Bạch cầu đơn nhân và đại thực bào thực bào, hành động phòng thủ không cụ thể miễn dịch bẩm sinh cũng như để giúp khởi cơ chế bảo vệ cụ thể miễn dịch thích ứng của động vật có xương sống
Trang 1I/ ĐẠI THỰC BÀO:
1. Khái niệm:
Đại thực bào (macrophages) là những tế bào bạch cầu, phân
nhóm thực bào, có vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch không đặc hiệu cũng như hệ miễn dịch đặc hiệu ở động vật có xương sống Vai trò chính của chúng là thực bào các thành phần cặn bã của tế bào và các tác nhân gây bệnh Một vài trò quan trọng của đại thực bào là chúng đóng vai trò các tế bào trình diện kháng nguyên khởi động đáp ứng miễn dịch đặc hiệu của cơ thể Đại thực bào có thể lưu hành tự do trong máu hay cố định tại các tổ chức, tại đây chúng có tên gọi khác nhau
Đại thực bào tế bào máu trắng trong mô, được sản xuất bằng việc phân chia monocytes Đại thực bào của con người về đường kính Bạch cầu đơn nhân và đại thực bào thực bào, hành động phòng thủ không cụ thể (miễn dịch bẩm sinh) cũng như để giúp khởi cơ chế bảo vệ cụ thể (miễn dịch thích ứng) của động vật có xương sống
Đại thực bào là những cầu thủ quan trọng trong các phản ứng miễn dịch với những kẻ xâm lược nước ngoài của cơ thể, chẳng hạn như vi sinh vật truyền nhiễm.( www.medterms.com/script/main/art.asp?
articlekey=4238)
2. Vòng đời:
Các đại thực bào được biệt hóa từ các monocyte là những tế bào thực bào có nguồn gốc từ tủy xương Một khi tế bào monocyte vượt qua nội
mô mạch máu để đi vào các tổ chức bị tấn công, nó trải qua một loạt các biến đổi quan trọng để trở thành đại thực bào Quá trính hấp dẫn tế
bào monocyte lưu động vào các tổ chức tốn thương thực hiện thông qua
cơ chế hóa ứng động Cơ chế này được khởi phát bởi các sự kiện khác nhau tùy theo hoàn cảnh mà chủ yếu là các tế bào bị tổn thương hay các tác nhân gây bệnh sản xuất ra các chất hóa học hấp dẫn đại thực bào Tại
chỗ tổn thương, các tế bào phì hoặc dưỡng bào (mast cell) và các tế bào
ưa kiềm phóng thích các chất histamine, các đại thực bào cũng tiết ra các chất cytokine Tất cả các chất này đều có tính hấp dẫn đại thực bào
Các bạch cầu đa nhân trung tính là những thực bào tập trung sớm nhất đến vị trí nhiễm trùng Tuy nhiên các tế bào này có đời sống khá ngắn ngủi chỉ trong vài ngày Trong khi đó các đại thực bào có đời sống kéo dài hàng tháng, thậm chí hàng năm Một điểm đặc biệt cần lưu ý là các
Trang 2đại thực bào không có khả năng phân chia mà chỉ là dạng trưởng thành
của các monocyte có nguồn gốc từ tủy xương.
Khi một bạch cầu đơn nhân vào mô bị tổn thương thông qua các lớp nội mạc mạch máu , một quá trình được gọi là thoát mạch bạch cầu , nó trải qua một loạt các thay đổi để trở thành một đại thực bào Monocytes được thu hút vào một trang web bị hư hỏng bởi các chất hóa học thông qua chemotaxis , được kích hoạt bởi một loạt các tác nhân kích thích bao gồm các tế bào bị hư hại, các mầm bệnh và các cytokine phát hành bởi đại thực bào đã có tại trang web Tại một số các trang web như tinh hoàn, đại thực bào đã được hiển thị để cư trú trong cơ quan thông qua phổ biến vũ khí Không giống như bạch cầu trung tính ngắn ngủi , các đại thực bào tồn tại lâu hơn trong cơ thể lên đến tối đa là vài tháng
3. Chức năng:
Vai trò của họ là phagocytose (nhận chìm và sau đó tiêu hóa) các mảnh vụn tế bào và các mầm bệnh hoặc như văn phòng phẩm hoặc là các tế bào điện thoại di động, và để kích thích tế bào lympho và các tế bào miễn dịch khác để đáp ứng với tác nhân gây
bệnh(www.news-medical.net/health/What-is-a-Macrophage.aspx)
a/ Hiện tượng thực bào:
Một trong những vai trò quan trọng nhất của đại thực bào là loại bỏ các thành phần hoại tử và bụi trong phổi Loại bỏ các tế bào chết đóng vai trò rất quan trọng trong hiện tượng viêm mạn tính Trong giai đoạn sớm của viêm, thành phần tế bào viêm chủ yếu là các tế bào hạt trung tính (bạch cầu đa nhân trung tính) Các tế bào này sau khi thực hiện nhiệm vụ thực bào hoặc sẽ bị chết hoặc già đi và trở thành tế bào mủ Đại thực bào có nhiệm vụ thực bào các tế bào già cỗi và tổn thương này
để làm sạch tổ chức
Việc loại bỏ bụi cũng như các tổ chức hoại tử được thực hiện một cách hiệu quả nhờ các đại thực bào cố định ở tổ chức Chúng cư trú tại các vị trí chiến lược như phổi, gan,thần kinh, xương, lách và tổ chức liên kết nhờ đó chúng có thể nhanh chóng bắt giữ các vật lạ như bụi và các
Trang 3tác nhân gây bệnh đồng thời cũng có thể kịp thời phát tín hiệu kêu gọi sự
hỗ trợ của các đại thực bào di động khác
Một khi các đại thực bào bắt giữ các tác nhân gây bệnh, các tác nhân này sẽ nằm trong các không bào Không bào này sau đó sẽ hòa màng
với tiêu thể (lysosome) Bên trong các tiêu thể, các enzyme cũng như
các gốc ôxy tự do độc sẽ tiêu hủy tác nhân xâm nhập này Tuy nhiên, một
số vi khuẩn như trực khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis có khả năng
đề kháng với sự tiêu hóa trong tiêu thể Trong trường hợp này, chính đại thực bào lại trở thành nơi trú ẩn của vi khuẩn gây bệnh
Cùng với các tế bào giết tự nhiên (natural killer cell) và các tế bào
T hay độc tế bào, đại thực bào đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch qua trung gian tế bào
b/ Vai trò trong miễn dịch tiên nhiên:
Một khi đại thực bào được hoạt hóa bởi sự hiện diện của các tác nhân gây bệnh, nó sẽ phóng thích một loạt các cytokine Các phân tử này phát huy tác dụng trên nhiều loại tế bào miễn dịch khác nhau Đây là cơ sở của đáp ứng miễn dịch tiên thiên của cơ thể đối với nhiễm trùng Các cytokine chính được phóng thích bởi đại thực bào gồm:
Interleukin-1
IL-1 có tác dụng hoạt hóa tế bào nội mô mạch máu, hoạt hóa các tế bào lympho, gây tổn thương tổ chức tại chỗ tạo điều kiện cho các tế bào thực hiện miễn dịch đi vào các vùng này IL-1 cũng có tác dụng gây sốt
và sản xuất IL-6
Yếu tố họai tử khối u α (Tumor Necrosis Factor α: TNF α)
Hoạt hóa tế bào nội mô mạch máu và tăng tính thấm thành mạch Hiệu ứng này làm tăng các IgG, bổ thể và các tế bào đi vào tổ chức gây viêm cục bộ TNF α còn có tác dụng toàn thân như gây sốt, huy động các chất chuyển hóa và gây sốc
Interleukin-6
Hoạt hóa các tế bào lympho, tăng sản xuất kháng thể Tác dụng toàn thân quan trọng của IL-6 là gây sốt và đặc biệt nhất là kích thích sản xuất các protein của đáp ứng pha cấp
Interleukin-8
Trang 4Là một yếu tố hóa ứng động hấp dẫn các bạch cầu trung tính, bạch cầu
ưa kiềm và tế bào T đến ổ nhiễm trùng
Interleukin-12
Hoạt hóa các tế bào NK, kích thích quá trình biệt hóa của các tế bào
CD4 thành các tế bào T hỗ trợ (helper T cell).
c/ Vai trò trong miễn dịch đặc hiệu:
Sau khi bắt giữ và tiêu hóa tác nhân gây bệnh, đại thực bào sẽ trình diện kháng nguyên của các tác nhân này cho các tế bào T hỗ trợ (helper
T cell) tương ứng Quá trình trình diện kháng nguyên này rất phức tạp và tinh tế, được thực hiện thông qua phức hợp tương thích mô chính lớp II (major histocompatibility complex class II: MHC II) Nhờ phức hợp này
mà các tế bào T hỗ trợ có thể tiếp cận với đại thực bào, nhận diện được các kháng nguyên trên bề mặt đại thực bào Đây là bước khởi đầu quan trọng trong đáp ứng miễn dịch đặc hiệu
Kết quả của quá trình trình diện kháng nguyên này là sự sản xuất các kháng thể đặc hiệu Các kháng thể đặc hiệu này sẽ gắn với các kháng nguyên tương ứng của tác nhân gây bệnh tạo điều kiện thuận lợi cho các đại thực bào cũng như các tế bào thẩm quyền miễn dịch khác tiếp cận và tiêu diệt tác nhân gây bệnh Hiện tượng này còn được gọi là opsonin hóa Hiện tượng opsonin hóa có thể tạo nên phức hợp tấn công màng gây ly giải tế bào vi khuẩn và tạo điều kiện áp sát và bắt giữ các tác nhân gây bệnh này bởi đại thực bào, tế bào T độc tế bào
d/ Vai trò trong việc tái tạo cơ bắp
Bước đầu tiên để hiểu được tầm quan trọng của các đại thực bào trong sửa chữa cơ bắp, tăng trưởng, và tái sinh là có hai "sóng" của các đại thực bào với sự khởi đầu của việc sử dụng cơ damageable - tiểu quần thể trực tiếp có ảnh hưởng đến sửa chữa cơ bắp Làn sóng ban đầu là một số thực bào đến cùng trong suốt thời gian hoạt động cơ bắp tăng lên đủ để gây ly giải màng tế bào cơ và viêm màng, có thể xâm nhập và làm suy giảm các cấu trúc của các sợi cơ bị tổn thương Những lần xâm nhập, các đại thực bào đạt đến nồng độ cao nhất khoảng 24 giờ sau khi khởi đầu của một số hình thức tổn thương tế bào cơ bắp Nồng độ của họ nhanh chóng giảm sau 48 giờ Nhóm thứ hai là các loại không-thực bào được
Trang 5phân phối gần sợi tái sinh Đỉnh cao từ hai đến bốn ngày và vẫn còn cao vài ngày trong việc xây dựng lại cơ
Người ta cho rằng các đại thực bào giải phóng các chất hòa tan ảnh hưởng đến sự gia tăng, sự khác biệt, sự tăng trưởng, sửa chữa, và tái tạo
cơ bắp, nhưng tại thời điểm này những yếu tố đó được sản xuất để hòa giải những tác động này chưa được biết rõ Được biết, các đại thực bào tham gia trong việc thúc đẩy sửa chữa mô cơ, cụ thể, họ tích lũy trong nhiều mô trong giai đoạn quá trình chữa bệnh sau chấn thương
Một nghiên cứu được tiến hành trong năm 2006 ảnh hưởng của đại thực bào giới thiệu về sửa chữa cơ bắp của cơ soleus trên chuột
Bước đầu tiên chắc chắn rằng các đại thực bào trong cơ sau khi khởi phát chấn thương bắp, và làm giảm sự hiện diện của họ để xem những gì tác dụng đã có trên cơ Bằng cách sử dụng anti-F4/80 để ràng buộc các đại thực bào và làm cho họ vô dụng, nó đã được nhìn thấy rằng khi làn sóng thứ hai của các đại thực bào bị cạn kiệt, có tổn thương nhiều hơn nữa trong màng tế bào cơ bắp giữa ngày thứ hai và thứ tư cho thấy tổn thương cơ bắp khi sửa chữa đã xảy ra Sau khi thử nghiệm cho các tổn thương màng tế bào trong cả số lượng của các sợi cơ hiện nay, nó đã được nhận thấy rằng hầu hết các thiệt hại xảy ra trong các tế bào cơ bắp
mà không có quần thể thứ hai của đại thực bào hiện nay Cạn kiệt các đại thực bào ngăn ngừa sửa chữa màng tế bào cơ
Khi kiểm tra tái tạo cơ bắp, số luợng đại thực bào giảm đáng kể đã được tìm thấy trong số lượng myonuclei Sự suy giảm của các đại thực bào được tìm thấy gây ra, giữa các ngày thứ hai và thứ tư sửa chữa, cơ tái tạo ít hơn nhiều so với cơ bắp với số đại thực bào Các đại thực bào thúc đẩy tái tạo cơ bắp giữa ngày thứ hai và thứ tư
Để xác định ảnh hưởng của đại thực bào trong tăng trưởng cơ bắp, cơ mặt cắt ngang đại thực bào được đo đối với hai cơ bộ: cơ bị thương, có
sự hiện diện của đại thực bào và cơ bắp không bị thương, có sự hiện diện của đại thực bào Cơ đại thực bào cạn kiệt cho thấy sự tăng trưởng ít hơn sau bốn ngày, và bị chấn thương cơ bắp với các đại thực bào gần như đã tăng trưởng trở lại đến khi cơ bắp không bị thương Đại thực bào cạn kiệt làm giảm tăng trưởng cơ bắp trong một giai đoạn tăng trưởng
Trang 6Nghiên cứu đã cố gắng để kiểm tra sự xuất hiện của Pax7 và MyoD , nhưng dữ liệu đã không phù hợp với những phát hiện trước đây
Đại thực bào tồn tại trong gần như tất cả các mô và được sản xuất khi các tế bào bạch cầu gọi là bạch cầu đơn nhân rời khỏi máu và phân biệt một cách cụ thể Các loại đại thực bào là kết quả từ sự khác biệt bạch cầu đơn nhân phụ thuộc vào loại (s) cytokine Cytokines là các protein được sản xuất bởi các tế bào miễn dịch có thể ảnh hưởng đến hành vi của tế bào và ảnh hưởng đến sự tương tác giữa các tế bào Ví dụ, các đại thực bào trận chiến xâm lược của vi sinh vật phát sinh để đáp ứng với IFN-γ, một cytokine được sản xuất trong một phản ứng miễn dịch tế bào liên quan đến tế bào T-helper và các yếu tố sản xuất Các đại thực bào này được coi là "cổ điển kích hoạt."
Tuy nhiên, khi monocytes khác biệt trong phản ứng với các kích thích như prostaglandin hoặc glucocorticoid, các đại thực bào sẽ giả định một kiểu hình "quy định" Cách khác, các đại thực bào vết thương chữa bệnh phát sinh khi monocytes phân biệt đáp ứng interleukin-4, một cytokine được phát hành trong thời gian tổn thương mô
Theo Tiến sĩ Mosser, các đại thực bào có thể thay đổi chức năng sinh
lý của họ và các kiểu chuyển mạch Ví dụ, ở người khỏe mạnh, không béo phì, các đại thực bào chất béo có xu hướng hoạt động như các đại thực bào chữa lành vết thương Họ cũng được cho là duy trì độ nhạy cảm insulin trong các tế bào mỡ Tuy nhiên, nếu một cá nhân trở nên béo phì, các đại thực bào trong chất béo thay vào đó sẽ gây viêm và gây ra các tế bào mỡ trở nên đề kháng với insulin
e/ Miễn dịch Quy chế
Quy định các đại thực bào miễn dịch sản xuất ở mức cao của các
cytokine interleukin-10, giúp ngăn chặn phản ứng miễn dịch của cơ thể
Ức chế đáp ứng miễn dịch có thể có vẻ phản trực giác, nhưng trong các giai đoạn sau của hệ miễn dịch, nó có ích vì nó hạn chế viêm
Theo Tiến sĩ Mosser, quy định các đại thực bào miễn dịch có thể là chìa khóa để phát triển các phương pháp điều trị cho các bệnh tự miễn như bệnh đa xơ cứng hoặc viêm khớp dạng thấp Trọng tâm của nghiên
Trang 7cứu mới về tái lập trình các đại thực bào để giả định một kiểu hình quản
lý và ngăn ngừa tự miễn dịch, ông nói
Rộng tiềm năng để khai thác các giai đoạn khác nhau của kích hoạt đại thực bào, Tiến sĩ Mosser thêm "Nó có thể là có thể thao tác các đại thực bào làm cho vắc-xin tốt hơn, ngăn chặn suy giảm miễn dịch, hoặc phát triển các phương pháp điều trị tiểu thuyết thúc đẩy các phản ứng miễn dịch chống viêm
f/ Lành vết thương
Việc phát hành của interleukin-4 để đáp ứng với tổn thương mô không chỉ có kết quả trong các đại thực bào chuyên trong việc chữa lành vết thương, nó cho phép các đại thực bào để chuyển đổi arginine ornithin, đó
là một tiền chất của polyamine và collagen Cả hai Amin và collagen là công cụ để hình thành và duy trì của ma trận ngoại bào, vật chất giữa các
tế bào, cung cấp cho họ hỗ trợ cấu trúc
Một số vi khuẩn có hại, chẳng hạn như ký sinh trùng Leishmania spp nhiệt đới, có thể khai thác các đại thực bào vết thương chữa bệnh, ông
bác sĩ Mosser "Nếu bạn có một đại thực bào có công việc đó là để thúc đẩy vết thương chữa bệnh, đó là đại thực bào sẽ không có khả năng diệt các vi khuẩn", ông nói "Các vi khuẩn có thể nhập vào đại thực bào và sống sót bên trong, đó là không tốt cho các máy chủ của con người."
Nhiễm Leishmania spp Gây leishmaniasis, được đặc trưng bởi loét da
và loét và có thể phóng to lá lách, gây tổn hại cho gan, và thiếu máu gây
ra Tại tồi tệ nhất, nó có thể làm giảm khả năng miễn dịch và để lại nạn nhân dễ bị nhiễm trùng cơ hội có thể gây tử vong Những người sống sót
có thể bị hội chứng miễn dịch viêm tái tạo, phục hồi hệ thống miễn dịch của họ quá nhiệt tình đáp ứng nhiễm trùng và tạo ra phản ứng viêm làm cho các triệu chứng thậm chí còn tồi tệ hơn Hiểu Leishmania đại thực bào như thế nào khai thác đã dẫn đến một sự hiểu biết tốt hơn về cách các đại thực bào hoạt động về sức khỏe và bệnh tật Nó cũng đã nhấn mạnh tầm quan trọng của điều trị nhiễm trùng sớm, trước khi các lỗi có thể tàn phá hệ thống miễn dịch
(www.sciencedaily.com/releases/2010/08/100826141232.htm)
Trang 8g/ Vai trò sinh lí bệnh của đại thực bào:
Do đóng vai trò quan trọng trong quá trình thực bào của cơ thể, đại thực bào có liên quan trong một số tình trạng bệnh lý do miễn dịch Ví
dụ các đại thực bào tham gia vào quá trình hình thành u hạt (granuloma),
các tổn thương viêm do nhiều nguyên nhân khác nhau Trong hội chứng đáp ứng viêm hệ thống và trong nhiễm trùng huyết, đại thực bào phóng thích các cytokine gây viêm mạnh, đóng vai trò quan trọng trong quá trình bệnh sinh của các hội chứng này
Trong một số bệnh lý hiếm gặp, tình trạng suy giảm miễn dịch có liên quan đến suy giảm chức năng của đại thực bào cũng như khả năng thực bào không hiệu quả
Đại thực bào là tế bào chủ đạo trong việc hình thành các tổn thương tiến triển trong chứng xơ vữa động mạch
Trong đáp ứng với cúm, đại thực bào được tập trung tại hầu họng Tuy nhiên sự tập trung này có hại hơn là có lợi Các đại thực bào này không chỉ tiêu diệt các tế bào nhiễm virus cúm mà chúng còn tiêu diệt cả những
tế bào lành xung quanh đó
Đại thực bào cũng có liên quan trong nhiễm HIV Cũng giống như tế bào T, đại thực bào có thể trở thành ổ chứa để các virus này tiếp tục nhân lên
(en.wikipedia.org/wiki/Macrophage)
Bệnh lao
Sau khi nhấn chìm bởi các đại thực bào, tác nhân gây bệnh lao ,
Mycobacterium tuberculosis , tránh phòng thủ di động và sử dụng các tế
bào để nhân rộng
Trang 9Leishmaniasis
Khi thực bào của các đại thực bào, ký sinh trùng Leishmania tìm thấy chính nó trong một không bào thực bào Trong những trường hợp bình thường, điều này không bào thực bào sẽ phát triển thành một lysosome
và nội dung của nó sẽ được tiêu hóa Leishmania làm thay đổi quá trình
này và tránh bị phá hủy, thay vào đó, họ thực hiện một nhà bên trong không bào
Chikungunya
Nhiễm trùng của các đại thực bào ở các khớp liên quan với viêm địa phương trong và sau giai đoạn cấp tính của Chikungunya (gây ra bởi
CHIKV hoặc virus Chikungunya )
Bệnh tim
Đại thực bào là những tế bào chủ yếu tham gia vào việc tạo ra các tổn thương mảng bám tiến bộ của xơ vữa động mạch
nhiễm HIV
Đại thực bào cũng đóng một vai trò quan trọng trong Human
Immunodeficiency Virus (HIV) Cũng giống như các tế bào T , đại thực bào có thể bị nhiễm HIV, và thậm chí trở thành một hồ chứa nhân rộng của virut khắp cơ thể HIV có thể nhập vào đại thực bào thông qua ràng buộc của gp120 CD4 và thụ thể màng thứ hai, CCR5 (một thụ thể
chemokine) Cả hai monocytes lưu thông và đại thực bào phục vụ như một hồ chứa cho vi rút
Ung thư
Đại thực bào được cho là để giúp các tế bào ung thư sinh sôi nảy nở cũng Họ bị hấp dẫn đến thiếu oxy ( thiếu oxy tế bào khối u) và thúc đẩy chứng viêm mãn tính Hợp chất viêm nhiễm như yếu tố hoại tử khối u (TNF) phát hành bởi đại thực bào kích hoạt chuyển đổi gen hạt nhân yếu
tố kappa B NF-κB sau đó xâm nhập vào hạt nhân của một tế bào khối u
và lượt về sản xuất các protein ngăn chặn quá trình apoptosis và thúc đẩy phát triển tế bào và viêm
Trang 104. Các đại thực bào cố định:
Như đã đề cập ở trên, đại bộ phận quân số đại thực bào đồn trú tại các
vị trí chiến lược nơi thường xảy ra sự đột nhập của các tác nhân gây bệnh cũng như bụi môi trường Một khi đã cư trú ở các tổ chức đặc biệt thì tên của các đại thực bào cũng thay đổi Dưới đây là các ví dụ điển hình:
Phổi: Đại thực bào phế nang (alveolar macrophage) hay còn gọi là các tế bào bụi (dust cell).
Tổ chức liên kết: Mô bào (histiocyte).
Gan: Tế bào Kuffer
Thần kinh: Tế bào đệm nhỏ (microglia).
Xương: Hủy cốt bào (osteoclasts).
Lách: Tế bào lót xoang
Dưới da: Tế bào Langerhans.
HÌNH ẢNH:
Một đại thực bào chuột đang vươn hai cánh tay để bắt giữ hai hạt nhỏ, khả năng là tác nhân gây bệnh