Y khoa Ykhoa, y học, y tế, kiến thức, lâm sàng, cận lâm sàng, chẩn đoán, điều trị, phác đồ, diễn đàn y khoa, hệ sinh thái y khoa online, mới nhất và đáng tin cậy.
1.Bạch cầu, Bạch cầu hạt, Hệ thống Bạch cầu đơn nhân – Đại thực bào, và Quá trình Viêm
Cơ thể chúng ta liên tục tiếp xúc với vi khuẩn, virut, nấm và kí sinh trùng, hầu hết chúng đều không gây bệnh và có sự khác nhau ở da, miệng, đường hô hấp, đường ruột, màng mắt (lining membranes of the eyes), và cả đường tiết niệu. Nhiều tác nhân nhiễm khuẩn có thể gây ra các bất thường nghiêm trọng về chức năng sinh lý hoặc thâm chí gây tử vong nếu chúng xâm nhập sâu vào các mô. Chúng ta cũng có thể tiếp xúc một cách không liên tục với các vi khuẩn và virut có khả năng lây nhiễm cao không nằm trong số các loại bình thường trên cơ thể, và các tác nhân này có thể gây ra bệnh cấp tính chết người như viêm phổi, nhiễm liên cầu khuẩn và sốt thương hàn.
Cơ thể chúng ta có một hệ thống đặc biệt để tiêu diệt các tác nhân gây nhiễm khuẩn và nhiễm độc khác nhau. Hệ thống này bao gồm bạch cầu (WBCs) và các tế bào nguồn gốc bạch cầu. Các tế bào này hoạt động cùng nhau theo hai cách để xử lý bệnh: (1) tiêu diệt thật sự các vi khuẩn và virut xâm nhập bằng cách thực bào và (2) tạo ra các kháng thể và làm tăng nhạy cảm với các tếbào lympho có thể tiêu diệt hoặc bất hoạt tác nhân xâm nhập. Chương này liên quan tới phương pháp đầu tiên và chương 35 sẽ nói đến phương pháp thứ 2.
Bạch cầu (WBCs)
Bạch cầu (leukocytes/ white blood cells) là các đơn vị di động của hệ thống bảo vệ cơ thể. Chúng được tạo ra một phần ở tủy xương (bạch cầu hạt và bạch cầu đơn nhân và một ít lympho bào) và một phần ở mô lympho (lympho bào và các tương bào). Sau khi hình thành, chúng được vận chuyển vào máu đến các nơi khác nhau trong cơ thể, những nơi cần chúng.
Giá trị thực tế của WBCs là hầu hết chúng được vận chuyển rõ rệt đến các vùng nhiễm khuẩn nghiêm trọng và các ổ viêm, nhờ đó cung cấp một sự bảo vệ nhanh chóng và mạnh mẽ chống lại tác nhân nhiễm khuẩn. Như chúng ta sẽ được biết ở phần sau, bạch cầu hạt và bạch cầu đơn nhân có một khả năng đặc biệt để “tìm và tiêu diệt” một tác nhân ngoại nhập.
Đặc điểm chung của Bạch cầu
Các loại tế bào bạch cầu. Sau loại bạch cầu bình thường có mặt trong máu: bạch cầu đa nhân trung tính, bạch cầu đa nhân ưa acid, bạch cầu đa nhân ưa base, tế bào mono, lympho bào, và đôi khi có tương bào. Ngoài ra, có một lượng lớn tiểu cầu, chúng là những mảnh nhỏ của một loại tế bào tương tự như bạch cầu được tìm thấy trong tủy xương, gọi là mẫu tiểu cầu (megakarocyte). Ba loại bạch cầu đầu tiên (các bạch cầu đa nhân), đều có sự xuất hiện dạng hạt, có thể thấy được ở các bạch cầu số 7, 10 và 12 hình 34-1, vì thế chúng được gọi là bạch cầu đa nhân, hay theo thuật ngữ lâm sàng là “polys”, do chúng có nhiều hạt nhân.
Các bạch cầu hạt và bạch cầu mono bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân xâm phạm bằng cách nuốt chúng (sự thực bào) hoặc tiết ra các chất kháng khuẩn hoặc chất gây viêm có nhiều tác dụng hỗ trợ trong việc tiêu diệt các sinh vật xâm phạm. Bạch cầu lympho và tương bào có chức năng chính trong việc liên kết với hệt thống miễn dịch, sẽ được bàn luận ở chương 35. Cuối cùng, chức năng của tiểu cầu là hoạt hóa cơ chế đông máu, sẽ được bàn luận ở chương 37.
Nồng độ các loại Bạch cầu trong máu. Người trưởng thành có khoảng 7000 tế bào bạch cầumỗi microlit máu (trong khi có 5 tỷ hồng cầu mỗi microlit máu). Tỷ lệ các loại bạch cầu trong bạch cầu toàn phần
Số lượng tiểu cầu trong mỗi microlit máu bình thường khoảng 300,000.
Sự hình thành Bạch cầu
Sự biệt hóa sớm nhất của tế bào gốc tạo máu đa năng thành các typ tế bào gốc biệt hóa khác nhau được thể hiện ở hình 33-2 trong chương trước. Bên cạnh các tế bào biệt hóa thành RBCs, hai dòng quan trọng của WBCs cũng được hình thành, đó là dòng tủy và dòng lympho.
Vị trí bên trái của hình 34-1 thể hiện dòng tủy, bắt đầu với nguyên bào tủy (myeloblast); vị trí bên phải thể hiện dòng lypmpho, bắt đầu với nguyên bào lympho (lymphoblast).
Bạch cầu hạt và bạch cầu mono chỉ được tạo thành ở tủy xương. Bạch cầu lympho và tương bào được sản xuất củ yếu ở các mô lympho, đặc biệt là các tuyến bạch huyết, lách, tuyến ức, hạch hạnh nhân và các túi của mô lympho ở các nơi khác trong cơ thể, ví dụ như trong tủy xương và trong mảng Peyer dưới lớp biểu mô thành ruột.
WBCs được hình thành trong tủy xương được dự trữ trong tủy xương đến khi chúng cần thiết phải đi vào hệ tuần hoàn. Sau đó, khi có nhu cầu, các yếu tố khác nhau làm cho chúng được giải phóng (các yếu tố này sẽ được bàn luận sau). Bình thường, bạch cầu dự trữ gấp khoảng 3 lần bạch cầu lưu thông trong máu. Số lượng này có thể cung cấp được khoảng 6 ngày.
Bạch cầu lympho hầu hết được dự trữ trong các mô lympho, trừ một lượng nhỏ được vận chuyển tạm thời trong máu.
Như được thể hiện ở hình 34-1, mẫu tiểu cầu (tế bào số 3) cũng được hình thành ở tủy xương. Các mẫu tiểu cầu phân mảnh trong tủy xương; các mảnh nhỏ được gọi là tiểu cầu (platelet/ thrombocyte) , sau đó đi vào máu. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo cục máu đông.
Đời sống của Bạch cầu
Đời sống bạch cầu sau khi rời khỏi tủy xương thường là 4-8h trong máu tuần hoàn và khoảng 4-5 ngày trong các mô cần chúng. Trong các nhiễm khuẩn nghiêm trọng ở mô, đời sống thường bị rút ngắn chỉ còn vài giờ do các bạch cầu hạt liên tục đến khu vực nhiễm khuẩn nhanh hơn, thực hiện chức năng của chúng và trong quá trình này, bản thân chúng bị phá hủy.
Bạch cầu mono cũng có thời gian vận chuyển ngắn, 10-20h trong máu, trước khi đi qua màng mao mạch để vào các mô. Khi đã ở trong mô, chúng phồng lên vè kích thước để trở thành đại thực bào mô, và ở dạng này, chúng có thể sống hàng tháng trừ khi bị phá hủy trong khi thực hiện chức năng thực bào. Các đại thực bào mô này là cơ sở của hệ thống đại thực bào mô (được bàn luận chi tiết hơn sau này), tiếp tục cung cấp sự bảo vệ chống lại nhiễm khuẩn.
Bạch cầu lympho liên tục đi vào hệ thống tuần hoàn, theo suốt mạch lympho từ các hạch lympho và các mô lympho khác. Sau vài giờ, chúng rời khởi máu và quay lại các mô bằng cách xuyên mạch (diapedesis). Sau đó chúng quay lại mạch lympho rồi lại vào máu và cứ tiếp tục như thế; đó là sự tuần hoàn liên tục của bạch cầu lympho trong cơ thể. Bạch cầu lympho có đời sống vài tuần hoặc vài tháng, phụ thuộc vào nhu cầu của cơ thể.
Tiểu cầu trong máu được thay thế khoảng 10 ngày một lần, khoảng 30,000 tiểu cầu được hình thành mỗi ngày trong mỗi microlit máu.
Bạch cầu đa nhân trung tính và đại thực bào chống lại nhiễm khuẩn
Điều quan trọng nhất đối với bạch cầu hạt trung tính (bạch cầu đa nhân trung tính) và đại thực bào là tấn công và tiêu diệt các vi khuẩn, virut, và các tác nhân gây hại khác. Bạch cầu hạt trung tính là các tế bào trưởng thành có thể tấn công và tiêu diệt vi khuẩn ngay cả ở trong máu tuần hoàn. Ngược lại, đại thực bào bắt đầu vòng đời dưới dạng bạch cầu mono, đó là dạng tế bào non khi di chuyển trong máu và có ít khả năng tấn công các tác nhân nhiễm khuẩn ở giai đoạn này. Tuy nhiên, khi vào mô, chúng bắt đầu phồng lên, kích thước tăng gấp 5 lần, khoảng 60-80micromet, một kích thước có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Các tế bào này được gọi là đại thựcbào, và chúng có năng lực mạnh mẽ chống lại các tác nhân gây bệnh trong các mô.
Bạch cầu đi vào mô bằng cách xuyên mạch. Bạch cầu hạt trung tính và bạch cầu mono có thể chui qua các lỗ của mao mạch máu bằng cách xuyên mạch. Ngay cả khi một lỗ mao mạch nhỏ hơn nhiều so với tế bào, một phần nhỏ của tế bào trược dần qua lỗ trong một khoảng thời gian; phần trượt qua ngay lập tức co lại bằng kích thước của mỗ, như hình 34-2 và 34-3.
Bạch cầu di chuyển trong mô bằng chuyển động kiểu amip. Cả bạch cầu hạt trung tính và đại thực bào có thể di chuyển trong mô bằng chuyển động kiểu amip, như đã miêu tả ở Chương 2. Vài tế bào di chuyển với tốc độ nhanh khoảng 40 µm/ph, một khoảng cách lớn so với chiều dài cơ thể chúng mỗi phút.
Bạch cầu được thu hút đến vùng mô viêm bằng hóa hướng động (Chemotaxis). Nhiều hóa chất khác nhau trong mô làm cho cả bạch cầu hạt trung tính và đại thực bào di chuyển hướng về nguồn hóa chất. Hiện tượng này, thể hiện ở hình 34-2, được gọi là hóa hướng động. Khi một mô bắt đầu viêm, có ít nhất một chục sản phẩm khác nhau được tạo ra có thể gây ra hóa hướng động hướng về vùng viêm. Chúng bao gồm (1) một số độc tố vi khuẩn hoặc virut, (2) các sản phẩm thoái hóa của mô viêm, (3) vài sản phẩm phản ứng của “phức hợp bổ thể” (bàn luận ở Chuong 35) được hoạt hóa trong mô viêm, và (4) vài sản phẩm phản ứng gây ra bởi cục máu đông trong vùng viêm, cũng như các chất khác.
Như trong hình 34-2, hóa hướng động phụ thuộc gradient nồng độ của chất gây hóa hướng động. Nồng độ lớn nhất ở gần nguồn, nơi trực tiếp hướng sự di chuyển của bạch cầu. Hóa hướng động có hiệu quả xa hơn 100 micromet từ một mô viêm. Hơn nữa, do hầu như không vùng mô nào xa hơn 50 micromet tính từ một mao mạch nên tín hiệu hóa hướng động có thể dễ dàng di chuyển đám bạch cầu từ các mao mạch vào vùng viêm.
Sự thực bào
Chức năng quan trọng nhất của bạch cầu hạt trung tính và đại thực bào là thực bào, có nghĩa là tế bào ăn tác nhân xâm phạm. Tế bào thực bào phải chọ lọc chất thực bào; nếu không, các tếbào và cấu trúc bình thường của cơ thể có thể bị thực bào. Dù thực bào sẽ gây ra nhưng vẫn phụthuộc 3 quá trình chọn lọc.
Đầu tiên, hầu hết cấu trúc tự nhiên trong mô có bề mặt nhẵn, chống lại sự thực bào. Tuy nhiên, nếu bề mặt mất nhẵn, khả năng thực bào sẽ tăng lên.
Thứ hai, hầu hết chất tự nhiên trong cơ thể có áo protein bảo vệ tránh bị thực bào. Ngược lại, hầu hết mô chết và các hạt ngoại lai không có lớp áo bảo vệ, làm chúng trở thành đối tượng thực bào.
Thứ ba, hệ thống miễn dịch của cơ thể (được miêu tả ở Chương 35) phát triển các kháng thể chống lại tác nhân nhiễm khuẩn như vi khuẩn. Các kháng thể sau đó gắn vào màng vi khuẩn và theo đó làm cho vi khuẩn đặc biệt dễ bị thực bào. Để làm điều này, phân tử kháng thể cũng kết hợp với sản phẩm C3 của hệ thống bổ thể (complement cascade), đó là một phần bổ sung của hệmiễn dịch được bàn luận ở chương sau. Phân tử C3 gắn với thụ thể trên màng tế bào thực bào, dẫn đến khởi động sự thực bào. Trong quá trình này, một nguồn bệnh được chọn lọc cho thực bào và phá hủy được gọi là sự opsonin hóa.
Sự thực bào của bạch cầu đa nhân trung tính. Bạch cầu hạt trung tính đi vào mô là các bạch cầu đã trưởng thành có thể lập tức bắt đầu thực bào. Khi tiếp cận một vật lạ, bạch cầu hạt trung tính đầu tiên gắn chính nó với vật lạ rồi phóng chân giả bao vây vật lạ. Chân giả gặp một chân giả khác ở vị trí đối diện và hợp nhất với nhau. Hoạt động này tạo ra một túi kín chứa vật lạ. Sau đó, túi này vào bên trong bào tương và tách khỏi màng ngoài tế bào để tạo thành một “túi thực bào” trôi tự do (còn gọi là thể thực bào – phagosome) trong bào tương. Một bạch cầu hạt thường có thể thực bào 3-20 vi khuẩn trước khi chúng trở thành dạng không hoạt động hoặc chết.
Sự thực bào của đại thực bào. Đại thực bào là giai đoạn cuối của bạch cầu mono đi vào mô từ máu. Khi được hoạt hóa bởi hệ miễn dịch, như miêu tả ở Chương 35, Chúng có khả năng thực bào lớn hơn nhiều so với bạch cầu đa nhân trung tính, thường có thể thực bào nhiều tới 100 vi khuẩn. Chúng cũng có khả năng nuốt những vật lớn hơn nhiều, kể cả hồng cầu hoặc đôi khi cả kí sinh trùng sốt rét, trong khi bạch cầu hạt trung tính không thể thực bào các vật lớn hơn nhiều so với vi khuẩn. Ngoài ra, sau khi tiêu hóa vật lạ, đại thực bào có thể đẩy sản phẩm thừa ra ngoài và thường sống và hoạt động chức năng thêm nhiều tháng nữa.
Một khi bị thực bào, hầu hết vật lạ bị tiêu hóa bởi các enzym nội bào. Khi một vật lạ bịthực bào, lysosome và các hạt khác trong bào tương bạch cầu hạt trung tính hoặc đại thực bào lập tức bắt đầu tiếp xúc với túi thực bào, hòa màng, rồi trút các enzym tiêu hóa và tác nhân diệt khuẩn vào túi. Do vậy, túi thực bào trở thành một túi tiêu hóa, và sự tiêu hóa vật bị thực bào lập tức được bắt đầu.
Cả bạch cầu trung tính và đại thực bào đều chứa một lượng lớn lysosome đầy những enzym tiêu protein đặc biệt là tiêu hóa vi khuẩn và các protein lạ. Lysosom của đại thực bào (không phải của bạch cầu hạt trung tính) cũng chứa lượng lớn lipase để tiêu hóa các màng lipid dày của một số vi khuẩn như vi khuẩn lao.
Bạch cầu đa nhân trung tính và đại thực bào có thể giết vi khuẩn. Ngoài việc tiêu hóa vi khuẩn ăn vào trong phagosome thì bạch cầu hạt trung tính và đại thực bào còn chứa các tác nhân diệt khuẩn giết được hầu hết vi khuẩn kể cả khi enzym của lysosome không tiêu hóa được chúng. Đặc điểm này đặc biệt quan trọng do một số vi khuẩn có các lớp áo bảo vệ hoặc các yếu tố khác giúp chúng không bị phá hủy bởi enzym tiêu hóa. Phần lớn tác dụng diệt khuẩn là kết quả từ một số tác nhân oxy hóa mạnh mẽ được hình thành bởi các enzym trong màng của phagosome hoặc bởi một hạt đặc biệt gọi là peroxisome. Các tác nhân oxi hóa này bao gồm lượng lớn superoxide (O2-), hydrogen peroxide (H2O2), và hydroxyl ions (OH-), chúng giết hầu hết vi khuẩn ngay cảvới lượng rất nhỏ. Hơn nữa, một trong số các enzym của lysosome, myeloperoxidase, xúc tác phản ứng giữa H2O2 và ion Cl- để tạo ra hypochlorid là chất diệt khuẩn rất mạnh.
Một số vi khuẩn, đáng chú ý nhất là vi khuẩn lao, có các lớp áo chống lại sự tiêu hóa của lysosome và đồng thời tiết các chất chống lại một phần các tác nhân diệt khuẩn của bạch cầu hạt trung tính và đại thực bào. Các vi khuẩn này gây ra các bệnh mạn tính, ví dụ như bệnh lao.
Hệ thống mono-đại thực bào/ hệ thống võng nội mô (reticuloendothelial)
Trong phần trước, chúng ta đã miêu tả đại thực bào chủ yếu là các tế bào di động có khả năng đi vào các mô. Tuy nhiên, sau khi vào các mô vào trở thành đại thực bào, phần lớn các bạch cầu mono bị gắn vào các mô và vẫn gắn liền trong nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm, cho đến khi chúng được huy động để thực hiện chức năng bảo vệ cục bộ. Chúng có khả năng giống như đại thực bào di động để thực bào lượng lớn vi khuẩn, virut, mô hoại tử, hoặc các vật lạ khác trong mô. Ngoài ra, khi được kích thích phù hợp, chúng có thể rời khỏi nơi gắn, một lần nữa trở lại thành đại thực bào di động để đáp ứng với sự hóa hướng động và mọt kích thích khác của quá trình viêm. Do đó, cơ thể có một “hệ thống mono-đại thực bào” lan rộng trong gần như tất cả các vùng mô.
Tổ hợp toàn bộ bạch cầu mono, đại thực bào di động, đại thực bào mô cố định, và một vài tếbào nội mô chuyên biệt trong tủy xương, lách, và hạch lympho được gọi là hệ thống võng nội mô. Tuy nhiên, tất cả hoặc hầu hết các tế bào này bắt nguồn từ tế bào gốc dòng mono; do đó, hệvõng nội mô gần như đồng nghĩa với hẹ thống mono-đại thực bào. Bởi vì thuật ngữ hệ thống võng nội mô trong y văn tốt hơn nhiều so với thuật ngữ hệ thống mono-đại thực bào, nó nên được nhớ như một hệ thống thực bào nói chúng ở trong mọi mô, đặc biệt là trong các vùng mô có lượng lớn vật lạ, chất độc và các chất thừa phải bị tiêu hủy.
Đại thực bào mô trong Da và Mô dưới da (mô bào). Dù cho da phần lớn là bất khả xâm phạm đối với tác nhân nhiễm khuẩn, nhưng điều này không còn đúng khi da bị tổn thương. Khi nhiễm khuẩn bắt đầu trong mô dưới da và viêm cục bộ xảy ra sau đó, đại thực bào mô địa phương có thể phân chia tại chỗ và hình dạng vẫn giống đa số đại thực bào. Sau đó chúng thực hiện chức năng bình thường là tấn công và tiêu diệt tác nhân nhiễm khuẩn, như đã mô tả ở trên.
Đại thực bào trong hạch Lympho. Về cơ bản không có vật chất lạ nào xâm nhập các mô, như vi khuẩn, có thể được hấp thu trực tiếp qua màng mao mạch để vào máu. Thay vào đó, nếu vật lạkhông bị tiêu diệt tại chỗ ở trong mô, chúng sẽ đi vào mạch lympho và đến các hạch lympho khu trú trên đường đi của bạch mạch. Các vật lạ sẽ bị bắt giữ trong các hạch này trong một mạng lưới các xoang được lót bởi đại thực bào mô.
Hình 34-3 minh họa cấu tạo chung của hạch bạch huyết, bạch mạch đi vào thông qua lớp vỏhạch bạch huyết bằng bạch mạch đến, rồi chảy qua các nút xoang tủy, và cuối cùng đi ra khỏi rốn hạch vào bạch mạch đi rồi đổ vào mạch máu.
Có một lượng lớn đại thực bào lót trong các xoang lympho, và nếu một vài vật lạ xâm nhập vào các xoang này bằng bạch mạch, chúng sẽ bị các đại thứ bào phá hủy và ngăn cản sự lan rộng trong toàn cơ thể.
Đại thực bào phế nang trong phổi. Một con đường mà các sinh vật thường xuyên xâm nhậvào cơ thể là thông qua phổi. Một lượng lớn các đại thực bào mô có mặt như một thành phần không thể thiếu của vách phế nang. Chúng có thể thực bào các vật lạ bị giữ lại trong phế nang. Nếu các vật lạ tiêu hóa được, đại thực bào cũng có thể tiêu hóa chúng và tiết ra các sản phẩm tiêu hóa và bạch mạch. Nếu vật lạ không tiêu hóa được, đại thực bào thường biến thành một “tế bào khổng lồ” bao quanh vật lạ cho đến khi vật lạ dần dần tan rã. Những bao như vậy thường được hình thành xung quanh vi khuẩn lao, các hạt bụi silicat và cả các hạt than.
Đại thực bào trong các xoang gan (Kupffer Cells). Các sinh vật lạ cũng có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường tiêu hóa. Một lượng lớn vi khuẩn từ thức ăn luôn đi qua niêm mạc đường tiêu hóa để vào hệ thống cửa. Trước khi đổ vào tuần hoàn chung, máu tĩnh mạch cửa đi qua các xoang gan, nơi được lót bởi các đại thực bào mô được gọi là tế bào kuffer, như hình 34-4. Các tế bào này hình thành như một hệ thống lọc hiệu quả gần như không để cho vi khuẩn từ đường tiêu hóa qua được hệ thống cửa để vào tuần hoàn chung. Thật vậy, hình ảnh hoạt động thực bào của tế bào kuffer đã chứng minh quá trình thực bào một vi khuẩn đơn lẻ trong thời gian dưới 0,01s.
Đại thực bào ở Lách và Tủy xương. Nếu một sinh vật lạ xâm nhập thành công vào tuần hoàn chung, sẽ có các cơ chế bảo vệ khác của hệ thống đại thực bào mô, đặc biệt là đại thực bào của lách và tủy xương. Ở cả hai mô này, đại thực bào được giữ lại bởi hệ thống võng của hai cơ quan này và khi vật lạ tiếp xúc với đại thực bào, chúng sẽ bị thực bào.
Lách cũng như các hạch lympho, thay vì máu thì bạch huyết chảy qua các vùng mô của lách. Hình 34-5 cho thấy một đoạn ngoại biên của lách. Lưu ý rằng một đoạn mạch nhỏ thâm nhập từ vùng vỏ vào vùng tủy lách và kết thúc trong các mao mạch nhỏ. Các mao mạch có độ xốp cao, cho phép máu toàn phần đi ra khỏi các mao mạch để vào các dây tủy đỏ. Máu sau đó dần bị ép qua mạng lưới dây tủy và cuối cùng trở lại máu tuần hoàn qua vách nội mô của các xoang tĩnh mạch. Các sợi tủy đỏ và các xoang tĩnh mạch được lót bởi một lượng lớn các đại thực bào. Đây là đoạn đặc biệt của máu thông qua các dây tủy đỏ cung cấp một phương tiện đặc biệt để thực bào các mảnh vỡ không mong muốn trong máu, đặc biệt là hồng già và hồng cầu bất thường.
Quá trình viêm: Vai trò của Bạch cầu hạt trung tính và Đại thực bào
Quá trình viêm
Khi mô bị tổn thương, dù nguyên nhân do vi khuẩn, chấn thương, chất hóa học, nhiệt độ, hay các hiện tượng khác, mô tổn thương đều giải phóng ra nhiều chất và gây ra sự biến đổi thứ phát vùng mô lành xung quanh. Tập hợp những sự thay đỏi của mô này được gọi là hiện tượng viêm.
Viêm đặc trưng bởi (1) sự giãn rộng của mạch tại chỗ, gây tăng lưu lượng máu tại chỗ; (2) tăng tính thấm của mao mạch, cho phép rò rỉ một lượng lớn dịch vào khoảng kẽ; (3) thường đông tụdịch ở khoảng kẽ do tăng số lượng fibrinogen và các protein rò rỉ từ mao mạch.; (4) thu hút một lượng lớn bạch cầu hạt và bạch cầu mono vào mô; và (5) sự phồng lên của các tế bào mô. Nhiều sản phẩm của các mô tổn thương gây ra các phản ứng này như histamine, bradykinin, serotonin, prostaglandin, một số sản phẩm phản ứng của hệ thống bổ thể (miêu tả ở Chương 35), Các sản phẩm phản ứng của hệ thống đông máu, và nhiều chất khác được gọi là lymphokine được tiết ra bởi lympho T hoạt hóa (bộ phận của hệ thống miễn dịch, được bàn luận ở chương 35). Một vài chất này hoạt hóa mạnh mẽ hệ thống đại thực bào, và trong một vài giờ, đại thực bào bắt đầu thực bào các mô bị phá hủy. Tuy nhiên, giai đoạn này, đại thực bào cũng làm tổn thương thêm các tế bào mô lành.
Tác dụng “khoanh vùng” của viêm. Một trong những kết quả đầu tiên của viêm là “khoanh vùng” ổ tổn thương với các vùng còn lại. Các khoang mô và bạch mạch trong ổ viêm bị phong tỏa bởi các cục fibrin nên sau một thời gian, không còn dịch chảy qua khoảng này. Quá trình khoanh vùng này làm giảm sự lan truyền của vi khuẩn và các sản phẩm độc hại.
Cường độ của qua trình viêm thường tỷ lệ với mức độ tổn thương mô. Ví dụ, khi Tụ cầu xâm nhập mô, tiết ra các chất độc gây chết tế bào cực mạnh. Kết quả là quá trình viêm phát triển nhanh chóng, nhanh hơn nhiều so với tốc độ nhân lên và lan truyền của Tụ cầu. Do đó, nhiễm khuẩn tụ cầu tại chỗ đặc trưng bởi tốc độ khoanh vùng nhanh chóng và ngăn ngừa sự lan rộng vào cơ thể. Liên cầu thì ngược lại, không gây ra sự phá hủy mạnh mẽ mô tại chỗ. Do đó, quá trình khoanh vùng phát triển chậm hơn nhiều giờ, trong khi nhiều liên cầu tăng sinh và di chuyển. Kết quả là liên cầu thường có xư hướng lan rộng nhiều và lan ra toàn cơ thể và dễ gây tử vong hơn tụ cầu, ngay cả khi tụ cầu có thể phá hủy các mô nhiều hơn.
Sự đáp ứng của Đại thực bào và Bạch cầu hạt trung tính trong viêm
Đại thực bào mô cung cấp hàng rào bảo vệ đầu tiên chống lại nhiễm khuẩn. Trong vài phút sau khi viêm bắt đầu, đại thực bào sẵn sàng có mặt trong mô, dù là mô bào trong mô dưới da, đại thực bào phế nang trong phổi, tế bào tiểu thần knh đệm trong não, hay các đại thực bào khác, đều ngay lập tức bắt đầu hoạt động thực bào. Khi được hoạt hóa bởi các sản phẩm của viêm và nhiễm khuẩn, tác dụng đầu tiên là các đại thực bào nhanh chóng phồng lên. Sau đó, nhiều đại thực bào tách khỏi chỗ gắn và bắt đầu di động, tạo một hàng rào bảo vệ chống lại nhiễm khuẩn trong giờ đầu tiên. Lượng đại thực bào được huy động đàu tiên không nhiều nhưng chúng rất cần thiết.
Bạch cầu hạt trung tính xâm nhập vùng viêm tạo hàng rào bảo vệ thứ hai. Trong giờ đầu tiên hoặc sau khi viêm bắt đầu, một lượng lớn bạch cầu hạt trung tính bắt đầu tràn vào vùng viêm từ máu. Sự xâm nhập này là do các cytokin của viêm (vd: yếu tố hoại tử u và interkeukin-1) và các sản phẩm hóa sinh khác được sản xuất bởi mô viêm sau gây phản ứng:
- Chúng làm tăng sự xuất hiện của phân tử dính, như selectin và phân tử kết dính gian bào-1 (ICAM-1) trên bề mặt tế bào nội mô mao mạch và tiểu tĩnh mạch. Các phân tửkết dính này phản ứng với phân tử integrin trên bạch cầu hạt trung tính để gắn lên vách mao mạch và tiểu tĩnh mạch trong vùng viêm. Tác dụng này được gọi là sự bám mạch và được thể hiện ở hình 34-2 và chi tiết hơn ở hình 34-6.
- Chúng cũng làm cho sự kết dính giữa tế bào nội mô mao mạch và các tiểu tĩnh mạch nới lỏng ra, cho phép mở rộng đủ để bạch cầu hạt trung tính bò trực tiếp từ máu vào khoảng mô bằng cách xuyên mạch.
- Chúng gây ra hóa hướng động bạch cầu hạt trung tính về phía mô tổn thương, như đã nói ở phần trước.
Tăng cấp tính số lượng bạch cầu hạt trung tính trong máu – “Neutrophilia”. Cũng trong một vài giờ đầu sau sự tấn công cấp tính, viêm nặng, số lượng bạch cầu hạt trung tính trong máu đôi khi tăng từ 4-5 lần (từ 4000-5000 tăng thành 15,000-25,000 bạch cầu mỗi microlit). Điều này được gọi là neutrophilia, có nghĩa là tăng số lượng bạch cầu hạt trung tính trong máu. Neutrophilia gây ra do các sản phẩm viêm đi vào máu, được vẩn chuyển đến tủy xương, và tác động lên bạch cầu hạt trung tính dự trữ ở tủy xương di chuyển ra máu tuần hoàn. Điều này làm cho nhiều bạch cầu hạt trung tính đi đến mô viêm.
Sự xâm nhập của đại thực bào vào mô viêm tạo hàng rào bảo vệ thứ ba. Cúng với bạch cầu hạt trung tính, bạch cầu mono từ máu vào mô viêm và trở thành đại thực bào. Tuy nhiên, sốlượng bạch cầu mono trong máu tuần hoàn lại thấp. Trong tủy xương cũng dự trữ ít bạch cầu mono hơn so với bạch cầu hạt trung tính. Do đó, sự tập trung đại thục bào trong mô viêm chậm hơn nhiều so với bạch cầu hạt trung tính, cần mất vài ngày mới có tác dụng. Hơn nữa, ngay cả sau khi xâm nhập mô viêm, bạch cầu mono còn chưa phải tế bào trưởng thành, cần 8h hoặc hơn để phồng lên phát triển kích thước to hơn và phát triển một lượng cực kì nhiều lysosome; chỉ sau khi đấy chúng mới đạt được đầu đủ khả năng của đại thực bào mô để có thể thực bào. Sau vài ngày đến vài tuần, đại thực bào cuối cùng sẽ tiến tới chiếm ưu thế về tế bào thực bafotrong mô viêm do tủy xương tăng sản xuất các bạch cầu mono mới, sẽ được bàn đến sau.
Như đã chỉ ra, đại thực bào có thể thực bào nhiều vi khuẩn hơn (khoảng gấp 5 lần) và các phần tử lớn hơn, bao gồm cả bạch cầu hạt trung tính. Đại thực bào cũng đóng vai trò quan trọng trong việc khởi động sản xuất kháng thể, sẽ được bàn luận ở Chương 35.
Tủy xương tăng sản xuất bạch cầu hạt và bạch cầu môn là hàng rào bảo vệ thứ tư. Hàng rào bảo vệ thứ tư là sự tăng sản xuất của bạch cầu hạt và bạch cầu mono bởi tủy xương. Hoạt động này là kết quả từ sự kích thích các tế bào tổ tiên dòng bạch cầu hạt và dòng mono trong tủy xương. Tuy nhiên, mất 3-4 ngày trước khi bạch cầu hạt và bạch cầu mono mới được hình thành đạt đến giai đoạn rời khỏi tủy xương. Nếu kích thích từ mô viêm tiếp tục, tủy xương có thể tiếp tục sản xuất một lượng cực lớn các bạch cầu này trong nhiều tháng, thậm chí nhiều năm, đôi khi gấp 20-50 lần bình thường.
Quá trình điều hòa ngược các đáp ứng của đại thực bào và bạch cầu đa nhân trung tính
Mặc dù có nhiều hơn hai chục yếu tố tham gia điều hòa đại thực bào đáp ứng viêm, có 5 yếuđược tin là đóng vai trò chính trong viêm. Chúng được thể hiện trong Hình 34-7, bao gồm (1) yếu tố hoại tử u (TNF), (2) interleukin-1 (IL-1), (3) yếu tố kích thích cụm bạch cầu hạt-bạch cầu mono (GM-CSF), (4) yếu tố kích thích cụm bạch cầu hạt (G-CSF), và (5) yếu tố kích thích cụm bạch cầu mono (M-CSF). Các yếu tố này được hình thành bởi các đại thực bào hoạt hóa trong mô viêm và một lượng nhỏ hơn bởi các tế bào khác của mô viêm.
Nguyên nhân chủ yếu làm cho tủy xương tăng sản xuất bạch cầu hạt và bạch cầu mono là ba yếu tố kích thích cụm, một trong số đó là GM-CSF kích thích sản xuất cả bạch cầu hạt và bạch cầu mono; hai yếu tố còn lại, G-CSF và M-CSF tương ứng kích thích sản xuất bạch cầu hạt và bạch cầu mono. Sự phôi hợp của TNF, IL-1 và các ếu tố kích thích cụm tạo ra một cơ chế điều hòa ngược mạnh mẽ bắt đầu với mô viêm và quá trình hình thành của lượng lớn các bạch cầu bảo vệgiúp loại bỏ các nguyên nhân gây viêm.
Sự tạo mủ
Khi bạch cầu hạt trung tính và đại thực bào nuốt phần lớn vi khuẩn và mô hoại tử, về cơ bản thì tất cả bạch cầu hạt trung tính và phần lớn đại thực bào cuối cùng sẽ chết. Sau vài ngày, một hốc thường được đào trong mô viêm. Hốc này chứa các phần khác nhau của mô hoại tử, bạch cầu hạt trung tính chết, đại thực bào chết và dịch mô. Hỗn hợp này thường được gọi là mủ.
Sau khi nhiễm khuẩn được ngăn chặn, các tế bào chết và mô họa tử trong mủ dần được tiêu trong vài ngày, và sản phẩm cuối cùng được hấp thu vào các mô xung quanh và bạch huyết đến khi hầu hết các dấu hiệu tổn thương mô mất hết.
2.Bạch cầu ưa acid (eosinophils)
Bạch cầu ái toan (ưa acid) thường chiếm 2% của bạch cầu trong máu. Bạch cầu ái toan thực bào yếu, và chúng thể hiện sự hóa hướng động, nhưng khi so sánh với bạch cầu hạt trung tính thì điều này không có ý nghĩa đáng kể trong việc bảo vệ chống lại các lạo nhiễm khuẩn thông thường.
Tuy nhiên, bạch cầu ái toan thường được sản xuất số lượng lớn trong cơ thể người với các nhiễm khuẩn do kí sinh trùng, và chúng di chuyển đến các mô bệnh do kí sinh trùng. Dù hầu hết kí sinh trùng rất lớn để có thể thực bào bởi bạch cầu ái toan hoặc các tế bào thực bào khác, nhưng bạch cầu ái toan tự gắn mình vào kí sinh trùng bằng các phân tử bề mặt đặc biệt và tiết các chất để tiêu diệt nhiều kí sinh trùng. Ví dụ, một trong những bệnh nhiễm kí sinh trùng phổ biến nhất là bệnh sán máng, một kí sinh trùng lây nhiễm được tìm thấy trong nhiều như một phần ba dân số của các nước đang phát triển ở châu Á, châu Phi và Nam Mĩ, kí sinh trùng có thể xâm nhập vào nhiều nơi trong cơ thể. Bạch cầu ái toan gắn mình lên dạng chưa trưởng thành của sán và tiêu diệt chúng. Bạch cầu ái toan làm việc này theo nhiều cách: (1) tiết ra enzym thủy phân từ các hạt của chúng, được biến đổi từ lysosom; (2) gần như chắc chắn cũng tiết radạng phản ứng mạnh của oxy có tác dụng dây chết đặc biệt là kí sinh trùng; (3) tiết ra từ các hạt một polipeptid giết mạnh ấu trùng được gọi là major basic protein.
Trong một ít khu vực trên thế giới, bệnh kí sinh trùng khác làm tăng bạch cầu ái toan là bệnh giun. Bệnh này là kết quả từ sự xâm nhập vào cơ vân bởi trichinella (“giun thịt lợn”) sau khi một người ăn thịt lợn nhiễm giun chưa được nấu chín.
Bạch cầu ái toan cũng có xu hướng đặc biệt tập trung nhiều trong các mô có phản ứng dị ứng, như trong các mô quanh phế quản ở người bị hen phế quản và trong da sau khi có phản ứng dịứng da. Hiện tượng này được gây ra ít nhất là do thực tế có nhiều dưỡng bào và bạch cầu ái kiềm tham gia phản ứng dị ứng, sẽ được bàn luận ở đoạn sau. Dưỡng bào và bạch cầu ái kiềm tiết ra một yếu tố hóa hướng động bạch cầu ái toan làm cho bạch cầu ái toan di chuyển về phía mô viêm dị ứng. Bạch cầu ái toan được tin là làm giải độc các chất tiết gây viêm do dưỡng bào và bạch cầu ái kiềm tiết ra và gần như chắc chắn chúng cũng thực bào và tiêu hủy phức hợp kháng nguyên-kháng thể, do vậy ngăn chặn sự lan rộng quá mức của quá trình viêm tại chỗ.
3.Bạch cầu ưa base (basophils)
Bạch cầu ái kiềm (ưa base) trong máu tuần hoàn tương tự như dưỡng bào ở ngay bên ngoài nhiều mao mạch trong cơ thể. Cả dưỡng bào và bạch cầu ái kiềm đều giải phóng heparin vào máu. Heparin là một chất có thể ngăn sự đông máu. Dưỡng bào và bạch cầu ái kiềm cũng tiết ra histamin, và một lượng nhỏ hơn bradykinin và serotonin. Quả thực, chủ yếu là các dưỡng bào trong mô viêm tiết ra các chất này trong viêm.
Dưỡng bào và bạch cầu ái kiềm đóng một vai trò quan trọng trong nhiều loại phản ứng dị ứng bởi lọai kháng thể gây ra phản ứng dị ứng, IgE có xu hướng đặc biệt gắn với dưỡng bào và bạch cầu ái kiềm. Sau đó, khi các kháng nguyên đặc hiệu cho kháng thể IgE cụ thể phản ứng với kháng thể, kết quả sự gắn kháng nguyên kháng thể làm cho dưỡng bào hoặc bạch cầu ái kiềm vỡ ra và giải phóng một lượng lớn histamine, bradykinin, serotonin, heparin, chất phản ứng quá mẫn chậm (một hỗn hợp của ba leukotrien), và một số enzym lysosom. Các chất này làm cho mạch và mô cục bộ phản ứng gây ra nhiều biểu hiện dị ứng. Các phản ứng này được bàn luận kĩ hơn ở Chương 35.
4.Giảm bạch cầu
Một hoàn cảnh lâm sàng được gọi là giảm bạch cầu, trong đó tủy xương sản xuất rất ít WBC, thình thoảng xuất hiện. Hoàn cảnh này làm cho cơ thể giảm sự bảo vệ chống lại nhiều vi khuẩn và các tác nhân khác xâm nhập vào mô.
Bình thường, cơ thể người sống cộng sinh với nhiều vi khuẩn bởi tất cả màng nhầy của cơ thểluôn tiếp xúc với một lượng lớn vi khuẩn. Miệng gần như luôn luôn chứa nhiều xoán khuẩn, phế cầu khuẩn, và liên cầu khuẩn, và các vi khuẩn tương tự có mặt với quy mô nhỏ hơn trên toàn bộ đường tiêu hóa. Ở đầu xa đường tiêu hóa đặc biệt có nhiều khuẩn ruột. Hơn nữa, luôn có thể tìm thấy vi khuẩn trên bề mặt của mắt, niệu đạo, âm đạo. Sự giảm sút số lượng bạch cầu lập tức cho phép các vi khuẩn xâm nhập vào mô bởi vi khuẩn luôn luôn hiện diện.
Trong 2 ngày sau khi tủy xương dừng sản xuất bạch cầu, loét có thể xuất hiện ở miệng và ruột già hoặc một số người nhiễm khuẩn hô hấp nặng có thể tiến triển. Vi khuẩn từ vết loét nhanh chóng xâm nhập vào mô và máu. Nếu không điều trị, cái chết thường xảy đến trong ít hơn một tuần sau khi bắt đầu giảm bạch cầu cấp tính.
Các tia X hoặc tia gamma hoặc phơi nhiễm với thuốc và hóa chất chứa benzen hoặc athrancen nucleic, có thể làm giảm hoạt động tủy xương. Thực vậy, nhiều thuốc thông thường như chloramphenicol (một kháng sinh), thiouracil (điều trị nhiễm độc giáp), và ngay cả các thuốc ngủcũng có thể gặp (hiếm gặp) giảm bạch cầu, do đó thiết lập toàn bộ vòng xoắn nhiễm khuẩn của bệnh này.
Sau khi tia chiếu làm tổn thương nhẹ ở tủy xương, một số tế bào gốc như myeloblast và hemocytoblast có thể không bị phá hủy trong tủy và có khả năng tái sinh tủy xương, cung cấp đủthời gian hiệu lực. Các bệnh nhân được điều trị đúng với truyền máu, thêm kháng sinh và các thuốc khác để phòng nhiễm khuẩn, thường phát triển đủ tủy xương mới trong nhiều tuần đến nhiều tháng để nồng độ tế bào máu trở lại bình thường.
5.Leukemia
Sự sản xuất không giới hạn của bạch cầu có thể gây ra bởi đột biến quá sản của một tế bào dòng tủy hoặc một tế bào dòng lympho. Quá trình đó gây ra leukemia, bệnh thường đặc trưng bởi sự tăng mạng số lượng bạch cầu bất thường trong máu tuần hoàn.
Hai loại Leukemia thông thường: leukemia thể lympho gây ra bởi sự quá sản của bạch cầu lympho, thường bắt đầu trong một hạch lympho hoặc một mô lympho khác rồi lan ra các vùng khác của cơ thể. Loại thứ hai là leukemia thể tủy, bắt đầu bởi sự quá sản của tủy bào non trong tủy xương rồi lan ra khắp cơ thể đến mức bạch cầu được sản xuất nhiều ở ngoài tủy đặc biệt là các mô trong hạch lympho, lách và gan.
Trong leukemia thể tủy, quá trình ung thư có thể sản sinh các tế bào được biệt hóa một phần, chúng có thể được gọi là leukemia bạch cầu hạt trung tính, leukemia bạch cầu ái toan, leukemia bạch cầu ái kiềm, hoặc leukemia nạch cầu mono. Tuy nhiên, thông thường các tế bào leukemia thường dị dạng và không biệt hóa và không giống các bạch cầu bình thường. Thong thường, càng nhiều tế bào không biệt hóa, leukemia càng cấp tính, thường dẫn đến tử vong trong vài tháng nếu không điều trị. Với nhiều tế bào đã biệt hóa, quá trình có thể trở thành mạn tính, thường mất chức năng cung cấp sự bảo vệ chống lại nhiễm khuẩn.
Ảnh hưởng của Leukemia trên cơ thể
Ảnh hưởng đầu tiên của leukemia là tăng di căn các tế bào leukemia trong các vùng bất thường của cơ thể. Các tế bào leukemia từ tủy xường có thể tái sinh mạnh mẽ lan vào vùng xung quanh xương, gây đau và cuối cùng dẫn đến xương dễ gãy.
Hầu như mọi leukemia cuối cùng đều lan đến lạc, các hạch lympho, gan và các vùng mạch khác nhau, bất kể nguồn gốc leukemia là từ tủy xương hay hạch lympho. Ảnh hưởng thường gặp trong leukemia là phát triển sự nhiễm khuẩn, thiếu máu nặng, và có xu hướng xuất huyết giảm tiểu cầu (thiếu tiểu cầu). Các ảnh hưởng này chủ yếu dẫn đến từ sự thay thế các bạch cầu bình thường ởtủy xương và hạch lympho bằng các tế bào leukemia không có chức năng.
Cuối cùng, một ảnh hưởng quan trọng của leukemia trên cơ thể là dùng quá nhiều chất chuyển hóa bởi các tế bào quá sản phát triển. Các mô leukemia tá sả xuất các tế bào mới nhanh chóng và nhu cầu rất lớn được thực hiện trên nguồn dự trữ của cơ thể cho thực phẩm, acid amin, và vitamin. Do đó, năng lượng của bệnh nhân cạn kiệt nặng nề, và sử dụng quá mức acid amin bởi các tế bào leukemia gây ra sự suy thoái nhanh chóng của các mô protein bình thường của cơ thể. Do vậy, khi mô leukemia phát triên, các mô khác trở nên suy nhược. Sau khi đói vật chất kéo dài đủ thời gian, một mình yếu tố này cũng đủ dẫn đến tử vong.
Bài viết được dịch từ sách: Guyton and Hall text book of Medicine and Physiology
