CHUYÊN đề SINH lý MÀNG bào TƯƠNG tế bào TRAO đổi CHẤT

SINH LÝ MÀNG BÀO TƯƠNG TẾ BÀO
Con người là một sinh vật đa bào mà mỗi tế bào vừa là đơn vị cấu tạo vừa
là đơn vị chức năng của cơ thể. Tế bào là một đơn vị sống bởi vì nó tự chuyển
hóa, tự sinh sản, tự thích nghi, tự điều hòa và từ chúng các mô sống, cơ quan
sống và cơ thể sống được hình thành, duy trì và phát triển. Trong tế bào, màng
đóng vai trò chủ yếu vì nó chiếm khoảng 80% khối lượng tế bào. Màng tế bào
bao gồm: màng bào tương (màng bề mặt tế bào) và màng các bào quan (màng
lưới nội nguyên sinh, màng ty thể, màng Golgi, màng nhân ).
1. CẤU TRÚC-CHỨC NĂNG CỦA MÀNG BÀO TƯƠNG TẾ BÀO
Màng bào tương tế bào mỏng, đàn hồi, dày 7,5 - 10 nm, được cấu tạo bởi
các thành phần chính là lipid, protein và glucid mà chủ yếu là lipid và protein.
Hình 1. Cấu trúc màng bào tương tế bào
1.1. Thành phần lipid của màng
Thành phần lipid gồm chủ yếu là phospholipid và cholesterol.
1.1.1. Phospholipid
- Cấu hình: các phân tử phospholipid tạo thành lớp lipid kép (phospholipid
bilayer) mỏng, mềm mại, có thể uốn khúc, trượt đi trượt lại và dễ biến dạng.
Phospholipid là một chất phân cực chúng có một đầu kỵ nước là gốc acid
béo và một đầu ưa nước là gốc phosphat. Nền móng tạo nên màng sinh học
là tính chất kỵ nước của gốc acid béo khiến chúng bị dịch ngoại bào và dịch
nội bào đẩy quay vào trong, gặp nhau, hấp dẫn nhau và nằm ở trung tâm
của màng. Đầu ưa nước nằm ở hai phía của màng, tiếp xúc với dịch nội bào
5
Dịch ngoại bào
Dịch nội bào
và dịch ngoại bào. Mỗi nửa của lớp phospholipid kép tạo nên một tấm lá
(leaflet).
- Chức năng: lớp phospholipid kép là đơn vị cấu trúc cơ bản của màng sinh
học, các thành phần khác sẽ khảm vào trong đó tạo thành cấu trúc ngăn
cách tế bào với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó lớp phospholipid cũng
tham gia vận chuyển các chất qua màng bằng khoảng kẽ giữa các phân tử

phospholipid hoặc bằng cơ chế hòa màng.
1.1.2. Cholesterol
- Cấu hình: cholesterol phần nhiều ở dạng este hóa, liên kết lỏng lẻo với
màng. Nó cũng có hai đầu, một đầu ưa nước là gốc hydroxyl hướng ra
ngoài và một đầu là kỵ nước là nhân steroid vùi vào trong lớp phospholipid
kép.
- Chức năng: quyết định tính lỏng của màng.
1.2. Thành phần protein của màng
Các phân tử protein được khảm vào trong lớp phospholipid kép. Dựa vào
liên kết trong cấu trúc màng, protein được chia làm hai loại: protein xuyên màng
(intergral membrane protein) và protein ngoại vi (peripheral membrane protein).
1.2.1. Protein xuyên màng
- Cấu hình: protein này nằm xuyên qua màng, thò 2 đầu ra ngoài và được
khảm vào trong lớp phospholipid kép bằng ba cách liên kết: liên kết ion với
những nhóm có cực của lipid, liên kết kỵ nước với khoảng giữa chứa đựng
chuỗi acyl của lipid màng và những liên kết đặc biệt với những cấu trúc
nhất định của lipid màng (như những vùng chứa cholesterol hoặc các phức
hợp glycolipid).
- Chức năng: protein xuyên màng chủ yếu là các protein vận chuyển (gồm
protein kênh, protein mang có tính chất enzym và protein mang không có
tính chất enzym), protein kháng nguyên và các protein nhận diện.
1.2.2. Protein ngoại vi
- Cấu hình: protein này bám vào một bên màng, thường là mặt trong. Chúng
thường được nối với màng hoặc gián tiếp bởi ảnh hưởng qua lại với protein
xuyên màng hoặc trực tiếp bởi tác dụng với những nhóm phân cực của
lipid.
6
- Chức năng: protein ngoại vi là các protein enzym, ngoài ra cũng có thể là
các cấu trúc sợi và ống siêu vi nằm dưới màng tạo bộ khung cho màng và
thực hiện chức năng co rút.

1.3. Thành phần glucid của màng
- Cấu hình: các phân tử glucid mà thành phần hóa học chính là
oligosaccharid kết hợp với bề mặt ngoài tế bào của protein màng tạo thành
glycoprotein hoặc lipid màng tạo thành glycolipid. Ngoài ra còn có các hợp
chất glucid gọi là proteoglycan gồm các phân tử glucid bám xung quanh
một cái lõi nhỏ protein. Như vậy, các phân tử glucid đã tạo thành một lớp
áo lỏng lẻo, lắc lư, phủ bên ngoài của màng bào tương tế bào, được gọi là
glycocalyx.
- Chức năng: lớp áo glycocalyx có 4 chức năng chính là đẩy các phân tử tích
điện âm do tính tích điện âm, làm các tế bào dính vào nhau do áo glucid tế
bào này bám vào áo glucid tế bào khác, hoạt động như những receptor của
hormon và tham gia vào các phản ứng miễn dịch .
2. HOẠT ĐỘNG CHỨC NĂNG CỦA MÀNG BÀO TƯƠNG TẾ BÀO
Màng bào tương tế bào thực hiện nhiều hoạt động chức năng quan trọng
như phân cách tế bào với môi trường xung quanh, vận chuyển các chất qua màng
tế bào, kết dính tế bào và tương tác tế bào.
2.1. Phân cách tế bào với môi trường xung quanh
Màng bào tương tế bào phân cách các thành phần bên trong tế bào với môi
trường xung quanh do đó tạo cho tế bào thành một tổ chức sống độc lập tương
đối với môi trường xung quanh. Các thành phần trong tế bào gồm có:
- Các bào quan của tế bào: nhân, ty thể, mạng lưới nội bào tương, ribosom,
lysosom, bộ golgi
- Dịch trong tế bào còn gọi là dịch nội bào: dịch nội bào chứa protein và một
lượng lớn ion K
+
, Mg
++
, phosphat, sulfat so với dịch ngoại bào chứa chủ yếu
các chất dinh dưỡng cho tế bào như oxy, glucose, acid amin, acid béo và
một lượng lớn ion Na

+
, Cl
-
, HCO
3
-
.
2.2. Vận chuyển các chất qua màng tế bào
Tuy tế bào là một tổ chức sống độc lập nhưng nó vẫn có mối liên hệ với
môi trường xung quanh thông qua hoạt động vận chuyển các chất qua màng bào
7
tương tế bào. Có hai chiều vận chuyển: từ ngoài vào và từ trong ra khỏi tế bào.
Có hai cách thức vận chuyển: vận chuyển qua các phân tử cấu tạo lên màng bào
tương tế bào và vận chuyển bằng một đoạn màng bào tương tế bào.
2.2.1. Vận chuyển qua các phân tử cấu tạo lên màng bào tương tế bào
Đây là quá trình vận chuyển có chọn lọc các chất và phụ thuộc vào đặc
tính của các phân tử cấu tạo lên màng bào tương tế bào.
2.2.1.1. Vận chuyển qua lớp lipid kép
- Hình thức vận chuyển: vận chuyển thụ động theo lối khuếch tán đơn giản
qua khoảng kẽ giữa các phân tử của lớp lipid kép.
- Chất được vận chuyển: các chất hòa tan trong lipid như O
2
, CO
2
, nitơ, acid
béo, vitamin tan trong dầu A, D, E, K, rượu Mặc dù nước không hòa tan
trong lipid nhưng một phần nước vẫn có thể khuếch tán qua lớp lipid kép vì
kích thước của chúng nhỏ nhưng động năng của chúng lại rất lớn nên chúng
có thể xuyên qua lớp lipid kép như những “viên đạn” (bullets).
- Tính chất của lớp lipid kép: các ion không thể thấm qua lớp lipid kép cho

dù kích thước của chúng rất nhỏ bởi vì: các ion mang điện làm cho rất
nhiều phân tử nước gắn xung quanh (hiện tượng hydrat hóa) nên kích thước
thực của chúng bị tăng lên rất nhiều, mặt khác điện tích của các ion phản
ứng với điện tích của lớp lipid kép khiến chúng không đi qua được.
- Tốc độ khuếch tán: tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó
có khả năng hòa tan của chất khuếch tán trong lipid. Tốc độ khuếch tán của
CO
2
gấp 20 lần O
2
.
2.2.1.2. Vận chuyển qua các protein xuyên màng
* Vận chuyển qua các protein kênh:
- Hình thức vận chuyển: vận chuyển thụ động theo lối khuếch tán đơn giản
qua kênh protein.
- Chất được vận chuyển: nước và các chất hòa tan trong nước.
- Tính chất của kênh:
+ Tính chọn lọc chất khuếch tán do đặc điểm về đường kính, hình dạng và
điện tích của kênh.
+ Tính chất đóng mở bằng cổng, sự đóng mở các kênh được kiểm soát
bằng một trong hai cách: đóng mở do điện thế, đóng mở do ligand.
8
- Tốc độ khuếch tán: tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó
có số lượng kênh trên một đơn vị diện tích màng.
- Ví dụ: 3 loại kênh quan trọng
+ Kênh Na
+
: kích thước 0,3x0,5nm, mặt trong tích điện âm mạnh. Cổng
kênh nằm ở mặt ngoài màng bào tương tế bào, cổng đóng khi bên trong
tế bào tích điện âm rất mạnh và mở ra đột ngột khi bên trong tế bào mất

điện tích âm đó cho phép ion Na
+
đi từ ngoài vào trong tế bào.
+ Kênh K
+
: kích thước 0,3x0,3nm, mặt trong không tích điện âm. Cổng
kênh nằm ở mặt trong màng bào tương tế bào, cổng mở khi bên trong tế
bào trở thành điện tích dương cho phép ion K
+
đi từ trong ra ngoài tế
bào.
+ Kênh Ca
++
: thời gian hoạt hóa của kênh này rất chậm, chậm hơn kênh
Na
+
từ 10-20 lần vì vậy kênh Ca
++
được gọi là kênh chậm trong khi kênh
Na
+
là kênh nhanh. Kênh này cho phép Ca
++
và Na
+
đi từ ngoài vào trong
tế bào.
* Vận chuyển qua các protein mang không có tính chất enzym:
- Hình thức vận chuyển: vận chuyển thụ động theo lối khuếch tán được tăng
cường qua các protein mang không có tính chất enzym.

- Chất được vận chuyển: chất hữu cơ có kích thước lớn như glucose, acid
amin.
- Tính chất của protein mang: chất được vận chuyển gắn vào protein mang
làm cho protein mang thay đổi cấu hình và mở ra ở phía bên kia của màng.
Do lực liên kết giữa chất được vận chuyển và protein mang yếu nên chuyển
động nhiệt của chất được vận chuyển sẽ tách nó ra khỏi protein mang và
giải phóng vào phía đối diện.
Hình 2. Cơ chế khuếch tán dược tăng cường
9
Chất được vận chuyển
Điểm gắn
Chất mang
thay đổi cấu hình
Phóng thích
- Tốc độ khuếch tán: tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó
có số lượng protein mang trên một đơn vị diện tích màng do đó tốc độ
khuếch tán có giá trị tối đa (sự bảo hòa của vận chuyển).
- Ví dụ: glucose được hấp thu vào tế bào bằng cơ chế khuếch tán được tăng
cường, insulin làm tăng tốc độ khuếch tán lên 10-20 lần do làm tăng số
lượng các protein mang.
* Vận chuyển qua các protein mang có tính chất enzym
- Hình thức vận chuyển: vận chuyển chủ động theo lối sơ cấp qua các protein
mang có tính chất enzym (bơm).
- Chất được vận chuyển: các ion như Na
+
, K
+
, Ca
++
, H

+
, Cl
-
.
- Tính chất của protein mang: protein mang vừa đóng vai trò là chất chuyên
chở để chất được vận chuyển gắn vào vừa đóng vai trò là một enzym thủy
phân ATP để lấy năng lượng. Năng lượng đó sẽ làm thay đổi cấu hình của
protein mang giúp chúng bơm các chất được vận chuyển qua màng.
- Tốc độ vận chuyển: vận chuyển tích cực cũng bị bảo hòa giống như khuếch
tán dược tăng cường. Khi nồng độ chất được vận chuyển thấp, tốc độ vận
chuyển tăng tỷ lệ thuận với sự tăng nồng độ. Ở nồng độ cao, sự vận chuyển
đạt mức tối đa (Vmax). Sự bảo hòa là do: tốc độ các phản ứng hóa học lúc
gắn hoặc lúc giải phóng chất được vận chuyển khỏi chất mang và thời gian
cần cho sự thay đổi hình dạng của protein mang.
- Ví dụ:
+ Bơm Na
+
-K
+
-ATPase: hiện diện ở tất cả tế bào trong cơ thể, gồm hai
protein hình cầu, trong đó protein lớn có 3 vị trí receptor gắn với Na
+
ở
phía trong tế bào và 2 vị trí receptor gắn với K
+
ở phía ngoài tế bào. Phần
phía trong bơm gần receptor của Na
+
có men ATPase hoạt động. Khi
bơm hoạt động sẽ bơm 2 K

+
từ ngoài vào trong tế bào và 3 Na
+
từ trong
ra ngoài.
Hình 3. Hoạt động của bơm Na
+
-K
+
-ATPase
10
+ Bơm Ca
++
: hiện diện ở hầu hết tế bào trong cơ thể, khi bơm hoạt động sẽ
bơm Ca
++
từ trong ra ngoài tế bào duy trì nồng độ Ca
++
thấp trong tế bào.
* Vận chuyển phối hợp qua các protein mang có và không có tính chất enzym
- Hình thức vận chuyển: vận chuyển chủ động theo lối thứ cấp qua sự phối
hợp của các protein mang.
- Chất được vận chuyển: các chất hữu cơ như glucose, acid amin và các ion.
- Tính chất của sự phối hợp các protein mang: protein mang thứ nhất có tính
chất enzym hoạt động theo cơ chế vận chuyển chủ động sơ cấp tạo ra một
bậc thang nồng độ của ion. Năng lượng được giải phóng từ bậc thang nồng
độ ion cho phép protein mang thứ hai không có tính chất enzym vận chuyển
ion theo bậc thang nồng độ và chất cùng vận chuyển khác ngược bậc thang
nồng độ.
- Tốc độ vận chuyển: tương tự vận chuyển chủ động sơ cấp.

- Ví dụ:
+ Đồng vận chuyển thuận (co-transport) với Na
+
của glucose và acid amin
ở tế bào biểu mô ống tiêu hóa và ống thận để hấp thu các chất này vào
máu.

Hình 4. Cơ chế đồng vận chuyển thuận Na
+
- Glucose
+ Đồng vận chuyển nghịch (counter-transport) với Na
+
của K
+
hoặc H
+
ở
tế bào biểu mô ống lượn xa và ống góp để tái hấp thu Na
+
và bài tiết K
+
hoặc H
+
trao đổi.
2.2.2. Vận chuyển bằng một đoạn màng bào tương tế bào
2.2.2.1. Hiện tượng nhập bào (endocytosis)
* Thực bào (phagocytosis):
- Bản chất: là hiện tượng tế bào nuốt vi khuẩn, mô chết, bụi Chỉ một số tế
bào có khả năng này đó là các đại thực bào ở mô và và các bạch cầu.
11

- Cách thức thực bào: màng bào tương tế bào kết dính với chất được thực
bào. Phía trong màng bào tương tế bào sát với những chỗ kết dính này là
một mạng lưới các sợi protein có cấu tạo bởi các sợi actin và myosin. Các
sợi này sẽ co rút với năng lượng từ ATP làm cho màng bào tương lõm vào
trong và dần dần hình thành túi thực bào tách khỏi màng bào tương đi vào
bên trong tế bào. Phần màng bào tương còn lại kết hợp lại với nhau bằng cơ
chế hòa màng.
* Ẩm bào (pinocytosis):
- Bản chất: là hiện tượng tế bào nuốt các dịch lỏng và các chất tan có kích
thước nhỏ Ẩm bào xảy ra liên tục ở màng hầu hết các tế bào trong cơ thể.
- Cách thức ẩm bào: các chất được ẩm bào đến tiếp xúc với màng bào tương
tế bào và hiện tượng ẩm bào diễn ra tương tự cơ chế thực bào.
Hình 5. Cơ chế ẩm bào
2.2.2.2. Hiện tượng xuất bào (exocytosis):
- Bản chất: là hiện tượng tế bào bài tiết các chất được tổng hợp trong tế bào
như hormon, chất truyền đạt thần kinh hoặc các chất cặn bã (residual body)
sau quá trình tiêu hóa ra khỏi tế bào
- Cách thức xuất bào: các chất bài tiết được đóng gói trong các túi và được
vận chuyển đến màng bào tương tế bào nhờ năng lượng ATP. Tại đây, bằng
cơ chế hòa màng các túi này mở thông ra bên ngoài giải phóng các chất bài
tiết và trở thành một phần của màng bào tương tế bào.
2.3. Kết dính tế bào
Màng bào tương tế bào với hệ thống các phân tử kết dính trong lớp áo
glycocalyx cho phép kết dính tế bào với tế bào hoặc tế bào với các đại phân tử
12
collagen, fibrinogen, heparin Với sự kết dính này các tế bào được cố định, đây
là cơ sở để xây dựng nên các mô, các cơ quan và cơ thể toàn vẹn. Không chỉ có ý
nghĩa hình thái, sự kết dính này còn giúp các tế bào trao đổi với nhau về vật chất
cũng như các tín hiệu trong quá trình sống và hơn thế nữa nó còn có thể đóng vai
trò quan trọng trong quá trình biệt hóa và phát triển tế bào. Sự kết dính được thực

hiện theo các cơ chế: tác dụng tương hỗ giữa các nhóm chức hóa học, cầu nối
trung gian của các ion hóa trị 2
+
, lực tĩnh điện giữa hai tế bào. Có một số mô hình
kết dính đã được nghiên cứu như kết dính kiểu enzym-cơ chất, kiểu protome bổ
xung và bởi fibronectin.
2.3.1. Kết dính kiểu enzym-cơ chất
Lớp áo glycocalyx bao phủ bên ngoài màng bào tương tế bào làm cho lớp
áo của tế bào này xen lẫn và kết dính vào lớp áo của tế bào kia. Nhiều phân tử
kết dính đặc hiệu đã được phát hiện đặc biệt là các glycoprotein với các gốc ose
(hydratcarbon) của tế bào này kết dính với enzym glycosyl – transferase của tế
bào kia. Sự kết dính này là kiểu kết dính enzym-cơ chất đặc hiệu và phụ thuộc rất
nhiều vào điều kiện môi trường như pH, nhiệt độ, nồng độ ion Lý thuyết về sự
kết dính này cho phép giải thích sự bền vững trong gắn kết giữa các tế bào vì đó
là liên kết đồng hóa trị. Di căn trong bệnh ung thư do các tế bào ung thư có sự
khóa các enzym bề mặt và xuất hiện sự kết dính xảy ra trên cùng một tế bào chứ
không phải tế bào này với tế bào kia.
Hình 6. Kết dính tế bào theo kiểu hydratcarbon với glycosyl – transferase
* Ví dụ điển hình: kết dính bởi fibronectin
- Bản chất: fibronectin là một phân tử glycoprotein, trong lượng phân tử
200.000-250.000. Thành phần cấu tạo gồm 2 phần: phần protein với nhiều
13
Tế bào bình thường
Tế bào ung thư
Glucosyl transferase
Hydratcarbon
Hydratcarbon
Glucosyl transferase
acid amin như tyrosin, lysin, glutamin và nhất là prolin, nghèo cystein; phần
hydratcarbon có chứa các gốc ose tận là galactose, D-mannosamin, acid

sialic và fructose. Hai phần liên kết với nhau bằng liên kết N-glucosid.
Fibronectin tồn tại ở dạng 2 chuỗi và dạng 4 chuỗi, nối với nhau bằng cầu
disulfua.
- Chức năng: fibronectin tác dụng thông qua enzym glucosyl transferase làm
tập hợp các tế bào, kết dính chúng với nhau, ngăn trở sự biến hình của tế
bào bằng cách sắp thẳng hàng các tế bào trong quá trình phân chia và phát
triển, đồng thời tham gia vào sự biệt hóa tế bào, làm tăng sự di động của tế
bào, góp phần liên kết tế bào với các đại phân tử như collagen, fibrogen,
heparin
- Bệnh lý: trong nuôi cấy tế bào, nếu dùng protease phá hủy các phân tử
fibronectin trên bề mặt tế bào thì các tế bào nuôi cấy phát triển theo hướng
ác tính nghĩa là sinh sản và phân chia hỗn loạn thành nhiều lớp và tạo nên
khối u, nhưng khi cho thêm fibronectin vào môi trường nuôi cấy thì sự phát
triển tế bào trở lại bình thường. Người ta đã định lượng fibronectin của
màng bề mặt tế bào của tổ chức ung thư và thấy rằng hàm lượng fibronectin
bị giảm nhiều hoặc mất hẳn.
2.3.2. Kết dính kiểu protome bổ xung
Trên màng bề mặt tế bào có một số protome (tức là các chuỗi polypeptid)
và các protome này bổ xung cho nhau để làm thành một kết cấu toàn diện hoàn
chỉnh khi các tế bào kết dính với nhau. Kiểu liên kết này tương tự như sự liên kết
của chuỗi α và chuỗi β trong phân tử hemoglobin hoặc sự liên kết của các
protome trong phân tử enzym polyme.
2.4. Tương tác tế bào
Tương tác tế bào là sự phản ứng giữa các thành phần của màng bào tương
tế bào mà chủ yếu là các protein với các phân tử chất bên ngoài một cách đặc
hiệu. Với tương tác này tế bào sẽ thực hiện các hoạt động chức năng của nó. Các
mô hình tương tác chủ yếu là tương tác kiểu kháng nguyên-kháng thể, kiểu
enzym-cơ chất và kiểu tín hiệu hóa học-receptor.
2.4.1. Tương tác kiểu kháng nguyên-kháng thể
14

Tương tác kiểu kháng nguyên-kháng thể là cơ sở để tế bào thực hiện các
chức năng miễn dịch. Màng bào tương tế bào vừa có các nhóm kháng nguyên,
vừa có thể có kháng thể bám dính.
2.4.1.1. Các kháng nguyên trên bề mặt tế bào
Các phân tử protein có tính chất sinh kháng thể hay nói cách khác chúng
có tính kháng nguyên. Màng bào tương tế bào được cấu trúc bởi nhiều phân tử
protein cho nên chúng tạo thành các kháng nguyên bề mặt của tế bào. Có nhiều
loại kháng nguyên bề mặt đã được biết đến như kháng nguyên bề mặt hồng cầu
(kháng nguyên nhóm máu), kháng nguyên đặc hiệu đơn dòng tế bào máu và tế
bào miễn dịch (CD), các kháng nguyên hòa hợp tổ chức (HLA).
- Kháng nguyên bề mặt hồng cầu: hiện nay có khoảng 300 kháng nguyên bề
mặt hồng cầu đã được biết đến, hầu hết các kháng nguyên này thuộc 1 trong
29 hệ nhóm máu. Các kháng nguyên màng hồng cầu là các đại phân tử cắm
vào lớp phospholipid của màng hồng cầu. Hầu hết các kháng nguyên nhóm
máu này là những glycoprotein, với tính đặc hiệu được xác định đầu tiên
bởi chuỗi oligosaccharid (ví dụ nhóm ABO) hay bởi chuỗi acid amin (như
nhóm MN, Kell, Duffy, Kidd, Diego). Các kháng nguyên Rh là những
protein không glycosyl hóa, mặc dù sự hiện diện của các glycoprotein phối
hợp cần thiết cho sự biểu hiện của chúng.
- Kháng nguyên đặc hiệu đơn dòng tế bào máu và tế bào miễn dịch-CD
(cluster of differentiation antigen: kháng nguyên biệt hóa) hay còn gọi là
dấu ấn bề mặt tế bào (surface markers of cells): các kháng nguyên này
mang tính cá thể, đa dạng và có hàng trăm loại được chia thành 5 typ.
- Phức hợp hòa hợp mô chính ở người (MHC: major histocompatibility
complex), thường gọi là kháng nguyên bạch cầu người (HLA: human
leucocyte antigen): những phân tử này có vai trò quan trọng trong trình diện
kháng nguyên và đáp ứng miễn dịch.
2.4.1.2. Các kháng thể bám dính trên bề mặt tế bào
Phần Fc của các phân tử Ig thuộc một số lớp và dưới lớp có khả năng gắn
với một số tế bào khác như:

- Phân tử IgE, IgG1, IgG3, IgG4: có khả năng gắn lên bề mặt tế bào mast và
bạch cầu ái kiềm thông qua những receptor của chúng với phần Fc. Khi Fab
15
của những Ig này kết hợp với kháng nguyên sẽ hoạt hóa các tế bào làm
phóng thích ra các hóa chất trung gian như serotonin, histamin
- Phân tử IgG và IgM: cũng có khả năng gắn lên bề mặt các đại thực bào và
bạch cầu trung tính thông qua những receptor của chúng với phần Fc. Nếu
kháng nguyên là vi khuẩn hay đơn bào đã phủ bởi IgG và IgM thì chúng dễ
bị các tế bào thực bào bắt và nuốt.
2.4.2. Tương tác kiểu enzym-cơ chất
Hiện nay người ta đã biết trên 30 enzym liên kết màng trong đó có những
enzym là thành phần thường xuyên của màng bào tương tế bào hoặc với nồng độ
hằng định như Mg
++
-ATPase hoặc với nồng độ thay đổi như Na
+
-K
+
-ATPase;
phosphatase kiềm, nucleotidase và phosphodiesterase Phần lớn các enzym này
có bản chất hóa học là glycoprotein, vị trí để liên kết với cơ chất là phần
huydratcarbon được hướng trực tiếp ra phía gian bào bên ngoài.
- Các cyclase màng: như adenylcyclase và guanylcyclase. Những enzym này
có ở tất cả các tế bào có nhân, bản chất hóa học là lipoprotein khu trú sâu
trong màng bào tương, gắn chặt vào lớp lipid. Hoạt động của các cyclase
liên quan đến nồng độ của một số hormon và các yếu tố đặc biệt khác, ví
dụ: adenylcyclase được hoạt hóa bởi ACTH, PTH, vasopressin, glucagon,
catecholamin và bị ức chế bởi insulin, prostaglandin.
adenylcyclase
ATP AMP

c
+ P
i
∼P
i
Guanylcyclase
GTP GMP
c
+ P
i
∼P
i
AMP
c
và GMP
c
tham gia vào quá trình điều hòa nội tế bào thông qua việc
điều chỉnh hoạt động của các hệ thống ezym phụ thuộc proteinkinase của tế
bào.
- ATPase: màng bề mặt tế bào là nơi khu trú của các loại ATPase khác nhau
bao gồm ATPase được hoạt hóa bởi Na
+
, K
+
, Mg
++
, Ca
++
. Bản chất hóa học
của chúng là glycoprotein. Các phospholipid màng là những yếu tố cần thiết

cho hoạt động xúc tác của những enzym này: phosphatidyl inositol cần cho
Ca
++
-ATPase; phosphatidyl cholin, phosphatidyl serin và cholesterol cần
thiết cho Na
+
-K
+
-ATPase. Vai trò của các ATPase của màng bào tương tế
16
bào là vận chuyển các ion Ca
++
, Mg
++
, Na
+
, K
+
qua màng tế bào và thông
qua đó góp phần vận chuyển glucose, các acid amin và một số chất khác
qua màng tế bào.
2.4.3. Tương tác kiểu tín hiệu hóa học-receptor
Trên màng bào tương tế bào có rất nhiều receptor nhưng chủ yếu là các
receptor nhận diện hormon. Hormon tác dụng lên tế bào với nồng độ rất thấp,
nhờ có receptor mà hiệu quả tác dụng của nó sẽ được phóng đại lên. Receptor
của hormon có thể nằm trên bề mặt màng bào tương tế bào hoặc nằm trong tế
bào (trong bào tương hoặc trong nhân).
- Về cấu trúc: mỗi receptor có ít nhất hai nhóm là nhóm điều hòa và nhóm
hiệu ứng. Nhóm điều hòa làm nhiệm vụ nhận biết và liên kết với tín hiệu
hóa học (hormon), nhóm hiệu ứng có tác dụng gây ra hiệu quả đầu tiên trên

tế bào.
- Về bản chất: receptor là những phân tử protein, chúng có thể đóng vai trò là
những enzym, protein vận chuyển
- Về sự tương tác: các receptor tiếp nhận các tín hiệu hóa học với tính đặc
hiệu cao do sự tương ứng trong cấu trúc đặc thù của receptor với phân tử
đặc hiệu. Ngoài tính đặc hiệu ra các tín hiệu này còn gắn với receptor bằng
một ái lực cao, nhờ đó chỉ có chính phân tử tín hiệu mới có thể duy trì sự
gắn kết với receptor. Tính chất này đặc biệt quan trọng đối với các receptor
của hormon vì hormon thường chỉ có mặt trong máu với nồng độ rất thấp
và lẫn lộn với các phân tử khác.
3. MÀNG BÀO TƯƠNG TRONG HOẠT ĐỘNG TRAO ĐỔI THÔNG TIN
GIỮA CÁC TẾ BÀO
Màng bào tương tham gia vào nhiều hoạt động chức năng của tế bào như
chuyển hóa năng lượng, sinh sản và biệt hóa, thực bào, tổng hợp và bài tiết các
chất, điện thế màng Một trong những hoạt động chức năng quan trọng nhất là
sự trao đổi thông tin giữa các tế bào.
Trong cơ thể động vật đa bào, sự phối hợp giữa các tế bào trong cùng một
mô để hoàn thành một chức năng hoặc giữa các tế bào trong các loại mô khác
nhau để hoàn thành nhiều chức năng khác nhau được thực hiện thông qua các hệ
thống thông tin giữa các tế bào. Sự thông tin có thể được thực hiện thông qua các
17
mối liên kết hở (gap junction) giữa các tế bào nằm sát nhau hoặc qua các tín hiệu
hóa học (chemical signal) giữa các tế bào xa nhau.
3.1. Trao đổi thông tin giữa các tế bào sát nhau
Giữa các tế bào kế nhau trong mô động vật như các tế bào biểu mô, thần
kinh, cơ trơn, cơ tim thường có các cấu trúc được gọi là các liên kết hở giúp các
tế bào trao đổi thông tin với nhau.
Hình Liên kết hở giữa hai tế bào sát nhau
- Cấu trúc: liên kết hở được cấu tạo gồm 6 phân tử protein gọi là connexin ở
mỗi bên màng bào tương tạo thành 1 kênh ở giữa hình lục giác gọi là

connexon. Kênh có đường kính khoảng 1,5nm nối thông giữa hai tế bào.
- Hoạt động: kênh cho phép các phân tử nhỏ hòa tan trong nước có trọng
lượng phân tử nhỏ hơn 1.000 đi trực tiếp từ bào tương tế bào này tới tế bào
khác sát cạnh nó. Do chỉ di chuyển trên một đoạn đường ngắn và không bị
ảnh hưởng của các tác nhân bên ngoài nên cách tác động này diễn ra nhanh
chóng và hiệu quả.
- Ý nghĩa: kiểu tác động này cho phép các tế bào cạnh nhau có thể nhanh
chóng chia sẻ các sản phẩm chuyển hóa. Ngoài ra các liên kết hở còn cho
phép thực hiện việc truyền các tín hiệu điện giữa các tế bào qua dòng chảy
của các ion một cách nhanh chóng. Điều này đặc biệt có vai trò quan trọng
ở:
+ Các tế bào thần kinh cho phép xung động đi nhanh hơn nhiều so với sự
dẫn truyền qua synap.
+ Các tế bào cơ tim giúp chúng co lại cùng một lúc, đảm bảo cho việc bơm
máu diễn ra một cách hiệu quả.
3.2. Trao đổi thông tin giữa các tế bào xa nhau
18
Cách thức truyền tin được thực hiện theo phương thức các tín hiệu hóa
học dưới dạng các phân tử đặc hiệu giải phóng ra từ một tế bào sẽ tác động lên
một tế bào khác ở xa gọi là tế bào đích. 3 thành tố chính tham gia vào hoạt động
này là: các tín hiệu ngoại bào hay còn gọi là chất truyền tin thứ nhất, các receptor
ở tế bào đích và các tín hiệu nội bào hay còn gọi là chất truyền tin thứ hai. Các
tín hiệu ngoại bào sẽ di chuyển từ tế bào sản xuất ra nó đến tác động trên các
receptor của tế bào đích, các receptor sau khi tiếp xúc với tín hiệu ngoại bào sẽ
làm xuất hiện các tín hiệu nội bào, qua đó dẫn đến sự hình thành các đáp ứng
sinh lý trên tế bào đích.
3.2.1. Các tín hiệu ngoại bào
Có nhiều loại tín hiệu ngoại bào khác nhau được tế bào sử dụng để tác
động lên các tế bào đích. Trừ một trường hợp ngoại lệ là các prostaglandin, còn
lại hầu hết các tín hiệu hóa học đều được tổng hợp từ các tế bào đặc hiệu và tồn

trữ ở đó cho đến khi được giải phóng dưới tác động của các tác nhân kích thích.
Phân loại các tín hiệu ngoại bào:
- Phân loại theo tính tan:
+ Các tín hiệu hóa học tan trong nước: như các hormon peptid,
catecholamin, các chất truyền đạt thần kinh. Đặc điểm của loại tín hiệu
này là nhanh chóng bị phân hủy sau khi được giải phóng, đôi khi chúng
chỉ tồn tại vài giây hoặc vài mili giây như đối với các chất truyền đạt
thần kinh. Loại tín hiệu này rất hiệu quả trong việc tạo ra các đáp ứng
nhanh nhưng chỉ cần thiết trong một thời gian ngắn.
+ Các tín hiệu hóa học tan trong lipid: như các hormon steroid, hormon T
3
-
T
4.
Đặc điểm của loại tín hiệu này là chúng có khả năng tồn tại lâu hơn
trong máu, từ vài giờ đến vài ngày như đối với các hormon T
3
-T
4
của
tuyến giáp. Loại tín hệu này phục vụ cho việc tạo ra các đáp ứng chậm
hơn nhưng kéo dài hơn.
- Phân loại theo cách tác động lên tế bào đích: các chất trung gian hóa học tại
chỗ, các chất truyền đạt thần kinh và các hormon.
3.2.1.1. Các chất trung gian hóa học tại chỗ (local chemical mediator)
- Tính chất: hầu hết tế bào trong cơ thể đều có khả năng tiết ra loại tín hiệu
này. Chúng còn được gọi là các hormon địa phương bởi vì chúng thường
19
được tiết vào dịch kẽ và chỉ tác động trên các tế bào bên cạnh do chúng bị
phá hủy rất nhanh sau khi giải phóng hoặc do được gắn ngay với các

receptor có mặt ở các tế bào lân cận sau khi được giải phóng.
- Các loại: histamin và các prostaglandin là những ví dụ điển hình cho loại
tín hiệu hóa học tại chỗ này.
+ Histamin: được hình thành từ acid amin histidin và dự trữ trong các
dưỡng bào (mast cell) có mặt trong các mô liên kết. Histamin được giải
phóng dưới tác động của các phản ứng dị ứng, nhiễm trùng hoặc khi tổ
chức bị tổn thương, tác động chính của nó là gây ra giãn mạch, tăng tính
thâm thành mạch.
+ Các prostaglandin: được tổng hợp bởi hầu hết các loại mô từ acid béo, nó
có chứa 20 nguyên tử carbon như arachidonic acid và được giải phóng
một cách liên tục. Chúng có các tác dụng trái ngược nhau trên các loại
mô khác nhau hoặc trên cùng một loại mô, ở cơ trơn chẳng hạn, tùy
thuộc vào loại prostaglandin mà có thể gây ra hiện tượng co hoặc giãn
cơ.
3.2.1.2. Các chất truyền đạt thần kinh (neurotransmitter)
- Tính chất: đây là các tín hiệu hóa học do các tế bào thần kinh sản xuất,
được gọi là các chất truyền đạt thần kinh. Các tế bào thần kinh sử dụng tín
hiệu này để dẫn truyền xung động qua synap thần kinh. Sau khi tác động,
chất truyền đạt thần kinh bị loại bỏ bằng 1 trong 3 cách: phân hủy bởi
enzym, tái nhập trở lại cúc tận cùng hoặc khuếch tán ra nô xung quanh.
- Phân loại: toàn hệ thần kinh có khoảng 40 chất truyền đạt và được chia
nhóm có phân tử nhỏ như glycin, acetylcholin và nhóm có phân tử lớn như
neruopeptid.
3.2.1.3. Các hormon
- Tính chất: hormon hay hormon chung (general hormon) là một chất trung
gian hóa học được bài tiết bởi các tế bào chuyên biệt nằm trong các tuyến
nội tiết, được chuyên chở trong máu đến các tế bào đích và có tác dụng sinh
học trên các tế bào này. Do phải di chuyển đi xa như vậy nên tín hiệu thuộc
loại này được truyền đi chậm hơn nhiều so với các chất truyền đạt thần
kinh.

20
- Phân loại: các hormon được chia thành 3 loại theo bản chất hóa học.
+ Hormon steroid: là các hormon có nhân steroid, tan trong lipid không tan
trong nước. Gồm: hormon vỏ thượng thận (aldosteron, cortisol), sinh dục
(testosteron, estrogen, progesteron), vitamin D
3
.
+ Hormon acid amin: là các dẫn xuất của acid amin tyrosin. Gồm: hormon
tuyến giáp (T
3
, T
4
) tan trong lipid, hormon tủy thượng thận
(catecholamin) tan trong nước.
+ Hormon peptid: là các hormon có liên kết peptid, nếu có hai chuỗi thì hai
chuỗi liên kết nhau bởi cầu nối disulfur (-S-S-). Một số hormon có thêm
gốc carbohydrat tạo thành glycoprotein. Các hormon này tan trong nước
không tan trong lipid. Gồm hormon của hypothalamus (GHRH, GHIH,
TRH, CRH, GnRH, PIH), tuyến yên (GH, TSH, ACTH, FSH, LH,
prolactin, ADH, oxytocin), tuyến giáp (calcitonin), tuyến cận giáp
(PTH), tuyến tụy (insulin, glucagon).
3.2.2. Receptor
Receptor là những phân tử protein có mặt ở tế bào đích, đóng vai trò tiếp
nhận các tín hiệu hóa học ngoại bào với tính đặc hiệu và ái lực cao, qua đó sẽ
khởi phát các hoạt động chức năng nhất định của tế bào.
3.2.2.1. Vị trí của receptor
Receptor có thể nằm ở một trong ba vị trí: trên màng bào tương tế bào,
trong bào tương tế bào và trong nhân tế bào.
* Receptor trên màng bào tương:
- Tính chất: các receptor trên màng bào tương tế bào là những protein xuyên

màng, chiếm chưa đến 1% khối lượng protein có mặt trên màng nên rất khó
xác định, phân lập và nghiên cứu. Các receptor này đóng vai trò như một
biến năng (transducer), chuyển một tín hiệu ngoại bào sau khi gắn vào
receptor thành một tín hiệu nội bào để qua đó làm thay đổi hoạt động của tế
bào đích, nhờ vậy hormon khi gắn với receptor trên màng sẽ gây ra sự đáp
ứng trong tế bào mà không cần đi vào bên trong tế bào.
- Tiếp nhận các hormon: receptor này tiếp nhận các hormon tan trong nước,
đó là các hormon polypepetid và catecholamin tác động theo cơ chế chất
truyền tin thứ hai.
21
* Receptor trong bào tương tế bào
- Tính chất: các receptor trong bào tương tế bào là những protein có vai trò
tiếp nhận các hormon tạo thành phức hợp hormon-receptor, sau đó phức
hợp này sẽ đi vào trong nhân để gắn vào các vị trí tiếp nhận đặc hiệu trên
DNA và điều chỉnh hoạt động sao mã của các gen.
- Tiếp nhận các hormon: receptor này tiếp nhận các hormon tan trong lipid,
đó là các hormon steroid tác động theo cơ chế hoạt hóa gen tế bào.
* Receptor trong nhân tế bào
- Tính chất: các receptor trong nhân tế bào là những protein có vai trò tiếp
nhận các hormon tạo thành phức hợp hormon-receptor, phức hợp này gắn
vào các vị trí tiếp nhận đặc hiệu trên DNA và điều chỉnh hoạt động sao mã
của các gen.
- Tiếp nhận các hormon: receptor này tiếp nhận các hormon tan trong lipid,
đó là các hormon T
3
-T
4
tác động theo cơ chế hoạt hóa gen tế bào.
3.2.2.2. Ligand
- Khái niệm: bất cứ một phân tử tín hiệu nào có khả năng gắn vào receptor

với độ đặc hiệu cao đều được gọi là ligand.
+ Nếu phân tử sau khi gắn với receptor dẫn đến một đáp ứng sinh lý của tế
bào thì được gọi là agonist.
+ Nếu phân tử sau khi gắn với receptor mà không gây ra một đáp ứng nào
cả sẽ được gọi là antagonist, chúng làm cản trở tác động của agonist
bằng cách chiếm lấy receptor của nó.
- Tương quan giữa receptor và agonist:
+ Trên màng bào tương, một số receptor có số lượng lớn hơn so với nhu
cầu thực sự, hiện tượng này được gọi là sự thặng dư receptor. Đây là
hiện tượng cần hiện tượng cần thiết để giúp tăng độ nhậy cảm của tế bào
đối với các agonist có nồng độ thấp, càng nhiều receptor bao nhiêu sẽ
càng giúp cho các tế bào đích có nhiều cơ may gặp được các phân tử
agonist bấy nhiêu.
+ Cơ chế điều chỉnh số lượng receptor ở các tế bào đích chưa được biết rõ,
có lẽ có liên quan đến sự bất hoạt của các receptor hoặc các thay đổi
trong việc tổng hợp và giáng hóa của các protein receptor. Một số
22
receptor có số lượng liên quan đến số lượng của các phân tử agonist
tương ứng trong máu: giảm số lượng receptor khi số lượng agonist giảm
và qua đó làm giảm đáp ứng của tế bào đích với agonist hoặc ngược lại
tăng số lượng receptor khi agonist giảm nhờ đó giúp tế bào duy trì được
sự đáp ứng bình thường trước sự sụt giảm agonist.
+ Trong một số trường hợp, sự đáp ứng của tế bào đối với một agonist tỷ lệ
thuận với số receptor gắn với agonist. Ở một số trường hợp khác, sự đáp
ứng của tế bào chỉ xảy ra sau khi đã có một tỷ lệ nhất định receptor gắn
với agonist, tỷ lệ này được gọi là ngưỡng đáp ứng. Sự đáp ứng tối đa của
tế bào trong một số trường hợp sẽ xảy ra trước khi 100% số receptor gắn
với agonist.
+ Đối với các receptor trên màng bào tương, sự gắn kết agonist và receptor
có thể kích thích quá trình đưa phức hợp này vào bên trong tế bào qua

hiện tượng nhập bào.
- Vai trò của antagonist trong điều trị: catecholamin là một ví dụ, đây là
hormon tác động trên tim làm tăng nhịp đập của tim và tăng lượng máu
bơm, tác động quá mức của catecholamin có thể gây ra tăng huyết áp và
làm xuất hiện cơn đau thắt ngực. Bằng cách sử dụng propranolol, một
antagonist của catecholamin sẽ làm đình chỉ các tác dụng này của
catecholamin.
3.2.3. Các tín hiệu nội bào
Tín hiệu ngoại bào khi gắn vào receptor nằm trên màng bào tương tế bào
sẽ làm cấu hình của receptor thay đổi, sự thay đổi này dẫn đến xuất hiện một
phân tử tín hiệu bên trong tế bào, được gọi là tín hiệu nội bào (intracellular). Quá
trình này được xem là cơ sở khởi đầu của hiện tượng khuếch đại tín hiệu vì sẽ có
nhiều tín hiệu nội bào được hình thành từ một phân tử tín hiệu ngoại bào. Các tín
hiệu nội bào sau đó sẽ tạo ra một loạt phản ứng bên trong tế bào dẫn đến xuất
hiện các đáp ứng sinh lý đặc trưng. Có 3 loại tín hiệu nội bào phổ biến: AMP
c
,
Ca
++
-protein, inositol triphosphat và diacylglycerol.
3.2.3.1. Các cơ chế hình thành tín hiệu nội bào
* AMP
c
(cyclic 3',5'-Adenosine Monophosphate) hoặc GMP
c
(cyclic 3',5'-
Guanosine Monophosphate)
23
(+) ATP ← 5'-AMP
Tín hiệu ngoại bào-Receptor → Adenyl cyclase → ↓ Phosphodiesterase

↓ (+)
Protein kinase A
↓ Phosphoryl hóa
Phospho + Protein → Phosphoprotein
↓
Đáp ứng sinh lý
Ví dụ: AMP
c
trong tế bào tuyến giáp → chuyển hóa T
3
-T
4
.
AMP
c
trong tế bào vỏ thượng thận → bài tiết corticosteroid.
AMP
c
trong tế bào ống thận → tăng tái hấp thu nước.
* Ca
++
-protein
Tín hiệu ngoại bào-Receptor → Mở cổng kênh Ca
++

↓
Ca
++
vào tế bào protein có ái lực với Ca

++

↓
Hoạt hóa enzym
↓
Đáp ứng sinh lý
- Dòng chảy Ca
++
vào bào tương tế bào: khi một tín hiệu ngoại bào đến gắn
vào receptor gây ra sự thay đổi trong cấu hình receptor và dẫn đến mở kênh
Ca
++
trên màng, có 2 khả năng xảy ra:
+ Khả năng thứ nhất: tạo nên một dòng chảy thoáng qua của ion Ca
++
vào
bên trong tế bào cơ hay thần kinh làm thay đổi điện thế giữa trong và
ngoại tế bào, sự thay đổi này có thể khởi phát một điện thế hoạt động lan
tỏa nhanh chóng khắp màng của tế bào đích. Phần lớn các chất truyền đạt
thần kinh hoạt động theo cách này.
24
AMP
c
Ca
++
-protein
+ Khả năng thứ hai: tạo nên dòng chảy thật sự của ion Ca
++
vào bên trong
tế bào làm tăng nồng độ của ion đó tới một ngưỡng mà nó có thể tác

động như một tín hiệu thứ hai để kích thích sự đáp ứng của tế bào.
- Các protein có ái lực với ion Ca
++
:

có hai loại
+ Loại thứ nhất là các protein không có hoạt tính enzym: sau khi gắn với
ion Ca
++
chúng thay đổi cấu hình và phức hợp Ca
++
-protein trở thành chất
truyền tin thứ hai. Ví dụ điển hình cho loại protein này là troponin C,
thấy ở trong tế bào cơ vân và cơ tim và calmodulin thấy ở hầu hết các
loại tế bào. Troponin C khi gắn với Ca
++
sẽ

khiến cho phân tử
tropomyosin dịch khỏi điểm hoạt động của sợi actin, khi đó đầu myosin
có cơ hội kết hợp với actin gây nên sự co cơ. Calmodulin có 4 vị trí gắn
Ca
++
, khi có từ 3 vị trí trở lên được gắn với Ca
++
thì phức hợp này sẽ có
hoạt tính, chúng hoạt hóa enzym kinase phụ thuộc calmodulin
(calmodulin-dependent kinase) và enzym này sẽ phosphoryl hóa các
protein đặc hiệu để qua đó làm thay đổi hoạt động sinh lý của tế bào.
Phức hợp Ca

++
-calmodulin linh hoạt hơn so với AMP
c
vì ngoài khả năng
làm thay đổi hoạt động sinh lý của tế bào phức hợp này còn có thể tác
động trực tiếp trên các enzym như adenyl cyclase và phosphodiestase là
những enzym tạo ra và phá vỡ AMP
c
, tạo nên mối tương quan giữa
AMP
c
và ion Ca
++
nội bào.
+ Loại thứ hai là các protein enzym gắn ion Ca
++
một cách trực tiếp: một ví
dụ điển hình cho loại này là enzym C-kinase. Enzym C-kinase của bào
tương không chịu ảnh hưởng của ion Ca
++
, tuy nhiên khi có mặt
diacylglycerol, nó sẽ gắn với màng bào tương tại đây nó được hoạt hóa
bởi các phospholipid và trở nên dễ bị kích thích bở ion Ca
++
. Khi nồng độ
ion Ca
++
của bào tương gia tăng, enzym C-kinase sẽ phosphoryl hóa các
protein đặc hiệu dẫn đến các đáp ứng sinh lý của tế bào.
* Inositol triphosphat và diacylglycerol:

(+) Phosphatidyl inositol 4,5-Diphosphate
Tín hiệu ngoại bào-Receptor → Phospholipase C →

25
Inositol Triphosphat
Diacylglycerol
(Khuếch tán vào bào tương) (Ở tại màng tế bào)
(+)
Ty thể MLNBT
Ca
++
Protein kinase C
Protein → Phosphoryl hóa
Ca
++
-Protein Phosphoprotein
↓ ↓
Đáp ứng sinh lý Đáp ứng sinh lý
+ PIP
2
(Phosphatidyl inositol 4,5-Diphosphate) là một phần phospholipid
của màng bào tương tế bào bị tách ra thành IP
3
(inositol triphosphat) và
diacylglycerol dưới tác động của phospholipase C. Nói chung tác dụng
của DAG và IP
3
có tính chất hợp lực.
+ Phần lipid của diacylglycerol là acid arachidonic - một tiền chất của
prostaglandin và các hormon địa phương khác gây ra những tác động tại

chỗ.
+ Hormon tác động theo cơ chế này thường là những hormon địa phương
nhất là những yếu tố được phóng thích từ các phản ứng miễn dịch và dị
ứng của mô. Một số hormon khác cũng tác dụng qua trung gian thông tin
nội bào là DAG và IP
3
như TRH, GnRH, TSH, agiotensin II.
3.2.3.2. Sự thay đổi nồng độ của các tín hiệu nội bào
- Sự thay đổi nồng độ các tín hiệu nội bào chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ tổng
hợp hoặc dòng chảy của chúng vào trong tế bào:
+ Sự gia tăng tốc độ tổng hợp hoặc dòng chảy sẽ nhanh chóng làm gia tăng
nồng độ tín hiệu trong bào tương, cho phép tế bào đích đáp ứng nhanh
chóng với tín hiệu ngoại bào.
+ Khi không có tín hiệu ngoại bào, tín hiệu nội bào sẽ nhanh chóng bị phân
hủy hoặc được chuyển khỏi bào tương và nồng độ của nó sẽ giảm tới
mức mà tế bào ngừng đáp ứng.
- Kiểm soát nồng độ của AMP
c
trong bào tương:
+ Bình thường nồng độ AMP
c
chỉ ở mức 1 µM, nhưng sau khi một hormon
gắn với một receptor trên màng và kích thích enzym adenylcyclase thì
26
lập tức nồng độ AMP
c
có thể tăng lên đến 5 lần chỉ trong vòng vài giây
và dẫn đến sự đáp ứng của tế bào.
+ Ngược lại AMP
c

sẽ bị giáng hóa nhanh chóng thành adenosin 5’-
monophosphat dưới tác dụng của enzym phosphodiesterase và làm
ngừng tác dụng của AMP
c
.
- Cơ chế kiểm soát nồng độ của ion Ca
++
trong bào tương:
+ Bình thường nồng độ Ca
++
trong bào

tương tế bào là 0,1µM. Khi một
hormon gắn với một receptor trên màng làm mở kênh Ca
++
, Ca
++
sẽ nhanh
chóng khuếch tán từ ngoài vào trong tế bào. Dòng chảy này còn được hỗ
trợ thêm bởi gradient điện tích ở hai bên màng và sự giải phóng ion Ca
++
ra khỏi các kho dự trữ trong tế bào như lưới nội sinh chất dưới tác dụng
của inositol triphosphat. Như vậy nồng độ Ca
++
trong tế bào sẽ tăng từ
0,1µM lên tới 1-10µM.
+ Sau khi tác dụng, ion này nhanh chóng được chuyển ra khỏi bào tương tế
bào với sự phối hợp của nhiều cơ chế: một phần ion Ca
++
được bơm ra

khỏi tế bào hoặc vào ty thể, mạng nội bào tương ngược với chiều
gradient điện-hóa thông qua bơm Ca
++
-ATPase với năng lượng được
cung cấp trực tiếp từ ATP; một phần Ca
++
sẽ đi ra khỏi tế bào qua con
đường đồng vận chuyển nghịch với Na
+
; một phần Ca
++
tự do sẽ được
gắn với các phân tử khác trong bào tương. Như vậy, Ca
++
tự do trong bào
tương sẽ giảm xuống.
4. MỘT SỐ BỆNH LÝ PHÂN TỬ CỦA MÀNG BÀO TƯƠNG TẾ BÀO
Nhiều bệnh lý có liên quan chặt chẽ đến chức phận của màng bào tương tế
bào, đặc biệt là sự nhầm lẫn trong truyền đạt các tín hiệu qua màng bào tương tế
bào ở múc độ phân tử.
4.1. Bệnh của receptor acetylcholin
- Bệnh nhược cơ: cơ thể hình thành tự kháng thể kháng receptor acetylcholin
ở cơ vân. Hậu quả là các receptor không nhận diện được các xung động
thần kinh, các kênh ion ở màng tế bào cơ không mở, tế bào cơ không
chuyển được sang trạng thái kích thích. Đây là một bệnh tự miễn.
27
- Bệnh Huntington: một trong những nguyên nhân gây nên bệnh là giảm số
lượng receptor acetylcholin ở hệ thần kinh trung ương dẫn đến sự dẫn
truyền thần kinh không bình thường làm bệnh nhân có biểu hiện múa giật
không tự chủ và có rối loạn tâm thần.

4.2. Bệnh của receptor TSH
- Bệnh Grave: cơ thể hình thành tự kháng thể có cấu trúc giống TSH đến kích
thích các receptor TSH của tuyến giáp gây cường giáp. Đây là một bệnh tự
miễn.
- Chứng lồi mắt trong bệnh Grave: nguyên nhân gây bệnh là do các tế bào
phía sau ổ mắt cũng có các receptor TSH giống tế bào nang giáp. Bình
thường các receptor này hoạt động rất yếu nên còn gọi là receptor TSH yên
lặng, trong bệnh Grave, khi tự kháng thể tăng cao làm các tế bào phía sau ổ
mắt phát triển mạnh và xuất hiện lồi mắt.
4.3. Bệnh của các receptor độc tố vi khuẩn
- Bệnh tả: vi khuẩn tả xâm nhập vào cơ thể và sản xuất ra độc tố có cấu tạo
gồm hai chuỗi polypeptid, trong đó có một chuỗi liên kết với receptor trên
bề mặt tế bào thành ruột và một chuỗi liên kết với enzym adenylcyclase
nằm dưới các receptor màng. Hậu quả là lượng AMP
c
tăng lên dẫn đến sự
tăng cường vận chuyển HCO
3
-
và Na
+
, K
+
qua màng ruột, kéo theo 20-30 lít
nước vào lòng ruột gây tiêu chảy nặng. Trong điều trị có thể dùng một số
ose thích hợp để chiếm chỗ receptor loại trừ các ngoại độc tố này.
- Bệnh uốn ván: độc tố vi khuẩn uốn ván tác động lên các receptor của bề
mặt tế bào thần kinh gây ra hưng phấn quá mức ở các tế bào cơ. Độc tố uốn
ván gồm hai nhóm: một nhóm liên kết với receptor trên bề mặt tế bào thần
kinh và một nhóm tác động đến hoạt động của adenylcyclase làm tăng tạo

AMP
c
. Mặt khác, độc tố uốn ván còn tác động lên receptor TSH của tuyến
giáp gây nhịp tim nhanh, tăng chuyển hóa
4.4. Bệnh của receptor chuyển hóa
- Bệnh tăng cholesterol máu: đây là bệnh di truyền, số lượng receptor LDL
trên tế bào giảm, cholesterol không được thu nhận vào tế bào, ứ đọng lại
trong máu gây xơ vữa động mạch.
28
- Bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insulin: receptor glucose của màng tế
bào bị giảm hoặc hư hỏng, glucose không vào tế bào được gây tăng glucose
máu.
4.5. Bệnh dị ứng và hen
- Bệnh dị ứng: trên bề mặt các tế bào mastocyte có các receptor với IgE do
vậy IgE sẽ gắn lên bề mặt các tế bào này. Khi dị nguyên xâm nhập sẽ được
IgE bắt lấy. Hậu quả là tế bào mastocyte giải phóng ra histamin gây giãn
mạch, tăng tính thấm thành mạch.
- Bệnh hen: các tế bào cơ trơn phế quản có hai loại receptor của phó giao
cảm (gây co) và giao cảm (gây giãn). Ở bệnh nhân hen có tình trạng mất
cân bằng trong hoạt động của hai loại receptor này theo chiều hướng gây co
phế quản.
29