Hệ miễn dịch (Immune system)

Các thành phần chính của hệ miễn dịch rất đa dạng và được tổ chức một cách tinh vi. Chúng phối hợp hoạt động để nhận diện và loại bỏ các tác nhân gây hại. Sự phối hợp này bao gồm cả việc ngăn chặn sự xâm nhập của mầm bệnh và tiêu diệt chúng khi chúng đã xâm nhập vào cơ thể.

Hệ miễn dịch được chia thành hai phần chính: miễn dịch bẩm sinh (innate immunity) và miễn dịch thích nghi (adaptive immunity). Miễn dịch bẩm sinh là hàng rào phòng thủ đầu tiên, phản ứng nhanh chóng và không đặc hiệu với mọi tác nhân lạ. Miễn dịch thích nghi phát triển chậm hơn, đặc hiệu với từng tác nhân gây bệnh và có khả năng ghi nhớ để phản ứng nhanh hơn và mạnh hơn trong những lần tiếp xúc sau. Hai hệ thống này hoạt động phối hợp chặt chẽ với nhau để đảm bảo sự bảo vệ tối ưu cho cơ thể.

Miễn Dịch Bẩm Sinh và Miễn Dịch Thích Nghi

1. Miễn dịch bẩm sinh (Innate Immunity): Đây là hàng rào phòng thủ đầu tiên của cơ thể, có sẵn từ khi sinh ra và phản ứng nhanh chóng, không đặc hiệu với bất kỳ tác nhân gây bệnh cụ thể nào. Miễn dịch bẩm sinh hoạt động như một “lá chắn” chung, ngăn chặn sự xâm nhập và lây lan của mầm bệnh. Các thành phần của miễn dịch bẩm sinh bao gồm:

• Hàng rào vật lý: Da, niêm mạc, lông mũi, lông mi… ngăn chặn tác nhân gây bệnh xâm nhập. Đây là lớp phòng thủ đầu tiên và quan trọng nhất.
• Hàng rào hóa học: Dịch tiết như nước mắt, nước bọt, dịch dạ dày chứa các enzyme tiêu diệt vi khuẩn. Độ pH thấp của dịch dạ dày cũng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn.
• Các tế bào thực bào: Đại thực bào, bạch cầu trung tính, tế bào đuôi gai… nuốt và tiêu diệt tác nhân gây bệnh. Quá trình thực bào là một cơ chế quan trọng trong việc loại bỏ mầm bệnh.
• Protein bổ thể: Một nhóm protein trong máu hoạt động phối hợp để tiêu diệt vi khuẩn và kích hoạt các phản ứng viêm. Hệ thống bổ thể đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các tế bào miễn dịch khác.
• Phản ứng viêm: Một phản ứng bảo vệ cục bộ, đặc trưng bởi sưng, đỏ, nóng, đau, giúp cô lập và tiêu diệt tác nhân gây bệnh. Phản ứng viêm cũng giúp sửa chữa các mô bị tổn thương.
• Tế bào sát thủ tự nhiên (NK cells): Nhận diện và tiêu diệt các tế bào bị nhiễm virus hoặc tế bào ung thư. Các tế bào NK đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự phát triển của khối u và nhiễm trùng virus.

2. Miễn dịch thích nghi (Adaptive Immunity): Phát triển sau khi tiếp xúc với tác nhân gây bệnh, có tính đặc hiệu cao và ghi nhớ tác nhân gây bệnh để phản ứng nhanh hơn và mạnh hơn trong lần tiếp xúc sau. Miễn dịch thích nghi được thiết kế để nhận diện và loại bỏ các mối đe dọa cụ thể. Các thành phần của miễn dịch thích nghi bao gồm:

• Tế bào lympho B: Sản xuất kháng thể, các protein đặc hiệu nhận diện và trung hòa tác nhân gây bệnh. Kháng thể là “vũ khí” chính của miễn dịch thích nghi, có khả năng liên kết và vô hiệu hóa mầm bệnh.
• Tế bào lympho T:
  • Tế bào T hỗ trợ (helper T cells): Điều phối và kích hoạt các tế bào miễn dịch khác. Chúng đóng vai trò như “nhạc trưởng” của hệ miễn dịch.
  • Tế bào T độc (cytotoxic T cells): Tiêu diệt các tế bào bị nhiễm virus hoặc tế bào ung thư. Chúng có khả năng nhận diện và tiêu diệt các tế bào bị nhiễm bệnh.
  • Tế bào T điều hòa (regulatory T cells): Kiểm soát và ức chế phản ứng miễn dịch, ngăn ngừa phản ứng tự miễn. Chúng giúp duy trì sự cân bằng của hệ miễn dịch và ngăn ngừa các phản ứng quá mức.

Kháng nguyên (Antigen): Bất kỳ chất nào có thể kích thích phản ứng miễn dịch, thường là protein hoặc polysaccharide trên bề mặt vi khuẩn, virus… Kháng nguyên là “mục tiêu” mà hệ miễn dịch nhận diện và tấn công.

Các Khía Cạnh Khác của Hệ Miễn Dịch

Kháng thể (Antibody): Protein hình chữ Y do tế bào lympho B sản xuất, có khả năng liên kết đặc hiệu với kháng nguyên. Kháng thể giúp trung hòa hoặc tiêu diệt tác nhân gây bệnh bằng cách gắn vào kháng nguyên trên bề mặt mầm bệnh, ngăn chặn chúng xâm nhập vào tế bào hoặc đánh dấu chúng để bị các tế bào miễn dịch khác tiêu diệt.

Các rối loạn của hệ miễn dịch: Rối loạn hệ miễn dịch có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Một số rối loạn phổ biến bao gồm:

• Bệnh tự miễn (Autoimmune diseases): Hệ miễn dịch tấn công nhầm các tế bào và mô của chính cơ thể. Ví dụ: bệnh lupus ban đỏ, viêm khớp dạng thấp. Các bệnh tự miễn gây ra viêm nhiễm và tổn thương mô.
• Suy giảm miễn dịch (Immunodeficiency): Hệ miễn dịch hoạt động kém, làm tăng nguy cơ nhiễm trùng. Ví dụ: HIV/AIDS. Suy giảm miễn dịch khiến cơ thể dễ bị nhiễm trùng cơ hội.
• Dị ứng (Allergy): Phản ứng miễn dịch quá mức với các chất vô hại như phấn hoa, bụi nhà… Dị ứng gây ra các triệu chứng như ngứa, hắt hơi, sổ mũi, khó thở.
• Ung thư hệ tạo máu (Hematologic malignancies): Ung thư ảnh hưởng đến các tế bào của hệ miễn dịch, ví dụ: bệnh bạch cầu. Ung thư hệ tạo máu có thể làm suy yếu hệ miễn dịch và tăng nguy cơ nhiễm trùng.

Tăng cường hệ miễn dịch: Duy trì một lối sống lành mạnh có thể giúp tăng cường hệ miễn dịch, bao gồm:

• Chế độ ăn uống cân bằng, giàu trái cây và rau củ: Cung cấp các vitamin và khoáng chất cần thiết cho hoạt động của hệ miễn dịch.
• Tập thể dục thường xuyên: Cải thiện tuần hoàn máu và tăng cường chức năng miễn dịch.
• Ngủ đủ giấc: Giúp cơ thể phục hồi và tăng cường hệ miễn dịch.
• Giảm stress: Stress mãn tính có thể ức chế hệ miễn dịch.
• Tiêm phòng đầy đủ: Giúp cơ thể tạo ra miễn dịch chống lại các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm.

Các Loại Tế Bào Miễn Dịch và Cơ Chế Hoạt Động

Phân loại tế bào miễn dịch: Hệ miễn dịch bao gồm nhiều loại tế bào khác nhau, mỗi loại có chức năng riêng biệt:

• Bạch cầu hạt (Granulocytes): Đặc trưng bởi các hạt trong tế bào chất. Gồm:
  • Bạch cầu trung tính (Neutrophils): Phổ biến nhất, tham gia thực bào.
  • Bạch cầu ái toan (Eosinophils): Chống lại ký sinh trùng và tham gia phản ứng dị ứng.
  • Bạch cầu ái kiềm (Basophils): Giải phóng histamine và heparin, tham gia phản ứng dị ứng và viêm.
• Đơn nhân/Đại thực bào (Monocytes/Macrophages): Đơn nhân lưu hành trong máu, khi di chuyển vào mô sẽ biệt hóa thành đại thực bào, có khả năng thực bào mạnh mẽ.
• Tế bào đuôi gai (Dendritic cells): Nằm ở các mô tiếp xúc với môi trường bên ngoài (da, niêm mạc), bắt giữ kháng nguyên và trình diện cho tế bào lympho T.
• Tế bào Lympho (Lymphocytes): Gồm tế bào lympho B và T, đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch thích nghi.

Cơ chế hoạt động của miễn dịch thích nghi:

• Miễn dịch dịch thể (Humoral immunity): Do tế bào lympho B và kháng thể đảm nhiệm, chủ yếu chống lại các tác nhân gây bệnh ngoại bào. Khi gặp kháng nguyên, tế bào lympho B sẽ biệt hóa thành tế bào plasma sản xuất kháng thể và tế bào nhớ (memory B cells) để ghi nhớ kháng nguyên cho lần gặp tiếp theo.
• Miễn dịch tế bào (Cell-mediated immunity): Do tế bào lympho T đảm nhiệm, chủ yếu chống lại các tác nhân gây bệnh nội bào (ví dụ: virus) và tế bào ung thư. Tế bào T độc nhận diện và tiêu diệt tế bào bị nhiễm, trong khi tế bào T hỗ trợ điều phối và kích hoạt các tế bào miễn dịch khác.

Các phân tử MHC (Major Histocompatibility Complex): Các phân tử MHC đóng vai trò quan trọng trong việc trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho T. Có hai loại MHC chính:

• MHC lớp I: Có mặt trên hầu hết các tế bào của cơ thể, trình diện kháng nguyên nội bào cho tế bào T độc.
• MHC lớp II: Có mặt trên các tế bào trình diện kháng nguyên (APCs) như đại thực bào, tế bào đuôi gai và tế bào lympho B, trình diện kháng nguyên ngoại bào cho tế bào T hỗ trợ.

Ảnh hưởng của các yếu tố đến hệ miễn dịch: Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến chức năng của hệ miễn dịch:

• Tuổi tác: Hệ miễn dịch suy giảm theo tuổi tác.
• Dinh dưỡng: Thiếu dinh dưỡng làm suy yếu hệ miễn dịch.
• Stress: Stress mãn tính có thể ức chế hệ miễn dịch.
• Môi trường: Ô nhiễm môi trường có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hệ miễn dịch.
• Thuốc: Một số loại thuốc, ví dụ như thuốc ức chế miễn dịch, có thể làm suy giảm hệ miễn dịch.

• Abbas, A. K., Lichtman, A. H., & Pillai, S. (2017). Cellular and Molecular Immunology. Elsevier.
• Janeway, C. A., Jr., Travers, P., Walport, M., & Shlomchik, M. J. (2001). Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. Garland Science.
• Murphy, K., & Weaver, C. (2016). Janeway’s Immunobiology. Garland Science.

Câu hỏi và Giải đáp

Hệ miễn dịch phản ứng như thế nào với stress mãn tính?

Trả lời: Stress mãn tính có thể gây ra sự mất cân bằng trong hệ miễn dịch. Nó làm tăng sản xuất cortisol, một hormone stress có thể ức chế hoạt động của các tế bào miễn dịch, khiến cơ thể dễ bị nhiễm trùng hơn. Stress cũng có thể ảnh hưởng đến thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột, góp phần làm rối loạn chức năng miễn dịch.

Sự khác biệt chính giữa miễn dịch chủ động và miễn dịch thụ động là gì?

Trả lời: Miễn dịch chủ động phát triển khi cơ thể tự sản xuất kháng thể sau khi tiếp xúc với kháng nguyên (ví dụ: nhiễm trùng hoặc tiêm chủng). Miễn dịch thụ động xảy ra khi kháng thể được truyền từ nguồn bên ngoài, ví dụ như từ mẹ sang con qua nhau thai hoặc sữa mẹ, hoặc qua việc tiêm huyết thanh kháng thể. Miễn dịch chủ động kéo dài hơn miễn dịch thụ động.

Vai trò của cytokine trong hệ miễn dịch là gì?

Trả lời: Cytokine là các protein nhỏ do các tế bào miễn dịch sản xuất, hoạt động như “sứ giả” để điều hòa phản ứng miễn dịch. Chúng tham gia vào việc kích hoạt, ức chế và điều phối hoạt động của các tế bào miễn dịch khác. Ví dụ về cytokine bao gồm interferon, interleukin và chemokine.

Tại sao một số người bị dị ứng trong khi những người khác thì không?

Trả lời: Dị ứng là kết quả của phản ứng miễn dịch quá mức với các chất vô hại (dị nguyên). Nguyên nhân chính xác của dị ứng vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn, nhưng yếu tố di truyền và môi trường được cho là đóng vai trò quan trọng. Ở những người bị dị ứng, hệ miễn dịch nhầm lẫn các dị nguyên như phấn hoa hoặc bụi nhà là mối đe dọa và tạo ra phản ứng viêm quá mức.

Làm thế nào để liệu pháp miễn dịch hoạt động trong điều trị ung thư?

Trả lời: Liệu pháp miễn dịch nhằm mục đích kích hoạt hoặc tăng cường hệ miễn dịch của bệnh nhân để chống lại ung thư. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng thuốc ức chế điểm kiểm soát miễn dịch (checkpoint inhibitors), liệu pháp tế bào CAR-T và vaccine ung thư. Liệu pháp miễn dịch giúp hệ miễn dịch nhận diện và tiêu diệt các tế bào ung thư hiệu quả hơn.