Chương 10: Hệ miễn dịch và bảo vệ cơ thể - Sinh học người phần 2

Tài liệu tổng hợp kiến thức sinh học người phần 2, cung cấp thông tin chi tiết về các hệ cơ quan, chức năng sinh lý và cơ chế hoạt động của cơ thể.

• Chuyên ngành: Sinh học người
• Đề tài: Hệ miễn dịch và bảo vệ cơ thể

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ miễn dịch trong Sinh học người

Cơ thể người sống giữa môi trường đầy tác nhân lạ. Nhiều tác nhân gây bệnh và độc hại. Hệ miễn dịch là tuyến phòng thủ chính. Nó hoạt động cùng hệ bạch huyết để giữ cơ thể an toàn. Có hai phương thức bảo vệ rõ ràng. Phương thức thứ nhất là bảo vệ không đặc trưng. Phương thức thứ hai là bảo vệ đặc trưng. Bảo vệ không đặc trưng dùng hàng rào thụ động và thực bào. Bảo vệ đặc trưng nhận biết và vô hiệu hóa tác nhân lạ. Quá trình này gọi là đáp ứng miễn dịch. Hai phương thức luôn kết hợp với nhau. Da là hàng rào vật lý đầu tiên. Lớp keratin chặn vi khuẩn xâm nhập. Các dịch tiết như nước bọt và nước mắt diệt khuẩn. Hệ bạch huyết bổ sung lớp phòng thủ chủ động. Các tế bào thực bào bắt giữ kẻ thù. Sinh học người phần 2 trình bày sâu cơ chế này. Người học nắm được nền tảng bảo vệ cơ thể. Kiến thức này gắn liền với sức khỏe hằng ngày.

1.1. Hai phương thức bảo vệ cơ thể

Cơ thể có hai cách tự bảo vệ. Bảo vệ không đặc trưng đáp ứng với mọi tác nhân lạ. Nó không phân biệt loại kẻ thù cụ thể. Da, niêm mạc và dịch tiết tạo hàng rào đầu tiên. Thực bào tiêu diệt vi khuẩn vượt rào. Bảo vệ đặc trưng thì khác. Nó nhận biết chính xác từng tác nhân gây hại. Đáp ứng miễn dịch ghi nhớ kẻ thù đã gặp. Lần sau gặp lại, phản ứng nhanh và mạnh hơn. Hai phương thức luôn phối hợp chặt chẽ. Chúng là chức năng của hệ bạch huyết và hệ miễn dịch.

1.2. Vai trò của hệ bạch huyết

Hệ bạch huyết giữ vai trò trung tâm trong bảo vệ. Nó chứa các tế bào thực bào quan trọng. Bạch cầu trung tính và đại thực bào tiêu diệt vi khuẩn. Tế bào giết tự nhiên nhận biết tế bào bất thường. Chúng diệt cả tế bào ung thư. Hệ bạch huyết cũng tiết các chất hóa học. Interferon chống lại virus xâm nhập. Bổ thể hỗ trợ quá trình tiêu diệt mầm bệnh. Đáp ứng viêm là phản ứng phòng vệ phổ biến. Các tế bào tập trung tại nơi có kẻ thù. Lách, hạch, phổi và gan là nơi khu trú.

II. Phân tích cơ chế thực bào và đáp ứng viêm

Vi khuẩn đôi khi vượt qua hàng rào che chắn. Khi vào mô, chúng gặp tế bào thực bào. Tế bào thực bào bắt giữ và tiêu hủy kẻ thù. Enzym trong lyzosom phá vỡ tế bào lạ. Bạch cầu trung tính phản ứng nhanh nhất. Đại thực bào dọn dẹp sau cùng. Một số tế bào thực bào khu trú trong mô. Chúng nằm ở lách, hạch, phổi và gan. Số khác di chuyển khắp cơ thể theo dòng máu. Ở đâu có kẻ thù, chúng tập trung ở đó. Xác kẻ thù và tế bào chết tạo thành mủ. Nếu mủ không thoát ra, cơ thể bao vây nó. Khối bao vây gọi là apxe. Đáp ứng viêm cũng là cơ chế quan trọng. Mạch máu giãn ra tại vùng tổn thương. Bạch cầu kéo đến nhanh hơn. Vùng viêm nóng, đỏ và sưng. Đây là dấu hiệu cơ thể đang chiến đấu. Phân tích cơ chế này giúp hiểu bệnh nhiễm trùng. Sinh học người phần 2 mô tả chi tiết quá trình.

2.1. Quá trình thực bào diễn ra thế nào

Thực bào là quá trình nuốt và tiêu hủy. Tế bào thực bào nhận diện vi khuẩn lạ. Nó bao quanh mầm bệnh bằng màng tế bào. Mầm bệnh bị nuốt vào trong túi kín. Túi này hợp với lyzosom chứa enzym. Enzym phá vỡ cấu trúc vi khuẩn. Mảnh vụn được loại bỏ khỏi tế bào. Bạch cầu trung tính hoạt động ngay tức thì. Đại thực bào có tuổi thọ dài hơn. Chúng dọn dẹp xác tế bào và mảnh vụn. Quá trình này diễn ra liên tục trong cơ thể. Nó ngăn nhiễm trùng lan rộng ra mô khác.

2.2. Hình thành mủ và apxe

Cuộc chiến tại mô để lại hậu quả. Xác vi khuẩn tích tụ tại vùng nhiễm. Tế bào thực bào chết sau khi tiêu diệt kẻ thù. Dịch mô hòa cùng các xác tế bào. Hỗn hợp này tạo thành mủ màu trắng vàng. Cơ thể cố gắng thải mủ ra ngoài. Nếu mủ không thoát được, mô liên kết phản ứng. Mô bao vây khối mủ lại. Khối bao vây kín gọi là apxe. Apxe ngăn nhiễm trùng lan rộng. Tuy nhiên nó cần được xử lý y tế đúng cách.

III. Phương pháp bảo vệ đặc trưng của hệ miễn dịch

Bảo vệ đặc trưng là tuyến phòng thủ tinh vi. Nó nhận biết chính xác từng tác nhân lạ. Mỗi kháng nguyên có dấu hiệu riêng. Hệ miễn dịch ghi nhớ dấu hiệu đó. Tế bào lympho đóng vai trò chủ chốt. Lympho B sản xuất kháng thể. Kháng thể gắn vào kháng nguyên để vô hiệu hóa. Lympho T tiêu diệt tế bào nhiễm bệnh. Một số lympho T hỗ trợ điều phối phản ứng. Đáp ứng miễn dịch chia hai loại chính. Đáp ứng dịch thể dùng kháng thể trong máu. Đáp ứng qua trung gian tế bào dùng lympho T. Cả hai loại đều cần thời gian khởi động. Lần đầu gặp kháng nguyên, phản ứng chậm. Cơ thể tạo tế bào nhớ sau lần đầu. Lần sau gặp lại, phản ứng rất nhanh. Đây là cơ sở của tiêm vắc-xin. Vắc-xin huấn luyện hệ miễn dịch trước. Phương pháp này phòng nhiều bệnh nguy hiểm. Sinh học người phần 2 làm rõ nguyên lý này.

3.1. Vai trò của tế bào lympho B và T

Tế bào lympho là trung tâm của miễn dịch đặc trưng. Lympho B chuyên sản xuất kháng thể. Kháng thể nhận diện và gắn kết kháng nguyên. Chúng đánh dấu kẻ thù để tế bào khác tiêu diệt. Lympho T có nhiều loại khác nhau. Lympho T độc tiêu diệt tế bào nhiễm virus. Lympho T hỗ trợ điều phối toàn bộ phản ứng. Một số lympho trở thành tế bào nhớ. Tế bào nhớ tồn tại lâu trong cơ thể. Chúng giúp phản ứng nhanh khi tái nhiễm. Sự phối hợp này tạo nên miễn dịch bền vững.

3.2. Cơ chế ghi nhớ miễn dịch

Trí nhớ miễn dịch là đặc điểm độc đáo. Sau lần nhiễm đầu, cơ thể tạo tế bào nhớ. Tế bào nhớ lưu giữ thông tin về kháng nguyên. Chúng tồn tại nhiều năm trong cơ thể. Khi tác nhân cũ quay lại, phản ứng tức thì. Kháng thể được sản xuất nhanh và nhiều. Bệnh thường bị chặn trước khi phát triển. Đây chính là nguyên lý của vắc-xin. Vắc-xin đưa kháng nguyên an toàn vào cơ thể. Hệ miễn dịch học cách nhận diện trước. Nhờ vậy, cơ thể được bảo vệ lâu dài.

IV. Ứng dụng kiến thức hệ miễn dịch trong thực tiễn

Kiến thức hệ miễn dịch có giá trị thực tiễn lớn. Nó giải thích vì sao cơ thể chống bệnh. Hiểu cơ chế giúp phòng bệnh hiệu quả hơn. Tiêm vắc-xin là ứng dụng quan trọng nhất. Vắc-xin tạo miễn dịch chủ động an toàn. Nhiều bệnh nguy hiểm đã được kiểm soát. Sởi, bại liệt và uốn ván giảm mạnh. Kiến thức này cũng hỗ trợ điều trị nhiễm trùng. Bác sĩ hiểu rõ quá trình viêm và mủ. Họ xử lý apxe đúng cách hơn. Dinh dưỡng tốt giúp hệ miễn dịch khỏe mạnh. Giấc ngủ đủ tăng cường sức đề kháng. Vệ sinh cá nhân giảm tác nhân lạ xâm nhập. Da và niêm mạc cần được bảo vệ. Hiểu biết về miễn dịch còn hỗ trợ nghiên cứu. Khoa học phát triển liệu pháp chống ung thư. Tế bào giết tự nhiên là hướng nghiên cứu mới. Sinh học người phần 2 đặt nền tảng cho học sâu. Người học áp dụng kiến thức vào chăm sóc sức khỏe. Hiểu cơ thể giúp sống khỏe mạnh hơn mỗi ngày.

4.1. Vắc xin và miễn dịch chủ động

Vắc-xin là thành tựu lớn của y học. Nó dựa trên cơ chế trí nhớ miễn dịch. Vắc-xin chứa kháng nguyên đã làm yếu hoặc bất hoạt. Cơ thể nhận diện mà không bị mắc bệnh. Hệ miễn dịch tạo kháng thể và tế bào nhớ. Khi gặp mầm bệnh thật, phản ứng rất nhanh. Nhờ vậy, người được tiêm tránh được bệnh. Nhiều dịch bệnh nguy hiểm đã bị đẩy lùi. Tiêm chủng cộng đồng tạo miễn dịch nhóm. Miễn dịch nhóm bảo vệ cả người chưa tiêm. Đây là ứng dụng thực tiễn rõ rệt nhất.

4.2. Chăm sóc và tăng cường miễn dịch

Hệ miễn dịch cần được nuôi dưỡng đúng cách. Dinh dưỡng cân bằng cung cấp nguyên liệu cần thiết. Vitamin và khoáng chất hỗ trợ tế bào miễn dịch. Giấc ngủ đủ giúp cơ thể phục hồi. Tập thể dục đều tăng cường tuần hoàn. Vệ sinh cá nhân giảm số tác nhân lạ. Rửa tay thường xuyên chặn vi khuẩn xâm nhập. Tránh căng thẳng kéo dài cũng quan trọng. Stress làm suy yếu sức đề kháng. Lối sống lành mạnh giữ hệ miễn dịch khỏe. Cơ thể nhờ vậy chống bệnh hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 10 HỆ MIỄN DỊCH VÀ BAO VỆ c ơ THÊ Cơ thể con người sống trong môi trường luôn bị tác động của các nhân tô lạ và nhiêu khi độc hại có thể gây nguy hiểm và bệnh tật. Cơ thể có hai phương thức bảo vệ: bảo vệ không đặc trưng và bảo vệ đặc trưng. Bảo vệ không đặc trưng bao gồm các hàng rào thụ động, sử dụng các chất hóa học hoặc đấu tranh tích cực nhò thực bào. Bảo vệ đặc trưng là các đáp ứng nhận biết và vô hiệu hóa các tác nhân lạ gây nguy hiểm được gọi là đáp ứng miễn dịch. Hai phương thức bảo vệ trên luôn được kết hợp và là chức năng của hệ bạch huyết và hệ miễn dịch. BẢO V Ệ K H Ô N G ĐẶC TRƯ N G C H ố N G B Ệ N H TẬT Sự bảo vệ không đặc trưng có thể xẩy ra không thông qua hệ bạch huyết hoặc thông qua hệ bạch huyết. l ắ Bảo vệ k h ô n g th ô n g qua h ệ b ạch h u y ết • Các hàng rào vật lý Da là hàng rào bảo vệ chông các tác nhân gây hại. Lớp biểu bì chứa keratin của da là lớp vỏ bảo vệ chông các vi khuẩn xâm nhập vào các tê bào. Các tê bào keratin hóa luôn được thay thê và bong đi kéo theo cả vi khuẩn và độc chất thải khỏi da. Cùng vối da các lớp biểu mô lót các ông nội quan có lớp lông rung và luôn tiết ra chất nhầy ngăn cản vi khuẩn và bụi xâm nhập vào trong cơ quan. • Các dịch chế tiết Cơ thê chế tiết các chất dịch như nưốc bọt, nưốc mắt, dáy tai, mồ hôi, dịch axit dạ dày v. chúng có vai trò bắt và tiêu diệt kẻ thù nhờ độ pH axit hoặc chất diệt khuẩn như lyzozim. • Các quá trinh phối hợp của cơ thê Các quá trìn h phối hợp như bài tiết nước tiểu, bài xuất phân, nôn tháo ho h ắ t hơi là những phương thức bảo vệ không đặc trưng giúp cơ thể tống khứ các loại kẻ th ù ra khỏi cơ thể. B ảo vệ th ô n g q u a h ệ b ạch h u y ết Hệ bạch huyết tham gia cơ chế bảo vệ nhờ các tế bào thực bào, các tế bào thưc bào giết tự nhiên, nhò các chất hóa học như interferon và bổ thể, nhờ sự đáp ứng viêm 143 1. S ự th ự c b à o (phagocytosis) Nếu vi khuẩn hoặc vật lạ vượt qua được các hàng rào che chắn vào trong các mô sẽ bị các tế bào thực bào (phagocyte) bắt giữ và tiêu hủy nhờ các enzitn trong lyzosora (xem phần trên) - Các bạch cầu trung tính (neutrophils) và các đại thực bào (macrophages) đều có khả năng thực bào tiêu diệt vi khuẩn. Các tê bào thực bào hoặc khu trú trong mô liên kết"của lách, hạch bạch huyết, phổi, gan, não v. hoặc di chuyên khắp cơ thể theo dòng máu và bạch huyết. Ở đâu có kẻ thù chúng sẽ tập trung ở đó để tiêu diệt. Xác kẻ thù, té bào chết cùng dịch mô tạo thành mủ. Nếu mủ không được thải ra, chúng sẽ bị mô liên kết bao vây tạo thành các apxe (abscesses). Tê b ào g iế t tự n h iê n (natural killer cell - NK) Tê bào giết tự nhiên NK có nguồn gôc từ tế bào bạch cầu biến đổi, khi có vi khuẩn hay tê bào lạ xâm nhập. Các tê bào NK có khả năng nhận biết và tiêu diệt các vi khuẩn, tê bào bâ't thường hoặc tế bào ung thư. In te rfer o n Các tế bào lyrapho, đại thực bào, tê bào sợi khi bị các vi rú t xâm nhập, có khả năng chế tiết các loại protein đặc trưng là Interferon có tác dụng chông virut bàng cách kích thích các tế bào xung quanh chê tiết enzim đê tiêu diệt virut. Ngoài ra, Interferon có tác dụng hoạt hóa các tê bào thực bào và ức chè phát triển ung thư. Hệ b ổ th ể (co m p le m en t system ) Hệ bổ thể là tập hợp một nhóm 20 chất thuộc protein huyết tương có tác động bổ trợ cho các đáp ứng bảo vệ khác. Các chất bô thể bình thường có trong huyết tương ỏ dạng không hoạt tính, nhưng khi có nhiễm trùng, chúng được hoạt hóa gồm có bôn chức năng: (1) Đục lỗ màng tế bào vi khuẩn làm vi khuẩn chết; (2) Kích thích các tế bào phì (mast cells) chế tiết histam in tạo đáp ứng viêm; (3) Chế tiết các tín hiệu hóa học để lôi kéo các tế bào thực bào đến miền bị viêm nhiễm; (4) Giúp các tế bào thực bào nhận biết và tiêu diệt vi khuẩn. Đ áp ứ n g viêm Đáp ứng viêm là các phản ứng bảo vệ do sự phối hợp của nhiều tê' bào, thể hiện ờ vùng bị viêm là sưng đỏ, nóng, đau, sốt. Đáp ứng viêm gồm ba quá trình: giãn mạch và thoát máu từ mao mạch, tập trung tế bào thực bào tại vùng bị nhiễm và tái sinh mô. Sự giãn mạch và thoát máu nhằm cung cấp cho vùng viêm nhiễm nhiều tế bào thực bào cũng như các chất hóa học và chuyên chở đi khỏi vùng nhiễm các xác vi khuẩn tế bào chết v. Các chất hóa học được chê tiết như histam in, kinin và prostagladin có tác dụng trong quá trình viêm như lôi kéo sự tập trung và hoạt hóa các tế bào thực bào. Quá trình viêm làm các vi khuẩn chết đồng thời gây hủy hoại mô và mô được tái sinh nhò phân bào tích cực để thay th ế tế bào bị hủy hoại hàn gắn vết thương. HỆ MIỄN DỊCH (IM M U N E S Y S T E M ) VÀ s ự BẢO VỆ ĐẶC TRƯNG Khi các cơ chế bào vệ không đặc trưng không đủ sức chống lại các tác nhân gây hại thì cơ thể sẽ huy động các cơ chê đặc trưng hay là đáp ứng miễn dịch (immune response). Nó đặc trưng ở chỗ mỗi một tác nhân gây bệnh hoặc tác nhân lạ, cơ th ể sẽ có các đáp ứng đặc trưng cho mỗi một loại. Hơn nũa các đáp ứng miễn dịch còn được lưu giữ thành trí nhớ được gọi là trí nhớ miễn dịch (immune memory) để lần sau sẽ đáp ứng mạnh hơn hiệu qua hơn do đó cơ thế không bị hại, bị ôm và ta gọi đó là tính miễn dịch (immunity) của cơ thê. Tuy hệ miễn dịch có vai trò quan trọng và ]à chức năng phối hợp của hệ bạch huyêt, hệ máu và hệ nội tiết, nhưng cơ sở tê bào của tính miễn dịch chính là các tê bào lympho. C á c t ế b à o ly m p h o v à t ín h m iễ n d ịc h Có hai loại tế bào lympho là tế bào lympho T (gọi là tê bào T) và tế bào lympho B (gọi là tế bào B). T ế bào T Có nguồn gô'c từ tuyến thymus, ở đây dưới tác động của hormon thymosin các tế bào T sẽ chín và có hoạt tính. Các tê bào T đi vào mạch máu và mạch bạch huyết sau đó chúng di chuyên trong dịch mô, và chúng đóng vai trò miễn dịch trung gian tê bào (cell- mediated im m unity - CMI). Chúng tiêu diệt các ký sinh đa bào, nấm và các tê bào bị nhiễm virut hoặc vi khuẩn, chông các tế bào ung thư cũng như các mô, cơ quan lạ được cấy ghép. Các tê bào T chế tiết ra các loại protein tín hiệu là lymphokin. Chất lymphokin không chỉ làm hoạt hóa các tế bào T mà còn hoạt hóa các tế bào B và tê bào thực bào. T ế bào B Lần đầu tiên được tìm thấy trong hạch bạch huyết của gà (được gọi là tuyến túi - Bursa). Ớ người, các tê bào B có trong các hạch bạch huyết, lách, hạch hạnh nhân. Chúng có vai trò trong sự miễn dịch trung gian kháng thể (antibody mediated im m unity AMI) bởi vì chúng chê tiết ra các protein bảo vệ đặc trưng được gọi là kháng thể (antibody). Các kháng thể vào dòng máu và bạch huyết đến tận các dịch mô. Chúng tác động và làm trung hòa các kháng nguyên (antigens) là các chất lạ và độc hại xâm nhập vào cơ thể. Tế bào T và B đều có đặc tính nhận biết các tế bào lạ cũng như các sản phẩm lạ do tế bào tiết ra tức là phân biệt được “cái của mình” và “ cái không phải của mình”. B ả n c h ấ t c ủ a k h á n g n g u y ê n Kháng nguyên là những phân tử lốn và phức tạp. Đa số kháng nguyên là protein. Môt số kháng nguyên là polysaccarit. Một số độc tố thực vật và các chất kháng sinh bản thân chúng không phải là kháng nguyên nhưng khi vào cơ thể người, chúng liên kết vói protein và tác động như kháng nguyên. Trên bề m ặt tế bào có chứa protein có vai trò đánh dấu là kháng nguyên và đươc goi là kháng nguyên tự thân (self-antigen) để xác định tính đặc th ù của từng cá thể Kháng nguyên tự th ân của bạn là khác với cha, mẹ, anh chị em và bạn bè. Q uan hê th ân thuoc càng gần, kháng nguyên tự thân càng giông nhau. Protein có trên màng tế bào của người khác, hoặc cùa vi khuẩn nấm ký sinh trùng trong hạt phấn, trong các tế bào từ nấm mốc và cả virut được xem là loại’kháng nguyên không tự th ân (nonself antigen). 145 Khi có các kháng nguyên không tự thân xâm nhập vào cơ thể chúng ta, các tế bào T và B của cơ thể chúng ta nhận biết ra chúng là vật lạ sẽ sản sinh các đáp ứng miễn dịch chông lại chúng. Trường hợp sai lệch được gọi là tự miễn dịch thì cơ thể nhầm lẫn kháng nguyên bản thân là lạ và phát động đáp ủng miễn dịch chông lại, ví dụ các bệnh thấp khóp, đái tháo đường typ I và lupus. M ie n d ịc h t r u n g g ia n t ế b à o (CM I) Miễn dịch trung gian tế bào có cơ sở là hoạt động của các tế bào T, tế bào có nguồn gốc từ tủy xương và được chuyển vào tuyến ức, ở đây chúng trở thành các tê bào T hoạt tính có chứa thụ quan kháng nguyên đặc trưng. Vì vậy chúng n hận biết và liên kêt với kháng nguyên do các tế bào trình diện kháng nguyên (antigen - presenting cells - APC) đưa đến.