Trong môi trường sống,, cơ thể luôn chịu tác động của nhiều yếu tố, vừa có lợi vừa có hại. Với những tác động có hại thì cơ thể phải có cơ chế thích nghi và điều tiết. Một trong những quá trình đó là sự miễn dịch của cơ thể. Miễn dịch là khả năng tự bảo vệ đặc biệt của cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh (Các vi sinh vật, độc tố vi sinh nhật, các phân tử lạ….) khi chúng xâm nhập vào cơ thể.
Trang 1PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong môi trường sống,, cơ thể luôn chịu tác động của nhiều yếu tố, vừa
có lợi vừa có hại Với những tác động có hại thì cơ thể phải có cơ chế thích nghi
và điều tiết Một trong những quá trình đó là sự miễn dịch của cơ thể
Vậy thế nào là miễn dịch, cơ chế của nó ra sao? Chúng ta cùng thảo luận chủ đề “MIỄN DỊCH”
PHẦN II: NỘI DUNG
I MIỄN DỊCH
1 Khái niệm
Miễn dịch là khả năng tự bảo vệ đặc biệt của cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh (Các vi sinh vật, độc tố vi sinh nhật, các phân tử lạ….) khi chúng xâm nhập vào cơ thể
2 Các loại miễn dịch
Có 2 loại miễn dịch là miễn dịch tự nhiên và miễn dịch nhân tạo
+ Miễn dịch tự nhiên: Là khả năng của cơ thể không mắc một số bệnh ngay
từ khi mới sinh ra, hoặc sau khi mắc và đã khỏi bệnh truyền nhiễm Loại miễn dịch tự nhiên không có tính chất ổn định tuyệt đối và phụ thuộc vào sức đề kháng của cơ thể và các điều kiện của môi trường xung quanh
+ Miễn dịch nhân tạo: Là khả năng miễn dịch được tạo ra trong đời sống cá thể
do tiêm chủng (tiêm văcxin) Tiêm chủng là hình thức tại phản ứng sơ cấp đối với một loài tác nhân gây bệnh đặc thù Nhờ đó mà hình thành “trí nhớ” miễn dịch nên khi tác nhân gây bệnh đó xâm nhập vào cơ thể thì phản ứng miễn dịch thứ cấp diễn ra nhân chóng và có hiệu quả hơn
II CƠ CHẾ MIỄN DỊCH
Trong hệ thống miễn dịch tế báo có vai trò quan trọng trong các phản ứng miễn dịch chính là bạch cầu
1 Bạch cầu (Leucocvtes)
Trang 21.1 Cấu tạo và hình dạng của bạch cầu
Bạch cầu là những tế bào máu có kích thước lớn hơn hồng cầu, trung bình vào khoảng 5-25 micromet đường kính, nhưng số lượng thì ít hơn nhiều lần so với hồng cầu Hình dáng của bạch cầu không cố định, chúng có khả năng di động theo kiểu amib và có khả năng chui
ra khỏi thành mạch Bạch cầu không chỉ
tồn tại trong máu mà còn có mặt trong
dịch bạch huyết, dịch não tủy, các hạch
bạch huyết và tổ chức liên kết
Bạch cầu là những tế bào có nhân,
và chia làm hai nhóm:
Một nhóm nhân tròn lớn, trong bào
tương có các bào quan và không có các
1.2 Số lượng bạch cầu
Số lượng hồng cầu thay đổi theo loài, lứa tuổi và một số trạng thái sinh lý khác nhau (bảng 1)
Bảng 1: Số lượng bạch cầu của động vật (nghìn/mm3)
Lợn lớn
Lợn con
20,015,0
ChóThỏ
9,48,0Hình 1: Một số loại bạch cầu
Trang 3Cá mè trắng
30,030,89,651,52
Ở người, trong máu lưu thông có khoảng 7000-8000/mm3 Trẻ em sơ sinh số lượng bạch cầu lớn, khoảng 20.000/mm3, sau đó giảm dần, một tuổi còn 10.000/ mm3 và ổn định ở tuổi 12 Sau khi ăn, lao động nặng, tháng cuối thời
kỳ có thai ở phụ nữ, sau khi đẻ bạch cầu hơi tăng Khi đói, lạnh bạch cầu hơi giảm Các hormon thyroxin, insulin làm giảm bạch cầu, còn adrenalin, folliculin lại làm tăng
1.3 Công thức bạch cầu
Dựa vào hình dạng, kích thước và cấu tạo, bạch cầu được phân chia ra hai nhóm gồm 5 loại bạch cầu như sau:
Hình 2: Các loại bạch cầu+ Bạch cầu có hạt, đa nhân
Đó là những bạch cầu mà trong bào tương có các hạt bắt màu đặc trưng
và nhân chia ra nhiều thùy Bạch cầu nhóm này chiếm khoảng 2/3 tổng số bạch cầu trong máu Căn cứ vào sự bắt màu của các hạt, chúng được chia ra:
Bạch cầu
ưa acid (Eosinop-hil)
Bạch cầu
ưa kiềm (Basophil)
Trang 4- Bạch cầu trung tính
Bạch cầu trung tính chiếm
khoảng 65% tổng số bạch cầu
Kích thước khoảng 10-15
micromet Nhân chia ra 3, 4 hoặc 5
thùy Nhuộm giemsa, các hạt bắt màu đỏ nâu Chỉ sau thời gian rất ngắn lao động nặng bạch cầu trung tính đã tăng lên rõ rệt Ngưng lao động một giờ, số lượng bạch cầu này trở lại bình thường Khi cơ thể bị tổn thương vì bất cứ lý do
gì và ở đâu bạch cầu trung tính đều tăng Trong bệnh ung thư có thể tăng lên từ 4500-15000 hay hơn nửa trong 1mm3 máu Các trường hợp xuất huyết nhẹ trong ổ bụng, hay cấp tính, ngộ độc, phẫu thuật, tiêm protein lạ vào cơ thể, cơn giật động kinh bạch cầu trung tính đều
tăng Chức năng chính là thực bào
- Bạch cầu ưa acid
Bạch cầu ưa acid có nhân phân đoạn như
bạch cầu trung tính, nhưng hạt bắt màu
hồng đỏ Số lượng ít hơn bạch cầu trung
tính, chiếm khoảng 9% tổng số bạch cầu
Kích thước trung ình khoảng 10-15
micromet Bạch cầu ưa acid tăng trong bệnh nhiễm ký sinh trùng đường ruột Chức năng của bạch cầu ưa acid còn được biết ít Nhưng chức năng rõ nhất
đã biết là khử độc protein, do đó số lượng tăng trong trường hợp dị ứng và tập trung ở nơi xảy ra phản ứng kháng nguyên - kháng thể Niêm mạc ruột và phổi cũng có nhiều bạch cầu này, vì đó là các địa điểm mà protein
lạ xâm nhập cơ thể
Hình 4: Tế bào bạch cầu ưa axit
Hình 3: Bạch cầu trung tính
Trang 5- Bạch cầu ưa kiềm
Số lượng loại bạch cầu này rất ít, vào khoảng 0-1% tổng số Nhân phân
2-3 thùy, hạt bắt màu xanh tím khi nhuộm giemsa Kích thước trung bình khoảng 10-
15 micromet Bạch cầu ưa kiềm tăng trong bệnh viêm mạn tính và giai đoạn phục hồi sau viêm Chức năng chung còn chưa được rõ
+ Bạch cầu không hạt, đơn nhân
Nhóm bạch cầu này chiếm khoảng 1/3 tổng số bạch cầu Trong bào tương không có hạt và nhân không phân thùy Được chia làm hai loại:
- Bạch huyết bào
Bạch huyết bào hay còn gọi Lympho bào, chiếm khoảng 25% tổng số bạch cầu Kích thước trung bình khoảng 5-15 micromet Nhân tròn hoặc hình hạt đậu, khối lượng lớn chiếm gần hết phần
nội bào, bắt màu đậm Bào tương ít, tạo
thành lớp mỏng xung quanh giữa nhân và
màng Người ta phân biệt Lympho T do
tuyến ức sản sinh và Lympho B do hạch bạch
huyết sản sinh ra Chức năng chủ yếu là bảo
vệ cơ thể bằng các phản ứng miễn dịch
Lympho bào tăng có thể tới vài ngàn đến
trăm ngàn trong một số bệnh, ví dụ ho gà,
nhiễm trùng, nhiễm độc
Lympho bào có khả năng chuyển
thành bạch cầu đơn nhân lớn (monocyt)
Cũng còn có khả năng trở lại tủy xương biến
thành tế bào không biệt hóa, để rồi biến thành hồng cầu và bạch cầu có hạt
- Bạch cầu đơn nhân lớn
Hình 5: Bạch cầu ưa kiềm
Hình 6: Tế bào Lympho
Trang 6Bạch cầu đơn nhân lớn hay còn gọi là
monocyte
Loại này có kích thước lớn nhất, đường
kính 15-25 micromet Số lượng khoảng
2-2,5% tổng số bạch cầu Bạch cầu này có nhân
lớn chiếm hầu hết khoang nội bào Bào tương
không có hạt
Chức năng chính của monocyt là thực
bào (cùng với bạch cầu trung tính) Khi
chuyển từ máu sang tổ chức để làm nhiệm vụ
thực bào, bạch cầu đơn nhân lớn dần lên và được gọi là đại thực bào (macrophage) Nếu bạch cầu trung tính có khả năng thực bào nhanh, thì bạch cầu đơn nhân lớn và đại thực bào có khả năng thực bào mạnh kéo dài, nhất là trong trường hợp hoại tử do viêm mạn tính kéo dài Trong bệnh lao số lượng bạch cầu này tăng cao
Mỗi bạch cầu trung tính có khả năng thực bào 5-25 vi khuẩn, còn mỗi bạch cầu đơn nhân lớn có khả năng thực bào 100 vi khuẩn rồi chết
Trong sinh lý, tỷ lệ phần trăm của năm loại bạch cầu nói trên được gọi là công thức bạch cầu (bảng 2)
Bảng 2: Công thức bạch cầu của người và một số động vật (tỉ lệ %)
2 ± 27,02,010,04,0
0,40,71,00,84,0
27 ± 554,342,045,059,0
1,4 ± 0,47,06,05,06,0Hình 7: Bạch cầu monocyte
Trang 7Công thức bạch cầu là một chỉ tiêu sinh lý, nó luôn được ổn định trong cơ thể và đối với từng loài Lập công thức bạch cầu để chẩn đoán bệnh
Bạch cầu Lympho sinh ra từ tổ chức lưới của lách và ống tiêu hóa Từ tế bào lưới phân hóa thành tế bào Lymphoblast, rồi trưởng thành thành Lympho bào
Bạch cầu đơn nhân lớn chưa có nguồn gốc rõ ràng Người ta cho rằng chúng được sinh ra từ hệ võng mạc nội mô Tuy nhiên, khi bị cắt lách, tủy xương cũng có thể sản xuất bạch cầu mono
Sự sinh sản bạch cầu đòi hỏi một số chất như các vitamin, các acid amin Thiếu acid folic, vitamin nhóm B sự trưởng thành của bạch cầu bị cản trở
1.4.2 Sự tiêu huỷ bạch cầu
Người ta chưa xác định được chính xác thời gian sống của bạch cầu là bao nhiêu lâu
Song, nói chung thời gian sống của bạch cầu ngắn hơn nhiều so với hồng cầu Trường hợp bị nhiễm xạ, ví dụ chiếu tia γ, thì trong khoảng 3-6 ngày máu không còn bạch cầu hạt đa nhân và có thể chết Ngoài ra, sự giảm bạch cầu còn
do dùng thuốc như chloramphenicol, thirouracil, thuốc ngủ Sự tiếp xúc các hoá chất có nhân benzen và nhân anthracen cũng làm giảm bạch cầu Ngược lại, bệnh Leukemia hay còn gọi là Leucemie là trường hợp số lượng bạch cầu tăng rất cao trong máu ngoại vi Bệnh này có hai thể là Leukemia thể Lympho và thể tuỷ
Trang 8Leukemia thể Lympho là do bạch cầu Lympho được sinh ra quá nhiều từ các hạch bạch huyết, các mô bạch huyết và toàn thân Leukemia thể tuỷ là sự tăng sinh quá mức các tuỷ bào non trong tuỷ xương và lan toả khắp cơ thể, đến mức bạch cầu được sinh ra cả ở các cơ quan ngoài tuỷ Ở thể này, bệnh ung thư
có thể sinh ra những bạch cầu đã biệt hoá một phần như Leukemia bạch cầu hạt trung tính, ưa acid và bạch cầu mono Song, các tế bào Leukemia thường dị dạng không biệt hoá và không giống với loại bạch cầu khác Khi tế bào càng không biệt hoá, Leukemia càng cấp tính và dẫn đến tử vong nhanh Khi tế bào được biệt hoá thì thường là mạn tính và kéo dài hơn
Trong điều kiện sinh lý bình thường, có thể đời sống bạch cầu kéo dài từ 8-12 ngày Bạch cầu đơn nhân lớn có thể sống dài hơn bạch cầu đa nhân ở trong tổ chức (ngoài mạch) tại những nơi nhiễm trùng
Lympho bào được sản xuất và chuyển vào máu liên tục, có lẽ đời sống chỉ kéo dài khoảng 4-24 giờ
Khi già bạch cầu bị phá hủy ở mọi nơi trong cơ thể, nhất là phổi, lá lách, trong ống tiêu hóa Sản phẩm của sự phá hủy bạch cầu chủ yếu là protein và nucleoprotein Khi bạch cầu bị phá hủy nhiều, lượng acid uric trong nước tiểu tăng lên
1.5 Chức năng của bạch cầu
Chức năng chung của bạch cầu là bảo vệ cơ thể thông qua khả năng thực bào và thực hiện các phản ứng miễn dịch
Bạch cầu tiết ra các enzym phân hủy protein như leucoprotease, các chất diệt khuẩn gọi chung là bactericid Đặc biệt là các chất chống lại các sản phẩm
có hại như:
Các chất kháng độc (antitoxin) để trung hoà độc tố của trùng uốn ván, bạch hầu, nọc rắn
Chất aglutinin để ngưng kết các tế bào lạ, vi khuẩn
Chất precipitin để kết tủa các protein lạ hoà tan
Chất citolizin để hoà tan các tế bào lạ, vi khuẩn
Chất globulin do bạch cầu Lympho sinh ra như một kháng thể diệt vi trùng
Trang 92 Cơ chế miễn dịch
Có hai cơ chế miễn dịch là miễn dịch không đặc trưng và miễn dịch đặc trưng
2.1 Miễn dịch không đặc trưng
Mang tính chất bẩm sinh gồm các biểu mô tạo nên lớp rào chắn chống lại
sự xâm nhập của vi sinh vật, các tế bào trong hệ tuần hoàn và trong các mô, và một số protein huyết tương
2.2.1 Cơ chế hoạt động của hàng rào chắn biểu mô
Các biểu mô nối liền với nhau có tác dụng như những hàng rào sinh lý ngăn cản không cho vi sinh vật xâm nhập (hình 7) Các tế bào biểu mô còn tạo
ra các chất kháng sinh có bản chất là các peptide có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn
Ngoài ra biểu mô còn có một loại tế bào lympho có tên là các tế bào lympho trong biểu mô (intraepithelial lymphocyte) Các tế bào này về bản chất
là các tế bào thuộc dòng lympho T nhưng lại có các thụ thể dành cho kháng nguyên khá thuần nhất Chúng được coi như người gác cổng ngăn không cho các tác nhân nhiễm trùng xâm nhập qua các biểu mô
Hình 8: Các chức năng của biểu mô trong miễn dịch không đặc trưng
2.1.2 Cơ chế hoạt động của các tế bào làm nhiệm vụ thực bào
Trang 10Hai loại tế bào là nhiệm vụ thực bào (gọi tắt là các thực bào) trong máu là các bạch cầu trung tính và các tế bào mono (Bạch cầu đơn nhân) Đây chính là các tế bào máu được điều động đến các vị trí có nhiễm trùng để nhận diện rồi
nuốt các vi sinh vật và giết các vi sinh vật đó Các bạch cầu trung tính (còn
gọi là các tế bào bạch cầu nhân đa hình – polymorphonuclear leukocyte, viết tắt
là PMN) là các tế bào bạch cầu có tỷ lệ cao nhất trong máu, khoảng 4.000 đến 10.000 tế bào/ 1 mm3 máu Khi có nhiễm trùng thì tuỷ xương nhanh chóng tăng cường sản xuất các bạch cầu trung tính và có thể đạt tới số lượng 20.000 tế bào/
1 mm3 máu Quá trình sản xuất các bạch cầu trung tính ở tuỷ xương được kích
thích bởi các cytokine có tên gọi là các yếu tố kích thích tạo bào lạc
(colony-stimulating factor – viết tắt là CSF) Các yếu tố này do rất nhiều loại tế bào tạo
ra khi có nhiễm trùng và tác động lên các tế bào gốc ở tuỷ xương, kích thích chúng tăng sinh và kích thích quá trình chín của các tế bào tiền thân của các bạch cầu trung tính làm cho chúng nhanh chóng trở thành các bạch cầu trung tính Các bạch cầu trung tính là các tế bào đầu tiên đáp ứng lại hầu hết các loại nhiễm trùng, đặc biệt là nhiễm vi khuẩn và nhiễm nấm Chúng nuốt các vi sinh vật ở trong máu sau đó chúng nhanh chóng chui qua thành mạch máu vào các
mô tại những vị trí đang xẩy ra nhiễm trùng Tại đây chúng cũng nuốt các vi sinh vật và sau đó chết tại đó sau vài giờ
Hình 9: Các giai đoạn chín của các tế bào đơn nhân làm nhiệm vụ thực bào
Cách thức mà các bạch cầu trung tính và tế bào mono thoát mạch để vào
mô nơi đang diễn ra nhiễm trùng đó là chúng bám vào các phân tử kết dính trên các tế bào nội mô của mạch máu dưới tác động của những chất hoá hướng động
Trang 11được tạo ra khi vi sinh vật xâm nhập vào cơ thể (Hình 9) Cụ thể là khi vi sinh vật lây nhiễm vượt qua được lớp biểu mô vào lớp mô bên dưới thì các đại thực bào cư trú ở đó sẽ nhận diện các vi sinh vật đó và đáp ứng lại bằng cách tạo ra các protein hoà tan được gọi là các cytokine.
Hai trong số các cytokine này là yếu tố hoại tử u (tumor necrosis factor – viết tắt là TNF) và interleukin-1 (viết tắt là IL-1) tác động lên các tế bào nội
mô của các mạch máu nhỏ tại vị trí nhiễm trùng Các cytokine này sẽ kích thích các tế bào nội mô của mạch máu nhanh chóng bộc lộ hai phân tử kết dính có tên
gọi là E-selectin và P-selectin.
Các bạch cầu trung tính và các tế bào mono trong máu lại có các phân tử carbohydrate trên bề mặt của chúng nên chúng sẽ bám nhẹ vào các phân tử selectin và vì thế các bạch cầu trung tính giống như được “buộc” vào lớp nội
mô của mạch máu Do chúng chỉ được buộc nhẹ nên khi dòng máu chảy qua mạch máu đó sẽ làm đứt mối buộc ấy nhưng sau đó mối buộc khác lại được thiết lập vì trên mỗi bạch cầu trung tính có nhiều phân tử carbohydrate và trên nội mô cũng có nhiều phân tử selectin để cho chúng bám vào Cứ như vậy tế bào bạch cầu giống như là “lăn” trên bề mặt của nội mô (Hình 9) Trong khi đó các tế bào bạch cầu lại còn có các phân tử kết dính khác có tên là
các integrin do các phân tử này có vai trò “hội nhập” (Tiếng Anh là “integrate”)
các tín hiệu ngoại lai vào bộ khung của tế bào
Bình thường ở các tế bào bạch cầu chưa được hoạt hoá thì các integrin tồn tại ở trạng thái có ái lực thấp Khi các bạch cầu đang lăn trên bề mặt nội mô đồng thời các đại thực bào ở mô sau khi tiếp xúc với vi sinh vật thì tiết ra các yếu tố TNF và IL-1, các yếu tố này sẽ kích thích các tế bào nội mô sinh ra các
cytokine khác có tên gọi là cácchemokine (chữ chemokine để chỉ các cytokine
có hoạt tính hoá hướng động – chemoattractant cytokine) Các chemokine bám vào bề mặt ở phía lòng mạch máu của các tế bào nội mô do đó chúng có nồng
độ cao ở chỗ đang có các bạch cầu lăn tròn
Các chemokine này sẽ kích thích làm cho các phân tử integrin trên bề mặt của bạch cầu tăng mạnh ái lực của chúng với các phối tử của chúng trên bề mặt nội mô Đồng thời với việc kích thích sinh ra các chemokine, TNF và IL-1 tác động lên các tế bào nội mô kích thích chúng bộc lộ các phối tử của integrin Sự gắn kết chặt chẽ của các phân tử integrin với các phối tử của chúng giữ các tế bào lympho đang lăn tròn dừng lại Bộ khung của tế bào bạch cầu tái sắp xếp lại làm cho hình dạng của tế bào uyển chuyển hơn, tế bào dẹt lại và trải rộng ra trên
bề mặt nội mô mạch máu
Ngoài ra, các chemokine còn kích thích các bạch cầu chuyển động, kết quả là các bạch cầu bắt đầu “lách” qua thành mạch máu và di chuyển theo chiều gradient nồng độ của các chemokine tới vị trí nhiễm trùng Kết quả của quá trình lăn tròn của các bạch cầu trên bề mặt nội mô nhờ các phân tử selectin rồi
Trang 12bám chặt và nội mô nhờ các phân tử integrin sau đó chuyển động dưới tác dụng của chemokine đã làm cho các bạch cầu từ máu thoát mạch ra mô nơi đang bị nhiễm trùng chỉ trong vòng vài phút sau khi nhiễm trùng bắt đầu (Hình 9) Các biểu hiện thâm nhiễm bạch cầu tại chỗ nhiễm trùng cùng với giãn mạch cục bộ
và tăng tính thấm thành mạch tạo ra hình ảnh của phản ứng viêm mà chúng ta thấy trên lâm sàng
Hình 9: Chuỗi các sự kiện diễn ra trong quá trình di chuyển của các bạch cầu từ máu tới những nơi có nhiễm trùng
Đó là quá trình di chuyển từ máu đến các tế bào, mô bị nhiễm khuẩn, nhiễm độc của bạch cầu Tại đó bạch cầu sẽ thực bào các tác nhân xâm nhập cơ thể và các tế bào đã nhiễm bệnh
Cơ chế thực bào:
Các bạch cầu trung tính và đại thực bào nhận diện các vi sinh vật trong máu và trong các mô nhờ các thụ thể trên bề mặt của chúng đặc hiệu với các sản phẩm do vi sinh vật tạo ra (Hình 10) Có một số loại thụ thể khác nhau, mỗi loại đặc hiệu với các cấu trúc hoặc các “mẫu” khác nhau thường có ở các vi sinh vật
Các thụ thể giống Toll (Toll-like receptor – viết tắt là TLR) là các thụ thể có
cấu trúc giống như một protein có ở ruồi Drosophila có tên là Toll Protein này
có vai trò thiết yếu giúp ruồi đề kháng chống lại nhiễm trùng
Các thụ thể TLR đặc hiệu với các thành phần khác nhau của vi sinh vật
Ví dụ như TLR-2 có vai trò thiết yếu giúp các đại thực bào đáp ứng chống lại
