Các cơ quan của hệ thống miễn dịch

Các cơ quan của hệ thống miễn dịch

Hệ thống miễn dịch có một số cơ quan khác nhau về hình thái và chức năng và cũng có những vai trò chức năng khác nhau trong sự phát triển của một đáp ứng miễn dịch. Về phương diện chức năng có thể chia các cơ quan này thành cơ quan lympho trung ương và các cơ quan lympho ngoại vi (hình). Các tế bào lympho non sinh sôi trong quá trình sinh tạo máu ở tuỷ xương chín và trở thành các tế bào đặc nhiệm kháng nguyên chuyên biệt ở trong các cơ quan lympho trung ương. Chỉ sau khi các tế bào lympho đã chín ở trong các cơ quan lympho trung ương thì chúng mới có đủ thẩm quyền miễn dịch (tức là chúng có khả năng gây ra một đáp ứng miễn dịch). Ở động vật có vú cơ quan lympho trung ương là tuỷ xương (Bone Marrow) - nơi các tế bào lympho B chín, và tuyến ức (Thymus) - nơi các tế bào lympho T chín.

Có rất nhiều cơ quan lympho ngoại vi. Mỗi cơ quan phụ trách một vùng nhất định để thâu tóm kháng nguyên từ các mô hoặc các hệ thống mạch máu, và cũng là nơi mà các tế bào lympho chín có thẩm quyền miễn dịch tương tác một cách hiệu quả với các kháng nguyên đã bị thâu tóm. Các hạch lympho có chức năng là thu thập kháng nguyên từ dịch gian bào của các mô còn lách thì sàng lọc các kháng nguyên mà máu mang đến. Ðường hô hấp và ống dạ dày ruột lại có những tập hợp mô lympho gắn với niêm mạc của chúng bao gồm các mảng Payer, hạch hạnh nhân, amidal, ruột thừa. Chúng thâu tóm các kháng nguyên xâm nhập vào qua các bề mặt niêm mạc khác nhau.

Cơ quan lympho trung ương

Tuyến ức

Các tiền tế bào T được hình thành trong quá trình sinh tạo máu đi vào tuyến ức được gọi là các thymo bào chưa chín, sau đó chúng chín tại đây để trở thành tế bào T có thẩm quyền miễn dịch đặc nhiệm kháng nguyên. Tuyến ức là một cơ quan 2 thùy dẹt nằm ở trung thất trước trên. Mỗi thuỳ được bao bọc xung quanh bởi một nang. Thuỳ lại được chia thành các tiểu thuỳ ngăn cách nhau bởi các dải mô liên kết gọi là các thớ. Cấu tạo mỗi tiểu thuỳ gồm có 2 vùng: vùng ngoài hay vùng vỏ chứa đầy các thymo bào; vùng trong hay vùng tuỷ có các thymo bào nằm thưa thớt. Cho đến nay người ta vẫn chưa biết được một cách chính xác thứ tự chín của các lympho T xẩy ra như thế nào. Nhiều người cho rằng các tiền tế bào T đi vào tuyến ức và bắt đầu nhân lên ở vùng vỏ. Tại đây diễn ra quá trình tăng sinh nhanh chóng của các tế bào đồng thời cũng diễn ra sự chết tế bào với tốc độ rất mạnh. Người ta nghĩ rằng có một nhóm nhỏ các thymo bào chín hơn di chuyển từ vùng vỏ vào vùng tuỷ, tại đây chúng tiếp tục chín và cuối cùng thì đi ra khỏi tuyến ức theo các tĩnh mạch sau mao mạch. Hiện nay cũng có một số ý kiến không tán thành quá trình này. Một vài nghiên cứu đã cho thấy rằng có một nhóm nhỏ các thymo bào ở vùng vỏ có thể chín và từ đây ra khỏi tuyến ngay mà không đi vào vùng tuỷ.

Cả vùng tuỷ và vùng vỏ đều được cấu tạo bởi một mạng lưới không gian ba chiều bắt chéo nhau của các tế bào đệm bao gồm các tế bào biểu mô, các tế bào có tua xòe ngón và các đại thực bào. Hệ thống các tế bào này tạo thành bộ khung của tuyến ức và góp phần vào quá trình chín của các thymo bào. Rất nhiều tế bào đệm này có tương tác vật lý với quá trình phát triển của các thymo bào (hình 3.11). Một số tế bào biểu mô ở vùng vỏ được gọi là các tế bào “điều dưỡng” (“Nurse” Cells) có phần nhô ra của màng tế bào rất dài bao quanh tới 50 thymo bào tạo thành các phức hợp đa tế bào lớn. Các tế bào biểu mô khác ở vùng vỏ có phần bào tương nhô ra và nối với nhau tạo thành một mạng lưới tương tác với rất nhiều thymo bào khi chúng đi ngang qua vùng vỏ. ở vùng tiếp giáp giữ vùng tuỷ và vùng vỏ có các tế bào có tua xòe ngón có nguồn gốc tuỷ xương. Các tế bào này cũng có phần nhô ra dài và các phần này cũng tương tác với các thymo bào trong quá trình chín của chúng.

Quá trình chín và chọn lọc của các lympho T

Các tế bào biểu mô của tuyến ức chế tiết các yếu tố hormone cần thiết cho quá trình biệt hoá và chín của các lympho T. Người ta đã xác định được đặc điểm của 4 yếu tố hormone đó là (1-thymosin, (4-thymosin, thymopoietin, và thymolin. Khi nuôi cấy các tế bào của tuỷ xương cùng với các yếu tố này thì thấy các phân tử trên màng các tế bào thuộc dòng T xuất hiện mặc dù vai trò của từng yếu tố này đối với quá trình chín của tế bào T trong tuyến ức còn chưa được hiểu biết đầy đủ. Người ta thấy các tế bào đệm của tuyến ức chế tiết một cytokine đó là IL-7 chất này cũng có một vai trò trong quá trình chín của tế bào T ở trong tuyến ức.

Trong quá trình chín ở tuyến ức, do hàng loạt các sắp xếp lại gene một cách ngẫu nhiên đã tạo ra tính đa dạng về kháng nguyên của các thụ thể trên màng tế bào T. Như đã trình bầy, các tế bào T chín chỉ có thể nhận diện được kháng nguyên khi kháng nguyên đó kết hợp với hoặc phân tử MHC lớp I hoặc phân tử MHC lớp II, vì thế khi một tế bào bộc lộ các thụ thể để gắn với kháng nguyên được hình thành trong tuyến ức thì chúng sẽ được đưa vào quá trình chọn lọc clone tế bào và chỉ có các tế bào T nhận diện các peptide kháng nguyên trong sự giới hạn của phân tử MHC của bản thân mới được giải phóng ra khỏi tuyến ức. Các tế bào đệm của tuyến ức đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chọn lọc tế bào này. Cả các tế bào biểu mô tuyến ức ở vùng tuỷ và vùng vỏ cũng như các tế bào có tua xòe ngón ở vùng tiếp giáp giữa vùng tuỷ và vùng vỏ đều bộc lộ rất nhiều phân tử MHC lớp I và lớp II. Người ta nghĩ rằng khi các thymo bào chín ở trong tuyến ức thì các thymo bào đang phát triển được tiếp xúc với các phân tử MHC này. Các tế bào T mang các thụ thể nhận diện kháng nguyên kết hợp với phân tử MHC của bản thân sẽ được chọn lọc và cho phép chín. Quá trình này được gọi là quá trình chọn lọc clone dương tính (Positive Selection). Bất kể thymo bào nào mà không có khả năng nhận diện các phân tử MHC thì đều không được lựa chọn và người ta cho rằng chúng sẽ bị loại trừ bằng quá trình chết tế bào theo chương trình (Progaramed Cell Death hay Apoptosis). Cùng với các thymo bào được lựa chọn trong quá trình chọn lọc dương tính còn có một số tế bào có khả năng nhận diện các tự kháng nguyên kết hợp với các phân tử MHC của bản thân, các tế bào này có tiềm năng gây ra trạng thái tự miễn và vì thế sẽ bị loại trừ bằng quá trình chọn lọc clone âm tính (Negative Selection). Trong quá trình chọn lọc âm tính thì bất kỳ thymo bào nào mà có các thụ thể chỉ dành cho phân tử MHC của bản thân với ái lực cao hoặc dành cho phức hợp [tự kháng nguyên + phân tử MHC của bản thân] đều sẽ bị loại bỏ.

Bằng các quá trình chọn lọc clone dương tính và âm tính ở tuyến ức thì các tế bào T có tiềm năng gây ra trạng thái tự miễn bị loại bỏ và chỉ còn các tế bào T có các thụ thể nhận diện phân tử MHC cùng với các kháng nguyên lạ mới được tuyến ức cho chín. Người ta ước lượng rằng có tới 95% - 99% số tế bào con cháu của thymo bào bị chết ở tuyến ức mà không được chín.

Mối liên quan giữa chức năng của tuyến ức với chức năng miễn dịch

Bằng chứng đầu tiên cho thấy vai trò miễn dịch của tuyến ức đó là thí nghiệm cắt bỏ tuyến ức ở chuột nhắt mới đẻ. Những chuột nhắt bị cắt tuyến ức này giảm đáng kể lượng tế bào lympho dòng T trong máu và không có đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào. Một bằng chứng nữa là biểu hiện thiếu hụt miễn dịch bẩm sinh ở người giống như ở chuột nude đó là hội chứng Di George liên quan đến tuyến ức kém phát triển. Trong cả hai trường hợp đều thấy mất các tế bào T trong tuần hoàn, mất đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào và tăng nguy cơ mắc các bệnh nhiễm trùng.

Một bằng chứng khác cho thấy sự thiếu hụt đáp ứng miễn dịch đi kèm theo sự lão hoá sẽ dẫn tới tăng nguy cơ mắc các bệnh nhiễm trùng, các bệnh tự miễn và ung thư xẩy ra do những thay đổi về thành phần tế bào T của hệ miễn dịch. Tuyến ức phát triển đạt đến kích thước lớn nhất ở tuổi dậy thì sau đó teo dần và giảm rõ rệt số lượng tế bào ở cả vùng vỏ và vùng tuỷ đồng thời tăng tỷ lệ xơ mỡ của tuyến. Trọng lượng trung bình của tuyến ức ở trẻ em là 70 gam, ở người có tuổi thì chỉ còn 3 gam. Sự thoái triển của tuyến ức kèm theo giảm kích thước vùng vỏ và vùng tuỷ, giảm sản xuất các hormone diễn ra trước sự suy giảm chức năng miễn dịch ở người già. Người ta đã xây dựng một số mô hình thực nghiệm để khảo sát ảnh hưởng của tuyến ức đến chức năng miễn dịch. Trong một thí nghiệm người ta tiến hành ghép tuyến ức của chuột nhắt 1 ngày tuổi hoặc chuột nhắt 33 tháng tuổi vào các chuột trưởng thành cùng lứa đã bị cắt tuyến ức. Kết quả cho thấy những chuột nhận tuyến ức của chuột mới đẻ có chức năng miễn dịch được tăng lên mạnh hơn rõ rệt so với những chuột nhận tuyến ức của chuột 33 tháng tuổi.

Tuỷ xương

Loài chim có một cơ quan lympho trung ương nơi các tế bào lympho B chín đó là túi Fabricius (Bursa of Fabricius). Ðộng vật có vú không có túi này và cũng không có một cơ quan riêng lẻ nào như vậy. Thay vào đó một số vùng của tuỷ xương và có thể cả một số mô lympho khác thực hiện chức năng tương đương như túi Fabricius, đó là nơi diễn ra quá trình chín của các tế bào lympho B. Vì quá trình phát triển của lympho B ở động vật có vú không diễn ra ở trong một cấu trúc giải phẫu đơn thuần, do vậy rất khó nghiên cứu quá trình phát triển của các tế bào lympho B ở các động vật này, và cho đến nay vẫn còn nhiều điều cần phải tiếp tục nghiên cứu về quá trình này.

Cơ quan lympho ngoại vi

Hạch lympho

Dịch lympho - loại dịch loãng, đục, giầu protein - chẩy từ các khoảng mô gian bào vào các mao mạch lympho và sau đó chẩy vào một loạt các mạch thu gom lớn hơn gọi là hệ bạch mạch (hình 3.10). Trong quá trình di chuyển từ mô tới hệ bạch mạch thì dịch lympho liên tục được làm giầu số lượng tế bào lympho. Mạch bạch huyết vận chuyển dịch lympho qua các hạch lympho khu vực, tại đây nó được lọc qua một mạng lưới tế bào bao gồm các tế bào làm nhiệm vụ thực bào và các tế bào có tua đan thành lưới. Các tế bào này sẽ thâu tóm kháng nguyên do dịch lympho mang đến. Mạch bạch huyết lớn nhất cơ thể là ống ngực, ống này đổ vào tĩnh mạch dưới đòn trái ngay cạnh tim. Ðây là nơi tiếp nối giữa hệ bạch huyết và hệ tuần hoàn máu do vậy tế bào lympho có thể lưu thông từ dịch lympho vào máu.

Hạch lympho là các cơ quan có cấu trúc hình hạt đậu có vỏ bao bọc, bên trong có một mạng lưới chứa các tế bào lympho, các đại thực bào và các tế bào có tua. Hạch lympho thường nằm tập trung thành từng cụm tại những vị trí tiếp nối của hệ thống bạch mạch và là các cơ quan đầu tiên nghênh chiến với hầu hết các kháng nguyên xâm nhập vào cơ thể. Về phương diện hình thái học có thể chia một cách tương đối hạch thành 3 vùng đồng tâm: vùng vỏ (hay vùng vỏ ngoài), vùng cận vỏ (hay vùng dưới vỏ) và vùng tuỷ (hình 3.12). Lớp ngoài cùng hay vùng vỏ chứa các tế bào lympho (chủ yếu là các lympho B) và các đại thực bào phân bố rải rác ở một số cụm nhất định được gọi là các nang nguyên thuỷ. Sau khi đã được tiếp xúc với kháng nguyên thì các nang này to ra tạo thành nang thứ phát và xuất hiện một vòng đồng tâm dầy đặc các tế bào lympho xung quanh một trung tâm gọi là trung tâm mầm, trong đó có chứa nhiều nguyên bào lympho có kích thước lớn và các tế bào plasma xen kẽ với các đại thực bào và các tế bào có tua nang. Trung tâm mầm là nơi diễn ra sự hoạt hoá mạnh mẽ các tế bào B và biệt hoá thành các tế bào plasma hoặc các tế bào mang trí nhớ miễn dịch (ở trẻ em bị thiếu hụt tế bào B thì ở vùng vỏ thường thấy thiếu các nang nguyên thuỷ cũng như những trung tâm mầm). Bên dưới vùng vỏ là vùng cận vỏ chứa các lympho T. Vùng cận vỏ cũng có các tế bào có tua và người ta cho rằng các tế bào có tua này đã di chuyển từ mô vào hạch. Các tế bào này có rất nhiều phân tử MHC lớp II cần thiết cho sự hoạt hoá tế bào Th bởi kháng nguyên. Khi nghiên cứu hạch lympho của chuột nhắt bị cắt tuyến ức ngay khi mới sinh ra, người ta thấy vùng cận vỏ bị giảm rất mạnh số lượng các tế bào - vì thế người ta gọi vùng cận vỏ là vùng phụ thuộc tuyến ức, khác hẳn với vùng vỏ là vùng không phụ thuộc tuyến ức. Vùng trong cùng là vùng tuỷ chứa ít tế bào lympho, nhưng rất nhiều tế bào plasma ở đây chế tiết chủ động các phân tử kháng thể.

Có rất nhiều mạch bạch huyết vào chui qua vỏ của hạch và đổ dịch lympho vào các khoang dưới vỏ. Dịch lympho từ các mô ngấm dần vào trong qua vùng vỏ, vùng cận vỏ rồi vùng tuỷ, tạo điều kiện cho các tế bào làm nhiệm vụ thực bào và các tế bào có tua dạng lưới bắt giữ các vi khuẩn hoặc vật lạ do dịch lympho mang đến. Sau khi nhiễm khuẩn hoặc có kháng nguyên xâm nhập vào cơ thể thì dịch lympho rời hạch qua đường các mao bạch huyết ra. Dịch này so với dịch lympho đi vào hạch thì có nồng độ kháng thể cao hơn, do vừa mới được các tế bào plasma chế tiết ra ở vùng tuỷ, và có số lượng tế bào lympho cũng nhiều hơn, tới 50 lần, so với dịch lympho đi vào hạch. Lượng tế bào lympho tăng như vậy một phần là do các tế bào lympho tăng sinh trong hạch để đáp ứng lại kháng nguyên, nhưng phần lớn là do tái xuất hiện các tế bào lympho trong máu do chúng di chuyển qua một lớp tế bào nội mô đặc biệt nằm dọc theo các tĩnh mạch sau mao mạch của hạch. Người ta ước tính rằng có tới 25% số tế bào lympho đi ra khỏi hạch là các tế bào lympho đã từ vòng tuần hoàn máu di chuyển qua lớp nội mô này để vào hạch. Vì chỉ cần một kích thích của kháng nguyên ở trong hạch có thể làm tăng số tế bào lympho di chuyển theo kiểu này lên gấp 10 lần, đồng thời nồng độ tế bào lympho trong hạch liên quan đến đáp ứng miễn dịch chủ động cũng có thể tăng lên nhanh chóng dẫn đến kết quả là làm cho hạch sưng to. Người ta cho rằng có một số yếu tố được giải phóng ra ở trong hạch trong quá trình kích thích bởi kháng nguyên có tác dụng làm tăng quá trình di chuyển của các tế bào lympho qua lớp nội mạc này.

Lách

Lách là cơ quan lympho ngoại vi hình trứng, lớn nằm ở phía trên bên trái ổ bụng. Khác với hạch lympho là cơ quan chuyên biệt bắt giữ kháng nguyên từ các khoang mô cạnh hạch thì lách lại được cấu tạo và khu trú thích hợp cho việc lọc máu và bắt giữ các kháng nguyên mà máu mang đến. Vì vậy lách có một nhiệm vụ quan trọng trong việc chống lại các nhiễm trùng toàn thân. Lách được bao bọc bởi một vỏ có những thớ đi vào phía trong chia lách ra thành từng xoang. Có 2 loại xoang gọi là tuỷ đỏ và tuỷ trắng có vùng dìa lan toả vào nhau (hình 3.13). Tuỷ đỏ có chứa một mạng các xoang chứa nhiều đại thực bào và hồng cầu. Ðây là nơi mà các hồng cầu già hoặc khuyết tật bị phá huỷ và loại trừ. Rất nhiều đại thực bào trong tuỷ đỏ có chứa các tế bào hồng cầu đã bị nuốt gọn hoặc các sắc tố do thoái hoá hemoglobin. Tuỷ trắng bao quanh các tiểu động mạch hình thành các bao dạng lympho quanh tiểu động mạch là nơi tập trung của các tế bào T. Các đám tế bào lympho B trong các bao dạng lympho quanh tiểu động mạch hình thành nên các nang tiên phát nằm chủ yếu ở vị trí ngoại vi. Khi có kháng nguyên thử thách các nang tiên phát này sẽ biến thành các nang thứ phát điển hình có nhiều trung tâm mầm, tại đây xẩy ra sự phân chia nhanh chóng của các nguyên bào lympho B và biến thành tế bào plasma rồi hình thành các đám đậm đặc tế bào lympho.

Khác với hạch lympho, lách không có các mạch lympho đi vào dẫn từ các khoang mô. Thay vào đó các tế bào ở trong máu và các kháng nguyên vào lách bằng đường động mạch lách dẫn từ những vùng dìa của lách vào bên trong. Khi các kháng nguyên xâm nhập vào vùng dìa thì chúng bị các tế bào có tua thâu tóm và mang tới các bao dạng lympho quanh tiểu động mạch. Các tế bào lympho từ máu vào sẽ đến vùng dìa trong các xoang và di chuyển đến bao dạng lympho quanh tiểu động mạch. Các thực nghiệm có sử dụng các tế bào lympho đánh dấu đồng vị phóng xạ đã cho thấy rằng: hàng ngày số lượng tế bào lympho tái tuần hoàn qua lách lớn hơn số lượng tế bào lympho tuần hoàn qua tất cả các hạch lympho cộng lại. ảnh hưởng của việc cắt lách đối với đáp ứng miễn dịch phụ thuộc vào tuổi khi cắt lách. Trẻ em khi cắt lách thường dẫn đến tăng nguy cơ nhiễm trùng máu bởi vi khuẩn, chủ yếu do Pneumococcus, Meningococcus, và Hemophilus influenzae. Cắt lách ở người lớn ít gây ảnh hưởng hơn nhưng cũng có thể dẫn đến nhiễm khuẩn huyết hoặc vãng khuẩn huyết.

Các mô dạng lympho gắn với niêm mạc

Một loạt mô dạng lympho khu trú dọc theo bề mặt niêm mạc. Trong số đó có một số tham gia vào quá trình phát triển của tế bào B trong tuỷ xương. Vai trò chính của chúng giống như là mô dạng lympho ngoại vi. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc thâu tóm kháng nguyên xâm nhập vào qua niêm mạc đường hô hấp và đường tiêu hoá, và là nơi xẩy ra tương tác của lympho với các kháng nguyên này. Về phương diện cấu trúc những mô này có thưa thớt các đám tế bào dạng lympho và có kích thước nhỏ (ví dụ như trong lớp màng nhầy của nhung mao ruột) hoặc có chứa nhiều tế bào lympho và hình thành cấu trúc rõ rệt (thí dụ như ở hạch hạnh nhân, ruột thừa và mảng Payer).

Hạch hạnh nhân có ở 3 vị trí: dưới lưỡi, thành sau miệng và trần của vòm họng. Cả 3 nhóm này hình thành nhóm hạch có chứa mạng các tế bào liên võng và các sợi xơ xen lẫn với các tế bào lympho, đại thực bào, bạch cầu hạt và tế bào mast. Trong cấu trúc còn có nang và các trung tâm mầm, cũng như các hạch lympho đó là nơi tăng sinh các tế bào B. Xung quanh trung tâm mầm là những vùng chứa các tế bào T. Hạch hạnh nhân có một vai trò quan trọng trong sức đề kháng chống lại các kháng nguyên xâm nhập qua đường niêm mạc mũi và họng.

Mảng Payer có chứa khoảng 30 đến 40 hạch dạng lympho nằm ở thành ngoài của ruột. Những cấu trúc này chứa các nang dạng lympho, trong nang có các trung tâm mầm xuất hiện khi có sự kích thích của kháng nguyên. Các nang nằm rất sát lớp biểu mô nhầy của ruột, đó là nơi các kháng nguyên xâm nhập vào qua biểu mô của ruột. Các nang này có nhiệm vụ thu thập các kháng nguyên để tập trung trong các cấu trúc dạng lympho.

Sự tái tuần hoàn của các tế bào lympho

Ở một mức độ đáng kể tế bào lympho có khả năng tái tuần hoàn liên tục chuyển rời qua máu và dịch lympho tới các cơ quan lympho khác nhau (hình 3.14). Năm 1964 Jame Gowans đã chứng minh khả năng tái tuần hoàn này bằng cách phân lập dịch lympho từ ống ngực của chuột cống trắng và đánh đấu đồng vị phóng xạ vào các tế bào lympho, sau đó truyền chúng vào các cơ thể khác. Bằng cách theo dõi vị trí của các tế bào đã đánh dấu trong các thời điểm khác nhau tác giả đã nhận thấy rằng chúng phải mất từ 2 đến 12 giờ lưu hành trong máu trước khi tới được các cơ quan dạng lympho. Khi các tế bào lympho tái tuần hoàn chúng tiếp xúc với các kháng nguyên được trình diện trên bề mặt các tế bào trình diện kháng nguyên nằm trong các cơ quan dạng lympho ngoại vi. Ðiều này cho phép một số lượng tối đa các tế bào lympho đặc nhiệm kháng nguyên có thể tương tác với kháng nguyên. Do chỉ có 1 lympho trong số 103 - 106 lympho có thể nhận dạng được 1 kháng nguyên đặc hiệu nên có thể là một số lớn tế bào T hoặc B đặc nhiệm kháng nguyên phải tiếp xúc với kháng nguyên trên một tế bào trình diện kháng nguyên có sẵn trong một thời gian tương đối ngắn để sinh ra một đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Chính sự tái tuần hoàn của các tế bào lympho đã tạo điều kiện để các tế bào lympho đặc nhiệm kháng nguyên gặp gỡ và tiếp xúc với kháng nguyên đặc hiệu. Các thực nghiệm đã chỉ ra rằng khi các kháng nguyên hữu hình xâm nhập vào cơ thể thì các tế bào T đặc hiệu với kháng nguyên sẽ biến mất khỏi tuần hoàn trong vòng 48 giờ để đi vào các hạch lympho ngoại vi để phản ứng với kháng nguyên. Trong thời gian này thì hiện tượng tái tuần hoàn bị dừng lại.

Ðể tế bào lympho tái tuần hoàn vào các cơ quan dạng lympho khác nhau hoặc các khoang mô bị viêm, tế bào lympho phải dính và chui qua lớp tế bào nội mô nằm dọc theo thành mạch máu theo một qui trình được gọi là thoát mạch. Quá trình này xuất hiện phần lớn ở những vùng có các tế bào nội mô của mao mạch đã được biệt hoá thành các tế bào nội mô hình khối tròn (còn gọi là tế bào nội mô cao). Những vùng này chính là tiểu tĩnh mạch có nội mô cao. Mỗi một cơ quan lympho ngoại vi (trừ lách) đều có các tiểu tĩnh mạch có nội mô cao. Trên các lát cắt đông lạnh của hạch lympho, mảng Payer hoặc hạch hạnh nhân người ta bổ xung các tế bào lympho rồi rửa để loại bỏ các tế bào không bám thì nhận thấy trên 85% tế bào bám được dính với thành của tiểu tĩnh mạch có nội mô cao mặc dù các tiểu tĩnh mạch này chỉ chiếm 1% đến 2% diện tích toàn thể của lát cắt đông lạnh (hình 3.15).

Sự xuất hiện các tiểu tĩnh mạch có nội mô cao trong các cơ quan dạng lympho chịu sự ảnh hưởng của sự hoạt hoá các tế bào lympho bởi kháng nguyên. Khi động vật sống trong một môi trường hoàn toàn vô khuẩn thì người ta không thấy xuất hiện các tiểu tĩnh mạch có nội mô cao trong các cơ quan dạng lympho ngoại vi. Có thể chứng minh ảnh hưởng của sự hoạt hoá kháng nguyên đối với sự xuất hiện các tiểu tĩnh mạch có nội mô cao bằng cách mổ để loại bỏ các mạch lympho vào và như vậy làm ngăn cản kháng nguyên xâm nhập vào hạch. Chỉ sau một thời gian ngắn các tiểu tĩnh mạch có nội mô cao sẽ bị tổn thương chức năng và các tế bào nội mô dẹt lại.

Các tế bào nội mô cao của các tiểu tĩnh mạch trên đây có các phân tử đặc biệt trên bề mặt được gọi là các phân tử kết dính tế bào (Cell Adhesion Molecule - CAM). Khi một đáp ứng miễn dịch xuất hiện các lymphokine sinh ra tại vị trí đó sẽ hoạt hoá các tế bào nội mô này để làm tăng sự xuất hiện các phân tử kết dính tế bào, tạo điều kiện thuận lợi cho sự thoát mạch của bạch cầu vào các mô đang xẩy ra sự hoạt hoá các tế bào miễn dịch. Các tế bào lympho, các tế bào mono và bạch cầu hạt khi tái tuần hoàn đều có các thụ thể dành cho các phân tử kết dính tế bào vì vậy chúng có thể gắn vào các phân tử này trên bề mặt các tế bào nội mô cao. Một nhóm các thụ thể bề mặt tế bào có khả năng kết dính với các phân tử kết dính được đặt tên là họ thụ thể integrin. Những thụ thể này là những protein dimer không thuần nhất có tác dụng thúc đẩy sự tương tác của tế bào với tế bào trong hệ thống miễn dịch cũng như sự kết dính của bạch cầu vào các tế bào nội mô của mao mạch.

Các integrin khác nhau xuất hiện trên các quần thể khác nhau của bạch cầu, điều này cho phép xẩy ra sự tương tác chọn lọc của các tế bào khác nhau với các phân tử kết dính tế bào có trên các tế bào khác, hoặc dọc theo thành mạch. Ví dụ một integrin có kí hiệu là LFA-1 xuất hiện trên tất cả các loại bạch cầu, có thể nhận dạng một phân tử kết dính có tên là ICAM có trên nhiều loại tế bào trong đó có các tế bào nội mô của mao mạch đã được hoạt hoá. Một integrin khác có kí hiệu là VLA-4 mang tính đặc hiệu với tế bào lympho T, có khả năng nhận dạng phân tử kết dính VCAM. Tầm quan trọng của các phân tử integrin trong hiện tượng thoát mạch đã được chứng minh trong bệnh thiếu hụt kết dính bạch cầu (Leukocyte Adhesion Deficiency - LAD). Ðây là một bệnh di truyền lặn tự thân, đặc trưng bởi hiện tượng nhiễm khuẩn lặp lại và không lành vết thương. Hiện tượng thiếu hụt kết dính bạch cầu là do tổn thương quá trình tổng hợp một chuỗi của thụ thể dành cho integrin có mặt trên bạch cầu. Sự vắng mặt những thụ thể này trên tế bào lympho, tế bào mono và bạch cầu hạt đã ngăn cản sự thoát mạch của chúng từ mạch máu vào các mô. Do vậy các tế bào của hệ thống miễn dịch không thể tương tác với các kháng nguyên tại các mô và cơ thể người bệnh tăng nguy cơ bị nhiễm khuẩn.

Có một số phân tử kết dính của thành mạch được phân bố ở những mô nằm ở những vị trí nhất định. Những phân tử này được gọi là “addressin mạch máu” bởi vì chúng tham gia vào việc định hướng sự thoát mạch của các tế bào lympho tái tuần hoàn vào các cơ quan dạng lympho ngoại vi đặc biệt. Sự phân bố ở những mô nhất định của các phân tử addressin này được làm sáng tỏ bởi sự khác nhau trong khả năng gắn của các kháng thể đơn clone vào các tiểu tĩnh mạch có các tế bào nội mô cao của các mô khác nhau. Ví dụ một số kháng thể đơn clone chỉ gắn với addressin mạch máu trong tiểu tĩnh mạch có nội mô cao của mảng Payer, trong khi các kháng thể đơn clone khác chỉ gắn với addressin mạch máu trong tiểu tĩnh mạch có nội mô cao của các hạch lympho. Các tế bào lympho tái tuần hoàn đã chín có các thụ thể bề mặt nhận dạng được các addressin mạch máu mang tính đặc hiệu cho mô. Do các thụ thể này tham gia vào việc định hướng sự tuần hoàn của các tế bào lympho khác nhau vào các mô riêng biệt vì vậy các thụ thể này được gọi là các thụ thể hướng cư trú (homing receptors). Gần đây người ta đã chứng minh được rằng các quần thể tế bào lympho khác nhau mang các thụ thể hướng dẫn cư trú có khả năng nhận dạng được các phân tử addressin mạch máu khác nhau và vì vậy hướng dẫn chúng cư trú trong các cơ quan dạng lympho riêng biệt. Ví dụ các tế bào lympho B có khuynh hướng cư trú tại các cơ quan dạng lympho gắn liền với niêm mạc màng nhày, trong khi đó các tế bào lympho T lại có khuynh hướng cư trú ở các hạch lympho.

Quá trình thoát mạch được xem như có 2 bước: bước hướng dẫn cư trú và bước kết dính do các integrin (hình 3.17). Trong bước thứ nhất, các thụ thể hướng dẫn cư trú trên bề mặt tế bào lympho sẽ tương tác với các phân tử addressin mạch máu mang tính đặc hiệu mô của tiểu tĩnh mạch có nội mô cao. Trong bước thứ hai, sự kết dính tế bào được tăng cường do gắn một thụ thể integrin có trên tế bào lympho với CAM có trên tiểu tĩnh mạch có nội mô cao. Trong bước thứ hai còn có thể xẩy ra sự gắn giữa integrin LFA-1 với ICAM hoặc giữa integrin VLA-4 với VCAM (xem bảng 3.6).

Sự tái tuần hoàn và hướng dẫn cư trú của các tế bào lympho được điều hoà bởi hệ thống miễn dịch theo một số cách. Sự xuất hiện của các phân tử kết dính bao gồm CAM và VA chịu ảnh hưởng của các lymphokine nhất định được sinh ra sớm trong một đáp ứng miễn dịch. Ví dụ, IL-1, INF-(, và TNF-(do các đại thực bào hoạt hoá tiết ra có khả năng làm tăng sự xuất hiện của ICAM trên các tế bào nội mô. Sự tăng xuất hiện ICAM xẩy ra sau khi hoạt hoá đại thực bào bởi kháng nguyên đã dẫn đến tăng thoát mạch của tế bào lympho, tế bào mono, bạch cầu trung tính vào vị trí hoạt hoá miễn dịch. Sự hướng dẫn cư trú tế bào lympho còn chịu ảnh hưởng của trạng thái hoạt hoá tế bào lympho. Sau khi hoạt hoá bởi kháng nguyên các tế bào lympho T và B thường mất các thụ thể hướng dẫn cư trú của chúng. Sự mất các thụ thể hướng dẫn cư trú làm cho tế bào lympho đã tương tác với kháng nguyên sẽ ở nguyên nơi có kháng nguyên mà không tham gia vào tái tuần hoàn nữa.

Bảng 3.6: Một vài thụ thể có liên quan đến quá trình cư trú và tái tuần hoàn của các tế bào lympho

Thụ thể Thuộc loại Có trên các tế bào Chức năng
LFA-1

(CD11a)

VLA-4

(CDW49d)

ELAM-1

HCAM

MEL-14

LPAM-1

Thụ thể kết dính

Thụ thể kết dính

Thụ thể kết dính

Thụ thể hướng dẫn cư trú

Thụ thể hướng dẫn cư trú

Thụ thể hướng dẫn cư trú

Bạch cầu

Bạch cầu

Nội mô mạch máu

Các tế bào lympho, có nhiều trên các lympho B

Các tế bào lympho, bạch cầu trung tính, có nhiều trên các tế bào T

Các tế bào lympho

Gắn vào ICAM-1 và ICAM-2 trên các tế bào nội mô mạch máu

Gắn vào VCAM-1 trên các tế bào nội mô mạch máu

Gắn vào các thụ thể không xác định rõ trên các bạch cầu trung tính

Gắn vào các addressin mạch máu của các TTMCNMC và MLGVMN

Gắn vào các addressin mạch máu của các TTMCNMC của hạch lympho ngoại vi

Gắn vào các addressin mạch máu của các TTMCNMC của mảng Payer

Các thực nghiệm đã cho thấy sự xuất hiện các thụ thể hướng dẫn cư trú đặc hiệu mô của lympho T xẩy ra trong quá trình chín của tế bào T tại tuyến ức. Các tiền tế bào T thoát khỏi tuỷ xương trong quá trình sinh tạo máu sẽ gắn vào các tế bào nội mô của tuyến ức và di chuyển vào tuyến ức. Khi các thymo bào chín trong tuyến ức chúng mới có các thụ thể hướng dẫn cư trú, những thụ thể này sẽ định hướng cho việc di chuyển của chúng tới các cơ quan lympho ngoại vi. Một loại thụ thể hướng dẫn cư trú như thế đã được phát hiện nhờ kháng thể đơn clone có kí hiệu là MEL-14 và người ta nhận thấy loại thụ thể hướng dẫn cư trú này có trên hầu hết các tế bào T tuần hoàn ở máu ngoại vi với mật độ cao, và cũng có trên hầu hết các thymo bào nhưng với mật độ thấp. Tuy vậy một tỷ lệ nhỏ các thymo bào ở vùng vỏ (1-3%) cũng có các thụ thể này với mật độ cao; những tế bào này cũng xuất hiện các phân tử bề mặt khác đặc trưng cho các tế bào T đã chín. Như vậy sự xuất hiện các thụ thể phát hiện nhờ kháng thể đơn clone MEL-14 hình như liên quan chặt chẽ với quá trình chín của tế bào T trong tuyến ức.

Ngoài vai trò kết dính tế bào lympho vào các tế bào nội mô mạch máu, rất nhiều phân tử kết dính tham gia vào quá trình tương tác giữa các tế bào trong hệ thống miễn dịch. Ví dụ sự tương tác giữa các tế bào Th với các tế bào trình diện kháng nguyên, giữa tế bào Th với tế bào B, giữa tế bào Tc với tế bào đích. Những điều này sẽ còn được nói tới trong các chương sau.

KẾT LUẬN

1. Tham gia vào đáp ứng miễn dịch có các bạch cầu. Tất cả các bạch cầu này đều bắt nguồn từ một tế bào gốc tạo máu chung.

2. Các yếu tố phát triển tạo máu khác nhau (hay các cytokine) có tác dụng gây tăng sinh và biệt hoá các tế bào máu khác nhau. Quá trình này được điều hoà một cách chặt chẽ để đảm bảo duy trì cho mỗi loại tế bào máu khác nhau chỉ có những lượng tế bào nhất định.

3. Chỉ có các tế bào lympho là các tế bào trung tâm của hệ thống miễn dịch mới có tính đa dạng, tính đặc hiệu, trí nhớ miễn dịch và khả năng nhận biết những gì là của bản thân cơ thể và những gì là lạ.

4. Các tế bào mono, đại thực bào, bạch cầu trung tính là các tế bào phụ trợ của hệ thống miễn dịch, chúng có chức năng là thực bào và thanh lọc kháng nguyên. Hiện tượng thực bào được tạo thuận nhờ quá trình opsonin hoá bởi kháng thể và bổ thể do opsonin hoá sẽ làm tăng sự bám dính của kháng nguyên vào màng tế bào thực bào.

5. Ngoài chức năng thực bào thì đại thực bào còn đóng một vai trò quan trọng trong việc hoạt hoá các tế bào T do đại thực bào xử lý và trình diện kháng nguyên ra màng ngoài tế bào cùng phân tử MHC lớp II và đại thực bào chế tiết ra IL-1.

6. Các cơ quan lympho trung ương là nơi các tế bào lympho chín và tiếp xúc với kháng nguyên. Các tế bào lympho T chín ở trong tuyến ức còn các tế bào lympho B thì chín ở trong túi Fabricius ở loài chim và ở trong tuỷ xương của động vật có vú.

7. Các cơ quan lympho ngoại vi có chức năng bắt giữ kháng nguyên và là nơi các tế bào lympho tương tác với kháng nguyên và trải qua quá trình chọn lọc clôn.

8. Các tế bào lympho tái tuần hoàn giữa máu, dịch lympho, cơ quan lympho và kẽ mô. Các thụ thể hướng cư trú trên các tế bào lympho tương tác với các phân tử kết dính đặc hiệu mô có trên các tiểu tĩnh mạch sau mao mạch. Ðiều này có tác dụng định hướng cho các tế bào lympho tái tuần hoàn tới các mô đặc hiệu.

Tác phẩm, tác giả, nguồn

  • BÁCH KHOA Y HỌC
  • Tác giả: Bác sĩ Đa Khoa Lê Đình Sáng; Trường Đại Học Y Khoa Hà Nội, khóa 2005-2011.
  • Email: LesangmdAt char.pnggmail.com
  • Nguồn: Nhiều nguồn, chi tiết xem bài giới thiệu
  • CẢNH BÁO: Không có chuyên môn, không phải là nhân viên y tế, bạn không được phép tự sử dụng những thông tin có trong cuốn sách này để chẩn đoán và điều trị.

Có thể bạn muốn xem

"Like" us to know more!