vòng xoắn có 3 amino acid và amino acid thứ ba luôn luôn là G. Collagen cũng chứa rất nhiều proline và hydroxyproline. Các vòng pyrollidone lớn của proline nằm ngoài cấu trúc xoắn ba này.

Hình 23.2: Cấu trúc của sợi collagen (đọc từ trái sang phải, X thường là proline và Y thường là hydroxyproline, trình tự gly-X-Y thường hay lập lại ở xoắn α)

Các vòng xoắn ba này tương tác với nhau tạo nên các sợi có đường kính 50nm. Sau đó chúng cuộn lại tạo thành các phân tử có chiều dài khoảng ¾ kích thước thông thường (mất đi khoảng 67nm hay ¼ chiều dài). Các Staggered array này tạo nên các vạch nên chúng có thể được quan sát bằng kính hiển vi điện tử.

Collagen thường được tạo thành từ procollagen. Procollagen loại 1 có thêm 150 amino acid tại đầu N tận và 250 amino acid tại đầu C tận. Các phần này cuộn lại và tạo nên các liên kết disulfide nội chuỗi. Chính những liên kết này đã giúp tạo nên cấu trúc xoắn ba của collagen.

Đầu tiên, các sợi collagen tập trung tại ER và bộ máy golgi, tại đây các chuỗi tín hiệu được loại bỏ và bắt đầu quá trình thay đổi chuỗi collagen. Các proline chuyên biêt đưowjc thủy phân bởi prolyl 4-hydroxylase và prolyl 3-hydroxylase còn các lysine thì được thủy phân bởi lysyl hydroxylase. Cả 2 loại prolyl hydraoxylases đều có vitamin C là co-factor. Glycosylations của O-linked type xảy ra trong bộ máy golgi. Sau đó các procollagen được phóng thích vào khoảng ngoại bào (extrallular space) để loại bỏ các vùng pro-domain. Tiếp theo, các phân tử collagen được polymer hóa (polymerize) để tạo collagen fibrils và các lysine bị oxi hóa bởi enzyme ngoại bào lysyl oxidase để tạo aldehydes hoạt động. Các aldehyde này tạo ra sự bắt chéo giữa 2 chuỗi, qua đó làm bền các khung so le (staggered array) của sợi nhỏ collagen.

 

Bảng dưới đây liệt kê 12 sợi nhỏ collagen thường gặp nhất

Xem trọn bài viết tại đây

Các tác nhân sinh học gây bệnh ung thư: Ngăn chặn cách gì?

4 loại virut liên quan đến cơ chế sinh bệnh ung thư

Virut Epstein – Barr: Loại ung thư này đầu tiên thấy có mặt ở bệnh ung thư hàm dưới của trẻ em vùng Uganda (loại bệnh này do Epstein và Barr phân lập nên virut này được mang tên virut Epstein – Barr). Về sau người ta còn phân lập được loại virut này ở trong các khối ung thư vòm mũi họng, bệnh có nhiều ở các nước ven Thái Bình Dương đặc biệt là ở Quảng Đông, Trung Quốc và một số nước Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Ở nhiều bệnh ung thư vòm còn thấy kháng thể chống lại kháng nguyên của virut Epstein – Barr. Tuy nhiên, người ta chưa khẳng định vai trò gây bệnh trực tiếp của virut Epstein – Barr đối với ung thư vòm mũi họng. Trong dân chúng tỷ lệ nhiễm loại virut này tương đối cao nhưng số trường hợp ung thư vòm không phải là nhiều. Hướng nghiên cứu về virut Epstein – Barr đang còn tiếp tục và đặc biệt ứng dụng phản ứng IgA kháng VCA để tìm người có nguy cơ cao nhằm chủ động phát hiện sớm ung thư vòm mũi họng.

Ngăn chặn cách gì? 1
 Hình ảnh virut Epstein – Barr gây ung thư vòm mũi họng.

Virut viêm gan B: Gây ung thư gan nguyên phát hay gặp ở châu Phi và châu Á trong đó có Việt Nam. Virut này khi thâm nhập cơ thể gây viêm gan cấp, kể cả nhiều trường hợp thoáng qua. Tiếp theo là một thời kỳ dài viêm gan mạn tiến triển không có triệu chứng. Tổn thương này qua một thời gian dài sẽ dẫn đến hai biến chứng đó là xơ gan toàn bộ và ung thư tế bào gan. Điều này phần nào giải thích sự xuất hiện nhiều ổ nhỏ trong ung thư gan và tính chất tái phát sớm sau cắt gan. Ngoài ra, xơ gan đã làm cho tiên lượng của bệnh ung thư gan xấu đi rất nhiều. Việc khẳng định virut viêm gan B gây ung thư gan giữ vai trò rất quan trọng. Nó mở ra một hướng phòng bệnh tốt bằng cách tiêm chủng chống viêm gan B. Phát hiện người mang virut bằng xét nghiệm HBsAg (+) và những người này nên dùng vaccin.

Virut gây u nhú thường truyền qua đường sinh dục: Loại này được coi là có liên quan đến các ung thư vùng âm hộ, âm đạo và cổ tử cung, các nghiên cứu đang tiếp tục.

Virut HTLV1 là loại virut (Retro virut) liên quan đến gây bệnh bạch cầu tế bào T gặp ở Nhật Bản và vùng Caribê.

Ký sinh trùng và vi khuẩn có liên quan đến ung thư

Khuyến cáo của thầy thuốcLoại trừ tác nhân sinh học liên quan đến ung thư bằng lối sống khoa học; vệ sinh cá nhân, vệ sinh môi trường tốt.

Cần đến thầy thuốc khi đau ốm để được điều trị đúng, sớm và triệt để, loại trừ các yếu tố nguy cơ gây ung thư.

Chỉ một loại ký sinh trùng được coi là nguyên nhân gây ung thư, đó là sán Schistosoma. Loại sán này thường có mặt với ung thư bàng quang và một số ít ung thư niệu quản ở những người Ảrập vùng Trung Đông, kể cả người Ảrập di cư. Cơ chế sinh ung thư của loại sán này hiện chưa được giải thích rõ.

Loại vi khuẩn đang được đề cập đến vai trò gây viêm dạ dày mạn tính và ung thư dạ dày là vi khuẩn Helicobacter Pylori. Các nghiên cứu đang được tiếp tục nhằm mục đích hạ thấp tác hại Helicobacter Pylori và giảm tần số ung thư dạ dày, đặc biệt là ở các nước châu Á.

Dự án PCUTQG, Bệnh viện K TW – SKDS

Giới thiệu một số kênh ion chính trong tế bào

Giới thiệu một số kênh ion chính trong tế bào

Phùng Trung Hùng – Phạm Thiên Tánh – Nguyễn Phước Long – Lê Phi Hùng

Đóng và mở kênh ion: Ba trạng thái hoạt động

Tế bào là một hệ thống mở thường xuyên trao đổi chất và năng lượng với môi trường bên ngoài. Khả năng này được đảm bảo nhờ một loạt các cấu trúc vận chuyển tinh vi trải xuyên qua màng lipid kép. Protein tải (transporters) và kênh (channels) là hai nhóm lớn của protein vận chuyển ở màng tế bào. Protein tải còn được gọi là chất mang (carriers) hoặc chất cho thấm qua (permeases) sẽ gắn chặt với các chất tan đặc hiệu được vận chuyển và sẽ trải qua một loạt các biến đổi hình thể dể chuyển chất tan qua màng tế bào. Người ta phân làm 2 nhóm theo nhu cầu năng lượng: tải chủ động và tải thụ động. Trong khi, kênh hình thành nên những ống dẫn xuyên qua lớp lipid kép, khi mở, cho phép những chất tan đặc hiệu (thường là các phân tử vô cơ vừa phải và tích điện) đi qua và nhờ đó mà vào tế bào. Ngược với các tải, kênh tương tác với các chất tan yếu hơn rất nhiều, dễ hiểu là sự vận chuyển qua các kênh xảy ra nhanh hơn nhiều so với các tải: hiệu quả vận chuyển gấp 100000 lần nhanh hơn protein tải nhanh nhất, vào khoảng 100 tỉ ion có thể chảy qua một kênh ion trong một giây. Đối với nước, mặc dù có thể khuếch tán qua lớp lipid kép nhưng tất cả các tế bào đều chứa kênh đặc hiệu (còn gọi là kênh nước hay aquaporins) làm tăng rất lớn tính thấm của màng tế bào với nước.

Với tốc độ vận chuyển khổng lồ của các kênh ion, tế bào sẽ nhanh chóng đạt đến trạng thái cân bằng đối với tất cả các ion giữa 2 bên màng tế bào – trạng thái cân bằng vĩnh viễn, điều đó chẳng khác nào là sự kết thúc cho hệ thống sống luôn vậng động trao đổi, nếu không có một cơ chế điều hòa đóng mở kênh ion. Có 3 trạng thái hoạt động của các kênh ion, ở đây bàn về các kênh ion mà mỗi trạng thái ĐÓNG – MỞ – BẤT HOẠT phụ thuộc vào từng phân độ điện thế màng tế bào biến đổi theo thời gian. Để cụ thể hơn, xin lấy kênh ion Na phụ thuộc điện thế (phổ biến nhất đặc biệt trong các tế bào dễ kích thích như: tế bào cơ bắp, cơ tim, neuron) làm minh họa:

Hình 25.1: A: Một kích thích lên màng tế bào khởi động một sóng ngắn khử cực nhẹ. B: Đường biểu diễn màu xanh cho thấy điện thế màng đáng lẽ sẽ nhanh chóng trở về trạng thái nghỉ ban đầu nếu không có các kênh ion Na phụ thuộc điện thế trên màng tế bào. Sự hồi phục chậm chạp này gây ra bởi sự mở ra của kênh ion K phụ thuộc điện thế đáp ứng với một kích thích, từ đó đưa điện thế màng quay về giá trị cân bằng. Trên thực tế, các kênh ion Na phụ thuộc điện thế đã mở làm biến đổi lớn điện thế màng được biểu diễn bằng đường cong màu đỏ. C: Thể hiện từng trạng thái hoạt động theo thời gian của kênh Na phụ thuộc điện thế (Cụ thể biến đổi sẽ được bàn luận chi tiết trong phần sau). Ngay lúc điện thế màng đạt giá trị khoảng +50mV, kênh Na nhanh chóng bất hoạt và duy trì trạng thái bất hoạt này cho đến khi màng tế bào trở về điện thế nghỉ, mới chuyển sang trạng thái ban đầu “đóng” ở mức điện thế nghỉ màng:           -80mV. Trước lúc này, màng tế bào trơ với kích thích hay không thể phát động sóng khử cực thứ hai

Natri và Kali, kênh và bơm

 

Trước khi tìm hiểu tầm quan trọng của những kim loại kiềm Natri và Kai, chúng ta nên ôn lại thật kỹ cách các ions này được vận chuyển qua màng tế bào. Như đã biết, lớp phospholipid kép của màng sinh học về cơ bản thì không thấm đối với những phân tử phân cực và những ions như Na+ và K+– tính thấm của những ions này (được diễn tả theo cm-1) là từ 10-12, còn đối với H2O là khoảng 10-2 (nên thấm dễ dàng hơn). Vận chuyển qua màng tế bào liên quan đến 2 loại protein màng, đó là kênh và bơm. Kênh thì cho phép các ions đi qua thuậntheo chiều gradient nồng độ qua quá trình vận chuyển thụ động hay khuếch tán có hỗ trợ. Tất nhiên, những kênh này không thể mở liên tục được, và như vậy chúng được đóng (gated), giống như cổng vườn, chúng thường xuyên đóng và chỉ có thể được mở ra khi có ligand gắn vào (ligand-gated) hoặc có sự thay đổi điện thế màng tế bào (voltage-gated). Những kênh ligand-gated, ví dụ như những thụ thể acetylcholine ở màng sau synapse, được mở ra bởi chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine; còn những kênh voltage-gated Natri và Kali, điểu biến điện thế động ở những sợi trục thần kinh được mô tả bên dưới, thì lại được mở ra bởi sự khử cực màng tế bào.

Ngược lại, bơm thì sử dụng năng lượng dưới dạng ATP hay ánh sáng để điều khiển sự vận chuyển không thuận lợi của những ions hay phân tử đi ngược chiều gradient nồng độ, nói cách khác, chúng liên quan đến vận chuyển chủ động. Có 2 loại bơm cần ATP là P-type ATPase và ABC (ATP-biding cassette). Chúng đều thay đổi hình dạng khi có ATP gắn vào và kết quả là khử hydro để vận chuyển ions qua màng tế bào.Bơm Na+-K+-ATPase được mô tả bên dưới là một trong những loại P-type ATPases. Cách vận chuyển chủ động khác là dùng gradient điện hoá học của 1 ion để vận chuyển ngược ion khác, được minh hoạ bằng bơm trao đổi Na+/H+ có vai trò rất quan trọng trong việc điều chỉnh pH nội bào. Còn 1 ví dụ khác được đề cập trước đây là bơm trao đổi Na+/Ca2+, quan trọng trong việc lấy Ca2+ ra khỏi tế bào.

So sánh Natri và Kali

 

Natri và Kali có rất nhiều trong lớp vỏ trái đất, mặc dù Na thì thường thấy hơn trong nước biển. Lượng Na+ và K+ ở người bình thường ttheo thứ tự là khoảng 1.4 và 2.0 g/kg. Chúng là những ion kim loại quan trong nhất về mặt nồng độ trong cơ thể người. Tuy nhiên chúng phân bố hơi khác nhau. Trong khi ở tế bào của loài động vật có vú, 98% K+ở trong tế bào thì Na+ ngược lại.Sư khác biệt về nồng độ đảm bảo cho 1 loạt quá trình sinh học được xảy ra, ví dụ như sự cân bằng độ thẩm thấu tế bào, sự phiên dịch tín hiệu và dẫn truyền thần kinh. Chúng được duy trì bởi bơm Na+-K+-ATPase, sẽ được đề cập bên dưới. Tuy nhiên, mặc dù chỉ có 2% K+ hiện diện ngoài tế bào, nồng độ K+ ngoại bào này đóng vai trò rất quan trong trong việt duy trì điện thế nghỉ của màng tế bào.Những dòng ion kim loại này quyết định sự dẫn truyền các xung thần kinh trong não và từ não dến các phần khác của cơ thể. Sự đóng và mở của những kênh có cổng ion (gated channels), bình thường đóng ở trong thái nghỉ, và mở đáp ứng lại với những thay đổi điện thế màng, tạo ra những gradient điện hoá học ở phía bên kia của màng bào tương của các neurons. Một xung thần kinh được tạo ra bởi một sóng khử cực/tái cực ngắn ngủi của màng, ngang qua tế bào thần kinh gọi là điện thế động. Hodgkin và Huxley (1952) đã chứng minh rằng cấy một điện cực nhỏ vào một sợi trục ( tiến trình dài xuất phát từ thân tế bào thần kinh) thì tạo ra một điện thế động. Trong ~0.5ms đầu, điện thế màng tăng từ khoản – 60mV lên khoảng +30mV, gây ra sư tái cực nhanh làm tăng quá mức điện thế nghỉ (quá khử cực) trước khi hồi phục một cách chậm chạp. Điện thế động này là kết quả của sự tăng nhanh và ngắn tính thấm của Na+ theo sau sự tăng kéo dài tính thấm của K+. Sự đóng-mở của những kênh ion Na+ và Knày qua màng sợi trục tạo ra những điện thế động (gradient điện thế cơ bản) xuyên màng, giúp truyền thông tin cũng như điều hoà chức năng tế bào.

Hình 25.2: Biểu đồ của điện thế động. (Voet and Voet, 2004)

Sự điều hoà dòng chảy ion xuyên qua màng tế bào hiển nhiên cần thiết cho chức năng của các tế bào sống. Vì tính kỵ nước của màng tế bào (đã đề cập ở trên), sự vận chuyển nhờ năng lượng ưu tiên những loại ions như Na+, K+, Cl, H+ và Ca2+ đi qua màng mà không tính đến việc cần chúng ở bên này hay bên kia màng sinh học, sẽ không khả thi. Nếu không có gradient ion giúp duy trì nồng độ K cao và nồng độ Na thấp trong tế bào, tế bào sẽ không thể thực hiện những hoạt động chuyển hoá bình thường. Điều này nôm na là vài cỗ máy phân tử phải có khả năng phân biệt giữa ion Na+ và K+ ( giả sử rằng không ngậm nước, vì mức độ  hydrat hoá có thể gây khó khăn cho sự phân biệt này). Vì vậy trước khi bắt đầu thảo luận về những proteins vận chuyển ‘chủ động’ hoặc bơm ion hay bơm trao đổi ion, chúng ta tự hỏi bằng cách nào những chất vận chuyển này nhận ra được sự khác biệt giữa 2 cations có quan hệ chặt chẽ trên.(Được diễn giải trong Corry và Chung, 2006; Goax và MacKinnon, 2005.)

Nếu chúng ta được hỏi câu này trong vài năm về trước, câu trả lời sẽ là không rõ ràng. Tuy nhiên, nhờ những công trình lớn tìm hiểu cấu trúc những proteins màng, hiện giờ chúng ta có thể trả lời được, trên cơ sở càng ngày có càng nhiều cấu trúc X-quang của những proteins vận chuyển ion, bắt đầu thúc đẩy những giả thuyết ngày càng có khả năng thành sự thật. Trong trường hợp của kênh Na+, chúng ta vẫn còn hơi mơ hồ. Tuy nhiên, sự phân biệt thành công cấu trúc của một số lớnkênh K+ của cả vi khuẩn và những loài động vật hữu nhũ cho thấy một bước tiến vượt bậc trong tri thức của loài người về chức năng của những kênh này.

Kênh Kali

 

Những kênh K vận chuyển chọn lọc K đi qua màng, làm quá phân cực tế bào, tạo điện thế màng và điều khiển độ dài của điện thế động bên cạnh vô số những chức năng khác nữa. Chúng sử dụng những dạng cổng khác nhau, nhưng chúng lại có tính thấm đối với ion giống nhau. Tất cả kênh K đều có tính chọn lọc theo thứ tự K+ ~ Rb+> Cs+, trong khi sự vận chuyển của những ion kim loại kiềm nhỏ nhất là Na+ và Li+ thì rất chậm – tính thấm của K+ ít nhất gấp 10lần tính thấm của Na+. Sự xác định cấu trúc X-quang của kênh ion K đã cho phép chúng ta hiểu được cách nó lọc một cách chọn lọc những ion K+ được khử nước hoàn toàn mà không phải là ion Na+ nhỏ hơn. Phân tử lọc này không những chọn lọc ions để được vận chuyển, mà còn là lực đẩy tĩnh điện giữa những ions K với nhau, chúng đi qua phân tử lọc  này trong tài liệu của những nhà khoa học Ấn Độ, cung cấp lực để chuyển những ions K nhau qua kênh với tần số 107-108 một giây. (Được đề cập trong Doyle và cộng sự, 1998, MacKinnon, 2004.)

Hình 25.3: Sơ đồ phác họa mặt cắt ngang kênh K+, cấu tạo một tiểu đơn vị được trải ra.

Hình 25.4: (a) Cấu trúc của kênh K+ KcsA với 2 trong 4 tiểu đơn vị được bỏ ra: những vòng xoắn của khe màu đỏ, bộ lọc chọn lọc màu vàng; mật độ electron dọc theo đường đi của ion màu xanh lam. (b) Bộ lọc chọn lọc K+ ( 2 tiểu đơn vị) với 8 nhóm carbonyl (màu đỏ) tương ứng với ion K (màu xanh lục) ở những vị trí 1-4 từ mặt ngoại bào (Từ MacKinnon, 2004. Được vẽ lại với sự cho phép của John Wiley & Sons., Inc.)

Kênh K cổng điện thế đầu tiên được xác định là đoạn gene mã hoáđột biến Shaker ở loài ruồi giấm Drosophila. Hiện tại chúng ta có những cấu trúc kênh K của vi khuẩn phụ thuộc pH, những kênh K+ cổng điện thế và cổng calci (calcium-gated) của vi khuẩn và gần đây nhất là kênh K cổng điện thế của động vật hữu nhũ. Điều khó khăn nhất là chúng đều có cấu trúc giống nhau. Chúng đều là tetramers với cấu hình gấp 4 quanh trung tâm K– khe chỉ đạo (conducting pore). Trên cơ sở nghiên cứ tính kỵ nước, có 2 phân nhóm kênh K+ liên quan mật thiết với nhau, một nhóm bao gồm những phân đoạn có độ dài 2 màng mỗi tiểu đơn vị và một nhóm có 6. Trong trường hợp sau, ởnhững kênh K+ cổng điện thế của Drosophila và động vật có xương sống, 2 vòng xoắn xuyên màng cuối cùng, S5 và S6 cùng với vòng P (P-loop) liên kết chúng, tạo thành khe chỉ đạo. Nhiều nhóm khác của kênh ions có cấu trúc giống nhau, bao gồm kênh K+ được hoạt hoá bởi Calci (Calcium-activated K+ channel). Nhóm 2 màng bao gồm kênh K+ bên trong thẳng và vài kênh K+ của vi khuẩn. Chúng được tạo thành từ 4 tiểu đơn vị, mỗi cái chỉ có 2 phân đoạn xuyên màng. 2 phân đoạn M1 và M2 giống nhau và vòng khe tạo thành cấu trúc xuyên màng hoàn chỉnh của 2 kênh K+ xuyên màng trên. Sự tương đồng về trình tự rất cao giữa 2 nhóm trong vùng kênh, đặc biệt là trong vùng khe. Các kênh K+ cho phép vài cations hoá trị I đi qua (nhưng không phải là Na), nhưng không cho phép các anions đi qua và bị chặn bởi các cations hoá trị II.

Xem toàn bộ bài viết tại đây.