Sinh hóa miễn dịch chương 3

CHƯƠNG III CÁC CƠ QUAN VÀ TẾ BÀO THAM GIA ðÁP ỨNG MIỄN DỊCH Hệ thống miễn dịch bao gồm nhiều cơ quan, nhiều tế bào, các phân tử hoà tan nằm rải rác khắp cơ thể chúng hợp tác với nhau ñ

CHƯƠNG III CÁC CƠ QUAN VÀ TẾ BÀO THAM GIA

ðÁP ỨNG MIỄN DỊCH

Hệ thống miễn dịch bao gồm nhiều cơ quan, nhiều tế bào, các phân tử hoà tan nằm rải rác khắp cơ thể chúng hợp tác với nhau ñể nhận diện và phản ứng với kháng nguyên theo nhiều cách, dẫn ñến ñáp ứng miễn dịch cuối cùng Các cơ quan lympho bao gồm cơ quan lympho trung tâm và cơ quan lympho ngoại vi Các tế bào tham gia ñáp ứng miẽn dịch bao gồm các

tế bào các tế bào ñáp ứng miễn dịch không ñặc hiệu (tế bào trình diện kháng nguyên, ñại thực bào, bạch cầu ña nhân, tiểu cầu, tế bào NK và tế bào K) mà chúng ta ñã ñề cập ở chương 1 Các tế bào tham gia ñáp ứng miễn dịch ñặc hiệu ñó là quần thể tế bào lympho

3.1 Các cơ quan lympho

3.1.1 Cơ quan lympho trung tâm

Tuyến ức (Thymus)

Tuyến ức là cơ quan lympho biểu mô, gồm khối dẹp có 2 thùy nằm ngang, nằm ở phần dưới cùng của xương cổ sau xương ức, trước ñộng mạch tim Khối lượng của nó khoảng 15 gam ñối với trẻ sơ sinh và ở tuổi thành niên chỉ còn khoảng 3 gam

Tuyến ức xuất hiện sớm nhất so với cơ quan lympho khác trong thời

kỳ bào thai, ñạt cực ñại lúc sinh , giảm dần sau tuổi dậy thì, teo lại khi tuổi già Tuyến ức gồm tế bào lympho và tế bào biểu bì, là cơ quan lympho trung tâm ñáp ứng miễn dịch

Tuyến ức ñược chia thành hai vùng Vùng ngoài là vỏ, vùng trong là tuỷ Các tế bào gốc từ tủy xương vào tuyến ức có nhiệm vụ biệt hóa và phát triển thành tế bào lympho T Tại tuyến ức chúng tăng sinh và mất dần Chỉ còn 5% tế bào T chín, chúng rời khỏi tuyến ức vào máu rồi ñi ñến cơ quan lympho ngoại vi

Các bệnh lý về tuyến ức: cắt bỏ tuyến ức, thiếu sản hoặc tăng sản tuyến ức ñều dẫn ñến rối loạn ñáp ứng miễn dịch Việc cắt bỏ tuyến ức ở ñộng vật trưởng thành, không làm thay ñổi miễn dịch tế bào, nhưng ở ñộng vật mới sinh làm thay ñổi ñáng kể lượng tế bào lympho trong máu và giảm mạnh ñáp ứng miễn dịch Nếu gép tuyến ức hoặc tiêm nhắc lại những chất chiết từ tuyến ức, thì sự thiếu hụt miễn dịch sẽ ñược hồi phục

Vào năm 1961 hai nhà khoa học Burnet và Mile ñã xác minh vai trò của tuyến ức bằng thực nghiệm là cắt bỏ tuyến ức ở chuột mới sinh Sau khi

bị cắt, chuột nhắt không ñược hoàn hảo về mặt miễn dịch cho ñến lúc chết Chúng chậm lớn, da bị viêm, tăng nhạy cảm với bệnh nhiễm khuẩn, kháng thể hình thành kém, tế bào lympho trong máu hầu như không có, miễm dịch

bị ức chế ñến nỗi chúng hoàn toàn nhận mảnh gép lạ Nếu gép trả lại tuyến

ức, hoặc ñưa vào máu những tế bào tuyến ức thì mọi việc trở lại bình thường

Túi Fabricius

Túi Fabricius là cơ quan lympho trung tâm có ở gia cầm, nằm gần hậu môn, có cấu trúc lympho – biểu mô Cũng tương tự như tuyến ức, nó phát

triển khi gà nở và teo ñi khi trưởng thành Nếu cắt bỏ túi Fabricius sẽ giảm lượng tế bào plasma và cơ thể không tạo kháng thể

Vai trò của túi Fabricius: là cơ quan lympho trung tâm, có liên quan ñến sự biệt hóa tế bào lympho B và tạo thành kháng thể, tức là ñáp ứng miễn dịch dịch thể Các lympho bào trong túi, một phần do tế bào nguồn tuỷ xương chuyển tới, một phần ñược tạo ra ngay trong túi

Ở các ñộng vật có vú không có túi Fabricius nhưng lại có cơ quan tương ñương ñó là tủy xương (Bone marraw) và các cơ quan lympho hệ tiêu hóa Người ta tìm thấy tiền lympho B ở tủy xương và gan

Các tế bào lympho B chín ñược chuyển từ túi Fabricius tới cơ quan lympho ngoại vi Ở ñó chúng tiếp xúc với kháng nguyên, biệt hóa ñể trở thành tế bào plasma sản xuất kháng thể

3.1.2 Các cơ quan lympho ngoại vi

Bao gồm lách, hạch lympho, phân tán khắp trong cơ thể

Lách (Spleen):

Là cơ quan ngoại vi lớn nhất nằm trong ổ bụng ở phía trái sau dạ dày

và sát cơ hoành tiếp giáp với tyuến tuy và thận trái Chức năng miễn dịch, nó

là một phần quan trọng trong hệ thống miễn dịch Là nơi cư trú của các tế bào lympho ñã ñược biệt hóa từ cơ quan trung tâm

Lách bao gồm hai vùng, vùng tuỷ ñỏ chứa ñầy hồng cầu và gắn liền với nhiệm vụ phá huỷ những tuỷ ñỏ ñã bị suy yếu Vùng tuỷ trắng chứa các

tế bào lympho T và cũng ñược chia làm hai vùng, vùng tế bào T phụ thuộc tuyến ức và vùng tế bào T không phụ thuộc tyuến ức Tế bào lympho T bao quanh trung tâm mầm chứa tế bào lympho B Vùng ranh giới tuỷ trắng và tuỷ ñỏ, có nhiều tế bào ñuôi gai (mang kháng nguyên) phân chia giữa tuỷ ñỏ

và tuỷ trắng Lách chứa 50% tế bào B và 30 ñến 40% tế bào T

Lách là nơi tập trung và bẫy kháng ngyuên vào theo ñường tĩnh mạch,

là cơ quan chính sản xuất kháng thể Ngoài ra vùng mạch ở vỏ lách là thừng lách có chứa nhiều thực bào, tế bào lympho, bạch cầu ñơn nhân to, tương bào, bạch cầu hạt, hoạt ñộng như một bộ lọc ñể thải loại vi khuẩn, virus và

các vật lạ ở hồng cầu

Hạch lympho (Lymph nodes):

Là cơ quan nhỏ hình hat ựậu, phân bố ở các vùng nhất ựịnh trong cơ thể như hạch dưới hàm, hạch bẹn Hạch lympho thu thập dịch limpho sau ựó chảy vào ống ngực, nó hoạt ựộng như một hệ thống lọc và chất lọc là ựại thực bào và các tế bào lympho Như vậy vật lạ phải di chuyển theo các mạch rất hẹp và gấp khúc với vận tốc nhỏ ựể tiếp xúc với ựại thực bào và lympho bào đôi khi vi khuẩn qua ựược hạch trước nhưng lại bị giữ ở hạch sau Khi

bị nhiễm trùng, vi khuẩn vượt qua tất cả các hạch ựể vào máu Tuy nhiên, hệ thống hạch ựã làm chậm sự nhiễm trùng ựể cơ thể kịp thời ứng phó

Hạch bao gồm phần vỏ và phần tủy

Vùng vỏ nông chứa tế bào lympho B còn vùng vỏ sâu chứa tế bào lympho T, ựại thực bào và một ắt tế bào B đại thực bào bẫy và trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho T và hoạt hóa tế bào lympho T Phần tủy

có nhiều xoang chứa dich lympho Các tế bào plasma sản xuất kháng thể di

từ phần vỏ sang phần tuỷ

Khi không có kháng nguyên, phần lớn các tế bào lympho rời khỏi hạch Khi xâm nhập vào cơ thể, kháng nguyên theo dịch lympho ñược ñưa

về hạch, tại ñây nó bị ñại thực bào tóm và xử lý Các tế bào lympho B, T và ñại thực bào hợp tác với nhau thực hiện ñáp ứng miễn dịch, tạo kháng thể và sau ñó ra khỏi hạch ñể khuyếch ñại ñáp ứng miễn dịch

3.1.3 Các cơ quan khác

Màng Peyer:

Là những hạch lympho tập trung thành từng ñám nằm ở lớp dưới niêm mạc ruột non Trong hạch chứa nhiều lympho bào B biệt hoá thành tế bào sản xuất kháng thể IgA, các trung tâm mầm và các vùng phụ thuộc tuyến ức Nó ñóng vai trò quan trọng trong việc phát triển tính miễn dịch ñối với các kháng nguyên trong ruột non

Hạch hạnh nhân họng (Tonsil and adennoids):

Là ñám mô lympho ở niêm mạc vùng giữa miệng và hầu, ñối với trẻ

em nó trở nên sưng tẩy khi bị nhiễm trùng lặp ñi lặp lại ñường hô hấp Hạch hạnh nhân, chúa 2/3 lympho B và 1/3 lympho T

Một số cơ quan lympho khác

Ở một số nơi khác như phế mang, phế quản, ñường niện, ñường sinh dục cũng chứa mô lympho nằm dưới lớp niêm mạc

Nhìn chung các cơ quan lympho này ñều chứa mang lympho, trung tâm mầm và tham gia vào ñáp ứng miễn dịch Mặc dù không phải là cơ quan lympho quan trọng nhưng chúng tạo thành mạng lưới ña dạng và hoàn hảo 3.2 Các tế bào tham gia ñáp ứng miễn dịch

3.2.1 Biệt hóa hình thành các tế bào tham gia ñáp ứng miễm dịch

Từ tế bào nguồn tuỷ xương chúng biệt hoá thành hai dòng: dòng tạo máu và dòng lympho

1- Dòng tạo máu

Dòng tạo máu tiếp tục biệt hoá thành 3 dòng: tế bào dòng hồng cầu, tế bào dòng tuỷ và tế bào dòng nhân khổng lồ

Hình 3.1:Sơ ñồ biệt hóa hình thành các tế bào tham gia ñáp ứng miễn dịch

Dòng hồng cầu tạo hệ máu ñỏ tham gia gián tiếp ñáp ứng miễn dịch

Các tế bào dòng tuỷ, biệt hoá thành hai dòng Một dòng tạo thành các

tế bào ñơn nhân, từ ñó biệt hoá thành ñại thực bào Một nhánh tạo thành tế

bào ña nhân rồi sau ñó phân hoá thành bạch cầu trung tính, bạch cầu ưa kiềm

và bạch cầu ưa acid

Dòng tế bào khổng lồ tạo thành dòng tế bào tiểu cầu

2- Dòng tế bào nguồn lympho

Dòng tế bào lympho ñi vào cơ quan lympho trung tâm (tuyến ức) ñể

tiếp tục biệt hoá thành 2 dòng lympho

Dòng tiền tế bào lympho T và sau ñó biệt hoá thành dòng lymphoT

chín

Dòng tiền tế bào lympho B và sau ñó biệt hoá thành dòng lympho B

chín

các tế bào tham gia ñáp ứng miễn

dịch

Tế bào nguồn tủy xýõng

Tế bào nguồn tủy xýõng tạo máu Tế bào nguồn Lympho

Tiền TB NK (tủy xýõng) Tiền TB T (tuyến ức)

Tiền TB B (tủy xýõng)

TB NK chín TB T

chín

TB B chín

TB dòng tủy

TB dòng

hồng cầu

TB dòng nhân khổng lồ

Tế bào ñõn nhân

ðại thực bào

TB ña nhân

TB Tiểu cầu Bạch cầu

Nguyên

hồng cầu

TB kiềm TB.Ttính TB Axit

Hợp tác

Ngoài ra chúng còn biệt hoá thành dòng tiền tế bào NK (Natural killer) rồi biệt háo thành NK chín Quá trình này không xảy ra ở cơ quan lympho trung tâm

Sau khi biệt hoá các dòng tế bào tham gia ñáp ứng miễn dịch ñặc hiệu

và không ñặc hiệu

3.2.2 Các tế bào ñáp ứng miễn dịch không ñặc hiệu

Các tế bào này không có tính ñặc hiệu ñối với kháng nguyên, nhưng chúng giữ vai trò chủ yếu trong việc trình diện kháng nguyên, trong sự ñề kháng chống lại vi sinh vật gây bệnh bằng con ñường thực bào (chương1)

1-Các tế bào trình diện kháng nguyên (APC)

Kháng nguyên ñược nhận biết bởi các APC và ñược trình diện tới tối

tế bào lympho T dưói hình thức một chuỗi peptit thẳng trên một kháng nguyên phù hợp tổ chức lớp I và lớp 2 (MHC -I và MHC- II)

Các tế bào ñảm nhận trình diện kháng nguyên chủ yếu có trong da, tyuến ức, lách, hạch Các tế bào lympho, ñại thực bào cũng có những chức

năng này

Quá trình trình diện kháng nguyên diễn theo các giai ñoạn sau:

- Gắn kháng nguyên vào tế bào thông qua thụ thể

- Giai ñoạn xử lí và và nuốt kháng nguyên

- Thể hiện phức hợp MHC và peptit

- Trình diện kháng nguyên

2-ðại thực bào

ðại Thực bào: là tế bào có kích thước lớn, có khả năng bắt giữ xử lý kháng nguyên cững như hợp tác với các tế bào lympho ñể sản xuất kháng thể ñặc hiệu ñể tiêu diệt kháng nguyên ðại thực bào có thể có những hình thái khác nhau và khu trú ở các vị trí khác nhau Chúng bao gồm 2 loài: loại cố ñịnh

và loại di ñộng

- Loại cố ñịnh trong mô (mô bào): có nhiều trong xoang nhỏ của lách, hạch lympho, tủy xương, gan…Chúng tạo tua ñể tiếp cận với tế bào lympho trong

mô lympho

- Loai di ñộng : là tế bào lang thang hay mono bào, có trong máu và bạch huyết

ðại thực bào có ñặc tính xâm nhập nhờ tính bám dính ðại thực bào giữ vai trò trung tâm trong ñáp ứng miễn dịch Chúng có nhiều chức năng quan trọng như khả năng thực bào, khả năng thông tin cho tế bào thông tin thông qua vai trò trình diện kháng nguyên, vai trò ñiều hoà ñáp ứng miễn dịch thông qua chất trung gian do chúng tiết ra như MAF (yếu tố hoạt hoá ñại thực bào), IL-1 (inteleukine-1)

Sự tham gia ñại thực bào vào ñáp ứng miễn dịch

Chế biến kháng nguyên

Khi có kháng nguyên xâm nhập vào biểu mô và tiếp xúc với ñại thực bào

Tế bào này bắt giữ, nuốt kháng nguyên (ví dụ như vi khuẩn) và tiết enzyme tiêu diệt vi khuẩn và bộc lộ tính quyết ñịnh kháng nguyên của ñại thực bào

Giới thiệu kháng nguyên

Bứớc này ñại thực bào trình diện kháng nguyên (APC), ñể kháng nguyên tiếp cận với tế bào T ðây là bước khởi ñầu của sự hình thành kháng thể ðộng tác giới thiệu kháng nguyên của ñại thực bào ñóng vai trò quan trọng trong sản xuất kháng thể, bởi vì một số kháng nguyên chỉ có thể kích thích tế bào lympho thông qua ñại thực bào

Kích thích ñại thực bào

ðại thực bào có thụ thể gắn với Fc của IgG và bố thể C3b làm tăng khả năng thực bào

Tập trung ñại thực bào

Sau khi tác ñộng qua lại với kháng nguyên, tế bào lympho mẫn cảm tiết ra các yếu tố ñể tập trung ñại thực bào vào những nơi có kháng nguyên

Tạo kháng thể

ðại thực bào tương tác với thụ thể (TCR) của tế bào T và hoạt hóa tế bào T

Tế bào T kích thích B sản xuất kháng thể

3-Bạch cầu ña nhân

Bạch cầu ña nhân hay còn gọi là bạch cầu có hạt có nguồn gốc từ tuỷ xương, chúng chiếm 60 ñến 70% bạch cầu máu ngoại vi Chúng có khả năng bám dính và xuyên mạch Các tế bào bạch cầu này không có tính ñặc hiệu với kháng nguyên nhưng chúng có vai trò chủ yếu trong viêm cấp Chức năng chủ yếu của bạch cầu là thực bào

4-Tế bào NK

Là những tế bào lympho có hạt, chiếm khoảng 5 ñến 10% tổng tế bào lympho trong máu Tế bào NK có khả năng nhận ra sự vắng mặt hay thay ñổi của phần tử MHC lớp I trên bề mặt của tế bào khác khi mới hoạt ñộng Thụ thể của tế bào NK với MHC gọi là KIR ( thụ thể ức chế của tế bào hung thủ) Khi KI R tiếp xúc với MHC thì ức chế tín hiệu hoạt hoá chương trình dung giải tế báo, tức là chúng chỉ hoạt ñộng giết tế bào mà không có hoặc ít MHC I (tế bào ung thư hoặc tế bào nhiễm virus)

5-Tế bào K

Các tế bào này có thụ thể ái tính yếu ñối với IgG gọi là FcγRIII Chúng là thành phần của hiện tượng ñộc tế bào phụ thuộc kháng thể

3.2.3.Tế bào ñáp ứng miễn dịch ñặc hiệu

1-Tế bào lympho T và B

Chúng là quần thể tế bào lympho phân bố rất rộng trong tuỷ xương, tuyến ức, hạch, lách và trong máu ngoại vi Trong máu ngoại phân tán trong tuàn hoàn máu, bạch huyết và là một trong các loại tế bào thịnh hành nhất ở ñộng vật có vú Cả hai loai lymphoT và lympho B ñều bắt nguồn từ tế bào nguồn tủy xương Sự trưởng thành của tế bào lympho nằm dưới sự kiểm soát của tuyến ức gọi là tế bào phụ thuộc tuyến ức hay tế bào lympho T Phần lớn tế bào còn lại là tế bào lympho B Tỷ lệ phân bố tể bào T và tế bào B như sau Nơi cư trú Tế bào T Tế bào B Tủy xương Một số Nhiều Tuyến ức Nhiều Rất hiếm Ống ngực 85% 15%

Hạch lympho 80% 20%

Lách 65% 35%

Máu ngoại vi 75% 15%

Tế bào lympho T biệt hóa và trưởng thành trong tuyến ức Về hình thái tế bào T nhẵn nhụi Tế bào T có glucoprotein tương ứng, ñó là thụ thể bào T ñể nhận diện kháng nguyên và phân tử MHC

Tế bào B biệt hóa và trưởng thành trong tủy xương Tế bào B có bề mặt xù xì, trên bề mặt tế bào B có các thụ thể giành cho bố thể C3, C4, thụ thể giành cho ñoạn Fc của kháng thể và thụ thể giành cho kháng nguyên phù hợp tổ chức (MHC)

Sự khác biệt giữa tế bào lympho T và tế bào lympho B

Tế bào lympho T

Nguôc gốc : tủy xương

Nõi chín: Tuyến ức

Lưu ñộng

Có thụ thể tế bào T

Tính ñặc hiệu KN hẹp

Khi có KN kích thích sẽ tăng sinh

Sản ra lymphokin

Thể hiện quá mẫn muộn

Hỗ trợ tế B sản xuất KT(TH)

Kiểm tra ñáp ứng miễn dịch (TC)

Thời gian sống: nhiều tháng ñến

nhiều năm

Tế bào lympho B Nguồn gốc: Tủy xương Nõi chín: Tủy xương Không lưu ñộng

Có thụ thể với bố thể

Có tính ñặc hiệu KN hẹp Khi có KN kích thích tăng sinh tế bào plasma và tế bào nhỏ

Thời gian sống lâu: nhiều tháng ñến nhiều năm

Thời gian sống ngắn: nhiều ngày ñến nhiều tuần

1- Quá trình biệt hóa tế bào T

Tế bào lympho T bắt nguồn từ tế bào gốc của tuỷ xương sinh ra tế bào tiền lympho T Chúng qua máu vào tuyến ức ñể ñược chọn lọc, tại ñây xuất hiện những dấu ấn khác nhau Trong thời gian chúng lưu tại tuyến ức tế bào lympho T tiếp thu một cuộc huấn luyện miễn dịch bằng khả năng nhận biết kháng nguyên và phân biệt kháng nguyên của mình với kháng nguyên lạ

Sự chọn lọc ưu tiên là sự chọn lọc dương tính liên quan ñến khả năng