Miễn dịch và hệ miễn dịch

CHƯƠNG I

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1. Khái niệm miễn dịch ñáp ứng miễn dịch và hệ miễn dịch

1.1.1. Miễn dịch

Hàng ngày con người phải ñối mặt với các vi sinh vật gây bệnh. Trong

ñó có những loại sinh trưởng phát triển trong cơ thể, cản trở hoặc ngừng chức

năng hoạt ñộng của các cơ quan, dẫn ñến bệnh tật. Nhưng vì sao cơ thể chúng

ta không bị bệnh, không nhiễm trùng. Bởi vì cơ thể mình biết bảo vệ mình

bằng hàng loạt các cơ chế thích ứng phức tạp và rất hoàn hảo. Tập hợp các hệ

thống bảo vệ trên gọi là miễn dịch.

Miễn dịch (immunity) là trạng thái bảo vệ ñặc hiệu của cơ thể chống lại

các yếu tố gây bệnh khi chúng xâm nhập vào cơ thể.

Ngày nay miễn dịch học ñã trở thành một ngành khoa học ñang phát

triển và chiếm một vị trí quan trọng ñặc biệt là trong sinh học và y học.

1.1.2. Hệ miễn dịch

Hệ thống miễn dịch bao gồm các cơ quan và nhiều loại tế bào nằm rải rác

khắp cơ thể, hợp tác với nhau ñể nhận diện và phản ứng với kháng nguyên

theo nhiều kiểu dẫn ñến ñáp ứng miễn dịch cuối cùng.

Các cơ quan lympho trung ương bao gồn tuỷ xương và tuyến ức là nơi

phát sinh huyến luyện và ñào tạo các tế bào lympho.

Các cơ quan lympho ngoại vi là nơi chứa ñựng các tế bào lympho hoạt

ñộng ñáp ứng miễn dịch gồm lách, hạch và các kênh bạch huyết.

Các tế bào của hệ miễn dịch người: Gồm tất cả tế bào bạch cầu của cơ

thể, khoảng 8000 tế bào /mm3

máu bao gồm.

- Tế bào hạt chiếm 50÷80%

- Tế bào lympho 20÷45%

- Mono bào và ñại thực bào3÷8 %

1.1.3. ðáp ứng miễn dịch

Là sự bảo vệ cơ thể do rất nhiều các phần tử và tế bào nằm rải rác khắp

cơ thể tham gia theo cơ chế bảo vệ không ñặc hiệu và ñặc hiệu gọi là ñáp ứng

miễn dịch.

Là một hiện tượng phức tạp thực hiện bởi nhiều loại tế bào gồm nhiều

công ñoạn với cơ chế ñiều hòa tế nhị. Nếu ví hệ thống miễn dịch như một dàn

nhạc thì các tế bào là những nhạc công còn tuyến ức là một nhạc trưởng.

1.2. Miễn dịch học cổ ñiển, miễn dịch học hiện ñại

Miễn dịch học cổ ñiển

Miễn dịch học cổ ñiển hay còn gọi là miễn dịch học truyền nhiễm, là

học thuyết về tính ñề kháng của cơ thể và các biện pháp tiêm chủng phòng

các bệnh truyền nhiễm như: bệnh lao, bệnh sởi, ho gà, uốn ván, bạch hầu...

Miễn dịch học hiện ñại

Miễn dịch học hiện ñại còn gọi là miễn dịch không nhiễm trùng. Miễn

dịch học hiện ñại không ñối lập với miễn dịch học cổ ñiển mà phát triển xa

hơn sang các lĩnh vực khác như :Ghép mô, Ghép cơ quan, miễn dịch khối u,

xác ñịnh kháng nguyên nhóm máu, phát hiện khiếm khuyết miễn dịch bẩm

sinh, bệnh tự miễn...

Các nguyên tắc của miễn dịch học hiện ñại ñược phát hiện nhờ phân

tích di truyền các cơ chế ngăn cản gép mô, gép cơ quan từ người này sang

người khác, các yếu tố chấn áp sự phát triển của tế bào ưng thư. Qua nhiều

phân tích cho thấy nguyên nhân thải loại mảnh gép hoặc phát sinh tế bào ung

thư là mang tính di truyền, còn cơ chế ñào thải hoặc chống lại sự phát triển

của tế bào ung thư thì mang tính chất miễn dịch.

Tuy nhiên miễn dịch học cổ ñiển hay miễn dịch học hiện ñại ñều là

những bộ phận của miễn dịch học nói chung và vì thế miễn dịch học nhiễm

trùng ñứng ngang hàng với miễn dịch học gép mô, ... và ñều ñược xây dựng

trên nền tảng của miễn dịch di truyền học.

1.3. Phân hạng tính miễn dịch.

Tính miễn dịch tự nhiên và tính miễn dịch thu ñược.

Miễn dịch tự nhiên

Miễn dịch tự nhiên, hay còn gọi là miễn dịch bẩm sinh, không có tính

ñặc hiệu. Bắt ñầu xuất hiện và tiến hoá từ loài cá, chim, thú và ñến loài

người.

Miễn dịch tự nhiên gồm các thành viên là hàng rào vật lý như da, màng

nhầy, ñại thực bào, mono bào, tế bào bạch cầu ña nhân, bạch cầu ưa axit và

các chất tiết (cytokin) của tế bào.

Miễn dịch thu ñược

Miễn dịch thu ñược hay còn gọi là miễn dịch thích ứng có tính ñặc hiệu

cao, có sự tham gia của các thụ thể tế bào lympho và ñại thực bào.

Có hai loại tính miễn dịch thu ñược ñó là:

- Miễn dịch dịch thể ñược biểu hiện khả năng phản ứng của kháng thể

hoà tan, là thành phần tiết của tế bào lympho B.

- Miễn dịch qua trung gian tế bào là khả năng ñáp ứng của tất cả các tế

bào lympho.

1.4. Khái niệm về kháng nguyên

Kháng nguyên (antigen) là vật chất sống hoặc chết từ môi trường bên

ngoài lọt vào cơ thể ñộng vật theo nhiều ñường khác nhau. Phần lớn chúng có

bản chất protein và xa lạ với chính cơ thể ñộng vật “ Cái không phải tôi”.

Kháng nguyên từ bên ngoài lọt vào cơ thể phần lớn là các vi sinh vật

gây bệnh như virus, vi khuẩn, kí sinh trùng...

Con ñường khác của sự xuất hiện kháng nguyên trong cơ thể là tế bào

hay vi cấu trúc của cơ thể bị biến ñổi thành xa lạ với chính cơ thể như: tế bào

ung thư, các mô lạ trong cơ thể.

Kháng nguyên ñặc hiệu (chất sinh miễn dịch) là chất có khả năng kích

thích sinh kháng thể ñể chống lại chính nó, hoặc liên kết với kháng thể, các

thụ thể ñặc hiệu của các tế bào lympho.

ðặc ñiểm chung của kháng nguyên ñặc hiệu là những phân tử của

chúng có kích thước lớn. Kích thước lớn thì mới có thể mang hết trong mình

những tín hiệu của của một hệ thống di truyền ngoại lai. ðặc ñiểm chung thứ

hai là các phân tử kháng nguyên mang những nhóm ñặc hiệu của kháng

nguyên. Chính ñể chống những nhóm ấy mà cơ thể ñã sinh ra trung tâm hoạt

ñộng của kháng thể. Ngoài ra kháng nguyên phải có cấu trúc phức tạp.

Như vậy tất cả các chất sinh miễn dịch ñều là kháng nguyên, song một

số chất kháng nguyên thì lại không gây ñáp ứng miễn dịch. Ví dụ như hapten

là chất có trọng lượng phân tử thấp có thể gắn với kháng thể ñặc hiệu nhưng

không kích thích tạo kháng thể nên không phải là kháng nguyên thực thụ.

1.5 Khái niệm về kháng thể

Kháng thể hay còn gọi là Antibody là các globulin có trong huyết

thanh của ñộng vật có khả năng liên kết ñặc hiệu với kháng nguyên ñã kích

thích sinh ra nó.

Kháng thể theo ñịnh nghĩa trên còn gọi là kháng thể miễn dịch hay

kháng thể ñặc hiệu (immunoglobulin)

Kháng thể tự nhiên hay còn gọi là kháng thể không ñặc hiệu, có sẵn ở

trong các dịch thể trước khi tiếp xúc với kháng nguyên như sữa, nước tiểu .

1.6. Cơ chế bảo vệ không ñặc hiệu

1.6.1. Hàng rào vật lý

Bao gồm da và các niêm mạc ngăn cách giữa nội môi và môi trường

xung quanh.

Da: Bao gồm lớp ngoài biểu bì lớp trong là các mô liên kết tạo ra hàng

rào vật lý ngăn cản sự xâm nhập của các vi sinh vật. Thông thường vi sinh vật

không xâm nhập vào cơ thể mà chủ yếu chúng vào cơ thể qua vết thương, sau

ñó vào các mạch máu và tới các cơ quan.

Niêm mạc: màng bao phủ các bộ phận ñường ruột, hô hấp, sinh

dục..Cũng như da niêm mạc bao gồm lớp biểu mô ở ngoài và mô liên kết ở

trong. Phía dýới là những tuyến tiết dịch ñể bắt giữ vi sinh vật. Do niêm mạc

có ñộ ẩm cao nên một số virus, vi khuẩn có thể sống sót ví dụ như vi khuẩn

gây bệnh giang mai..

Dịch thể: Nước mắt, nước tiểu .. là những dịch thể có khả năng cuốn

trôi vi sinh vật.

1.6.2. Hàng rào vi sinh vật

Phần lớn là các vi sinh vật ñường tiêu hóa phân bố trên xoang miệng, vi

sinh vật ñường hô hấp, bộ phận sinh dục. Bình thường chúng không gây bệnh

và không xâm nhập vào cơ thể. Chúng chiếm các vị trí và ngăn không cho

các VSV gây bệnh vào cơ thể.

1 6.3.Hàng rào hóa học

ðộ pH: pH thấp ngăn sự phát triển của vi sinh vật

Dịch vi: Dịch vị trong dạ dày cùng với các enzym có pH rất thấp ức

chế sự phát triển của vi sinh vật.

Interferon: (IFN) Là nhóm glucoprotein cảm ứng chứa khoảng 146-

166 amino acid, chúng xuất hiện trong các tế bào cơ thể người khi bị nhiễm

virus ñể chống lại virus.

Hiện nay người ta biết có tới 22 gen ở nhiều loại tế bào khác nhau của

người như ñại thực bào, tế bào lympho, các tế bào thuộc cơ quan lympho

trung tâm và ngoại vi có khả năng sản xuất IFN khi chúng bị nhiễm virus.

ðến năm 1980 người ta ñã phân lập ñược các gen mã hoá tổng hợp ba

loại IFN và xây dựng công nghệ sản xuất INF bằng phương pháp tái tổ hợp.

IFN là loại protein tương ñối ñơn giản, là sản phẩm của tế bào sống,

nên bản thân nó không ñộc.

Có 3 loại IFN: α, β, và γ khác nhau bởi số amino axit và hoạt tính sinh

học của chúng. α-IFN do bạch cầu sản xuất khi có virut xâm nhập, β-IFN do

nguyên bào sợi sản xuất, còn γ-IFN do bạch cầu sản xuất qua phản ứng của

hệ miễn dịch.

IFN tác dụng chống virus theo các cơ chế sau:

- IFN không tác ñộng trực tiếp lên virus, mà tác ñộng lên tế bào ñể tế bào

tổng hợp ra các loại protein ñặc biệt, có khả năng kìm hãm sự phát triển của

virus xâm nhập cơ thể bằng cách ngăn cản sự khởi ñầu của dịch mã và phá

huỷ ARN thông tin của virus.

- IFN còn có tác dụng ức chế sự tăng sinh nhanh chóng của tế bào ác tính, do

tác ñộng ngăn cản quá trình dịch mã và tổng hợp protein trong tế bào.

- IFN có tác dụng tăng cường sự biểu hiện của glucoprotein MHC lớp I và II

trên bề mặt của tế bào, tạo ñiều kiện cho tế bào của hệ thống miễn dịch nhận

diện kháng nguyên virus.

- IFN với tư cách là một lymphokin tham gia quá trình ñiều hoà miễn dịch,

thúc ñẩy quá trình biệt hoá của tế bào lympho T, NK, ðTB.

Interleukin: Interleukin là một lymphokin bao gồm có Interleukin-1

(IL-1) và Interleukin-2 (IL-2). Nó có khả năng giúp cơ thể ñiều hoà miễn

dịch, tăng khả năng miễn dịch và chống ung thư. IL-2 là một cytokin quan

trọng nhất ñối với sự phát triển và ñáp ứng miễn dịch thích ứng. IL-2 có vai

trò chính trong hoạt hoá các tế bào lympho T.

Bố thể:là một nhón protein huyết thanh thuộc hệ thống miễn dịch bẩm

sinh không ñặc hiệu. Nó cũng là nhóm glucoprotein có tác dụng ức chế sự

phát triển của tế bào vi sinh vật.

Hoạt ñộng của bố thể làm tổn thương thành tế bào vi sinh vật gây bệnh

sau ñó làm tan tế bào.

1.6.4.Hiện tượng thực bào

Nhiều loại bạch cầu tham gia vào quá trình bảo vệ không ñặc hiệu theo

con ñường thực bào. Các tế bào này ñều có nguồn gốc từ tế bào nguồn trong

tuỷ xương. (hình 1.1)

* Bạch cầu hạt: bao gồm bạch cầu trung tính ña nhân, bạch cầu kiềm

bạch cầu ưa axit; trong tế bào bạch cầu hạt thường chứa nhiều hạt sinh chất

nhỏ và các chất khác nhau.

Bạch cầu trung tính (PMN-polymorphonuclear neutrophile): chứa

các hạt không bắt màu thuốc nhuộm, ñược tạo thành khối lượng lớn ở tuỷ

xương và thường xuyên có ở trong máu. PMN ñóng vai trò chính trong bảo

vệ không ñặc hiệu chống nhiễm trùng, chúng có khả năng thực bào các chất

lạ kể cả vi sinh vật và phế thải của tế bào theo cơ chế hoá ứng ñộng hấp dẫn.

Bạch cầu ưa kiềm: chứa các hạt bắt màu thuốc nhuộm kiềm như xanh

metylen.

Bạch cầu ưa axit: phản ứng với thuốc nhuộm axit như bắt màu ñỏ với

thuốc nhuộm eosin. Bạch cầu axit có vai trò cân bằng hoạt ñộng sống của

bạch cầu kiềm và gây ñộc ñối với ấu trùng một số ký sinh trùng như giun.

* Bạch cầu không hạt: bao gồm các tế bào mono và lympho bào

Tế bào lympho: bao gồm hai loại tế bào lympho B và tế bào lympho T

là tế bào ñóng vai trò quan trọng trong ñáp ứng miễn dịch ñặc hiệu.

Tế bào mono: là tế bào ñơn nhân, tiền thân của ñại thực bào. Khi chui

qua mao mạch tới các mô bị nhiễm trùng chúng trở thành ñại thực bào.

ðại thực bào: ðại thực bào là tế bào có kích thước lớn, có khả năng

bắt giữ xử lý kháng nguyên cũng như cùng với tế bào lympho sản xuất kháng

thể ñể dáp ứng miễn dịch. ðTB ñóng vai trò quan trọng trong chống nhiễm

virus. Nó tiết ra enzym xytokin khi gặp virus. ðây là tín hiệu ñầu tiên ñáp

ứng miễn dịch. Hoặc vi sinh vật ñược dịch lympho ñưa về hạch lympho và tại

ñây VSV bị thực bào tiêu diệt.

* Hệ thống thực bào ñơn nhân (mononuclear phagocyte system):

Là mạng lưới các bạch cầu ñơn nhân có khả năng thực bào. Dịch chứa

trong hệ thống có nhiệm vụ bắt giữ và tiêu diệt vi sinh vật ở các mô và tập

trung VSV vào các hạch lympho ñể tiêu diệt.

Một số các ñại thực bào trong hệ thống này còn có khả năng chui ra

khỏi hệ thống ñịnh cư tại các mô, ngược lại một số ñại thực bào ở trạng thái

tự do chúng di chuyển vào các mô bị vi sinh vật xâm nhập.

Hình 1.1: Các tế bào tham gia ñáp ứng miễn dịch không ñặc hiệu

Cơ chế thực bào

Cơ chế thực bào gồm các bước sau:

- Các vi sinh vật gặp thực bào và dính vào thành tế bào, thông thường là

thông qua các thụ thể trên tế bào.

- Thông qua thụ thể ñại thực bào thâu vi sinh vật vào bên trong tế bào và

sau ñó ñóng kín lại tạo không bào tiêu hóa gọi là phagosom.

- Các lysosome tiến ñến dung hợp với phagosome ñể tạo thành các

phagolysosome. Vi sinh vật trong phagolysosome bị tiêu hoá bởi các

enzyme có nhiều trong lysosome.

- Vật chất sinh ra sau khi tiêu hoá vi sinh vật sẽ ñược tống ra ngoài hoặc

nội tiêu bên trong tế bào.

Cơ chế chuyển hoá tiêu diệt vi sinh vật trong tế bào: Các enzyme có

trong lysosome chuyển hoá tiêu diệt tế bào thông qua các cơ chế khác nhau:

- Tạo thành H2O2, -OH,...là các tác nhân ñộc ñối với vi sinh vật từ oxy

phân tử bởi các enzyme phụ thuộc oxy trong lysosome.

- Sản sinh ra các tác nhân ñộc như các gốc nitrat, nitrit, halogen,.. có tác

dụng ñộc ñến tế bào ñể tiêu diệt tế bào.

- Phân giải tế bào nhờ các enzyme thuỷ phân như phospholipase,

lysozyme, ribonuclease, deribonuclease,...

- Tế bào bạch cầu trung tính tổng hợp nên defensin tiêu diệt tế bào bằng

cách tăng khả năng thấm của màng sinh chất của tế bào vi khuẩn, nấm

và ngăn cản sự nhân lên của virus.

1.6.5. Sốt

Thông thường thân nhiệt luôn ổn ñịnh và ở nhiệt ñộ 370C. ðể duy trùy

nhiệt ñộ này ở não có vùng dưới ñồi (hypothalamus) làm nhiệm vụ ñiều hòa

nhiệt ñộ cơ thể.

Sốt là sự tăng nhiệt cơ thể, là cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể khi cơ

thể bị nhiễm khuẩn. Sự gia tăng nhiệt ñộ của cơ thể làm tăng hoạt ñộng của

interferon, tăng hoạt tính enzyme và làm giảm nồng ñộ sắt tự do trong máu là

nguồn cung cấp sắt cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật.

Cơ chế sốt: ðại thực bào sau khi tiêu hoá vi sinh vật giải phóng ra chất

gây sốt kích thích tế bào sinh ra IL-1, chất này có nhiệm vụ kích thích vùng

dưới ñồi tiết ra prostaglandin ñiều chỉnh cho nhiệt ñộ cơ thể tăng lên. Khi

nồng ñộ IL-1 trong máu giảm cơ thể ñáp ứng bằng cách giãn mạch máu và

tiết mồ hôi ñể hạ nhiệt ñến nhiệt ñộ bình thường của cơ thể.

Một số chất gây sốt như: Polysaccarit, Peptidoglycan là các nội ñộc tố

hoặc các ngoại ñộc tố gây sốt ñặc hiệu ví dụ như ñộc tố phá huỷ hồng cầu của

Streptococcus pyogenes.

1.6.6.Viêm cấp không ñặc hiệu

Viêm là gì?

Viêm ñược tạo thành ñể khu trú vi sinh vật vào một nơi và không cho

chúng lan rộng thêm.

Bốn triệu chứng của viêm

ðỏ: là do bạch cầu kiềm và tế bào mast tiết các chất hoạt mạch chẳng

hạn như histamin làm dãn mạch làm cho máu dồn về nơi vết thương nhiều

hơn.

Nóng: cũng là hậu quả của sự dãn mạch, dòng máu tăng lên ở vị trí

nhiễm trùng làm nhiệt ñộ tăng lên.

Sưng: là do tính thấm thành mạch tăng, tiết dịch tập trung quanh tế bào

và mô. Tính thấm tăng dẫn ñến sự xuyên mạch của tế bào trung tính và ñại

thực bào tới ổ dịch làm nhiệm vụ thực bào.

ðau: trong trường hợp bị viêm, tế bào máu bị tan, khởi ñộng một số tế

bào tiết prostaglandin kích thích thần kinh gây ñau.