Chương 2

CÁC TẾ BÀO VÀ CƠ QUAN MIỄN DỊCH

Hệ thống miễn dịch bao gồm nhiều cơ quan và các mô có tính đa dạng về cấu trúc và chức năng được phân bố khắp cơ thể. Những cơ quan này có thể được phân làm hai loại dựa trên sự khác biệt về chức năng: cơ quan lympho trung ương (central lymphoid organ) và cơ quan lympho ngoại vi (peripheral lymphoid organ). Cơ quan lympho trung ương cung cấp một vi môi trường thích hợp cho sự trưởng thành của các tế bào lympho. Cơ quan lympho ngoại vi là nơi bẫy các kháng nguyên từ những mô nhất định và cũng là nơi các tế bào lympho tương tác một cách hiệu quả với các kháng nguyên này. Nối giữa các cơ quan này là hệ thống mạch máu và hệ thống mạch lympho liên kết lại thành một hệ thống chức năng hoàn chỉnh. Các tế bào tham gia vào đáp ứng miễn dịch lưu thông trong máu và bạch mạch và tập hợp lại với nhau trong các cơ quan lympho. Nhiều loại bạch cầu tham gia vào quá trình hình thành đáp ứng miễn dịch. Tuy nhiên trong số những tế bào này thì chỉ có các tế bào lympho mới có tính đa dạng, tính đặc hiệu, trí nhớ miễn dịch và khả năng nhận biết những gì thuộc và không thuộc về bản thân cơ thể. Tất cả những tế bào khác đóng vai trò phụ trợ trong đáp ứng miễn dịch thích ứng, phục vụ cho sự hoạt hoá tế bào lympho, hoặc làm tăng hiệu quả thanh lọc kháng nguyên thông qua hiện tượng thực bào, hoặc tiết ra các phân tử có chức năng miễn dịch khác nhau. Một số bạch cầu, đặc biệt là các lympho T, chế tiết các protein khác nhau được gọi là các cytokine. Các cytokine hoạt động như các hormone điều hoà miễn dịch có vai trò quan trọng trong việc điều hoà các đáp ứng miễn dịch. Trong chương mày chúng ta sẽ đề cập đến sự hình thành của các tế bào máu, đặc điểm của những tế bào khác nhau của hệ thống miễn dịch, và chức năng của các cơ quan lympho.

Sự tạo máu

Tất cả các tế bào máu đều bắt nguồn từ một loại tế bào được gọi là tế bào gốc tạo máu (hematopoetic stem cell – HSC). Tế bào gốc là những tế bào có khả năng biệt hoá thành các loại tế bào khác. Tế bào gốc có khả năng tự tái sinh bằng hình thức phân bào để duy trì số lượng của chúng. Ở người, quá trình hình thành và phát triển của hồng cầu, bạch cầu bắt đầu diễn ra ở túi noãn hoàng trong những tuần đầu của thời kỳ bào thai. Tại đây các tế bào gốc noãn hoàng biệt hoá thành các tế bào dạng hồng cầu nguyên thuỷ có hemoglobin bào thai. Ðến tháng thứ ba thì các tế bào gốc di chuyển từ túi noãn hoàng tới gan bào thai sau đó đến lách. Hai cơ quan này có vai trò chủ yếu trong quá trình tạo máu từ tháng thứ ba đến tháng thứ bẩy của thai nhi, sau đó tuỷ xương trở thành cơ quan tạo máu chủ yếu. Ngay khi sinh ra thì gan và lách ngừng tạo máu.

Ðiều đáng chú ý là mọi tế bào máu trưởng thành và đã biệt hoá về phương diện chức năng đều bắt nguồn từ một tế bào gốc chung. Khác với các tế bào đơn nguyên chúng biệt hoá thành một loại tế bào riêng, tế bào gốc tạo máu là loại tế bào đa năng có khả năng biệt hoá theo một số con đường và sinh ra hồng cầu, tế bào hạt, tế bào mono, tế bào mast, tế bào lympho và tiểu cầu mẹ. Các tế bào gốc có số lượng ít, thường có tỷ lệ thấp hơn 1 tế bào gốc trong 100.000 tế bào tuỷ xương.

Việc nghiên cứu tế bào gốc gặp phải khó khăn do số lượng ít và do chúng khó có thể giữ được trong môi trường nuôi cấy, vì vậy người ta còn hiểu biết ít về sự điều hoà khả năng sinh sản và biệt hoá của chúng. Do khả năng “tự trẻ hoá” (self renewal), các tế bào gốc được duy trì ở mức độ ổn định trong suốt cuộc đời. Tuy nhiên khi có yêu cầu tạo máu thì các tế bào gốc sẽ thể hiện khả năng tăng sinh mạnh mẽ. Ðiều này có thể chứng minh ở chuột nhắt đã bị phá huỷ hoàn toàn hệ thống tạo máu bằng chiếu xạ liều chí tử (950 rad). Những chuột bị chiếu xạ như vậy sẽ chết trong vòng 10 ngày trừ khi chúng được truyền các tế bào tuỷ xương bình thường lấy từ chuột nhắt đồng gene. Một chuột nhắt bình thường có 3´108 tế bào tuỷ, vì vậy chỉ cần truyền 104-105 tế bào tuỷ xương từ cơ thể cho (chiếm 0,01 tới 0,1% tổng số lượng tế bào tuỷ xương) cũng đủ để hồi phục hoàn toàn hệ thống tạo máu. Ðiều này chứng minh rằng các tế bào gốc của tuỷ xương cơ thể cho tuy ít nhưng có khả năng biệt hoá và tăng sinh rất lớn.

Trong giai đoạn sớm của quá trình tạo máu một tế bào gốc đa năng biệt hoá theo một trong hai con đường, sẽ làm xuất hiện tế bào tiền thân dòng lympho chung hay tế bào tiền thân dòng tuỷ chung (hình x-1). Chủng loại và số lượng các yếu tố sinh trưởng trong vi môi trường đặc biệt kiểm soát sự biệt hoá của tế bào gốc và tế bào tiền thân trong môi trường đó. Trong quá trình phát triển của các dòng lympho và dòng tuỷ, các tế bào gốc sẽ biệt hoá thành các tế bào tiền thân, các tế bào tiêng thân mất khả năng “tự trẻ hoá” và đã nhận một nhiệm vụ đặc biệt để biến thành một dòng tế bào nhất định. Các tế bào tiền thân dòng lympho chung sẽ sinh ra các tế bào lympho B, T và tế bào giết tự nhiên (NK), và một số tế bào có tua. Các tế bào tiền thân dòng tuỷ sẽ sinh ra các tế bào tiền thân của hồng cầu, các loại bạch cầu (bạch cầu trung tính, bạch cầu ái toan, bạch cầu ái kiềm, tế bào mono, tế bào mast, tế bào có tua) và tiểu cầu. Quá trình chuyển thành đặc nhiệm của tế bào tiền thân phụ thuộc vào khả năng đáp ứng đối với các yếu tố sinh trưởng và các cytokine đặc biệt. Khi có các yếu tố sinh trưởng và cytokine thích hợp, các tế bào tiền thân sẽ tăng sinh và biệt hoá làm xuất hiện các type tế bào trưởng thành tương ứng (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu mẹ). Các tế bào này sẽ đi vào các kênh ở tuỷ xương rồi từ đó vào vòng tuần hoàn.

Ở tuỷ xương, các tế bào tạo máu sinh sôi và chín trên một mạng lưới tế bào thân gồm các tế bào không tạo máu nhưng hỗ trợ sự sinh trưởng và biệt hoá của các tế bào tạo máu. Các tế bào thân bao gồm các tế bào mỡ, tế bào nội mô, nguyên bào sợi, và các đại thực bào. Các tế bào thân tác động lên quá trình biệt hoá của tế bào gốc tạo máu bằng cách cung cấp một vi môi trường kích thích tạo máu gồm chất căn bản tế bào và các yếu tố sinh trưởng có tác dụng thúc đẩy quá trình phát triển và biệt hoá. Nhiều trong số các chất sinh trưởng tạo máu này là các chất hoà tan, chúng tiếp cận với tế bào đích bằng phương thức khuyếch tán. Các yếu tố sinh trưởng khác lại là những phân tử bám vào màng trên bề mặt của các tế bào thân và điều này cần có sự tương tác tế bào-tế bào giữa các tế bào đáp ứng với các tế bào thân. Trong quá trình nhiễm trùng thì sự sinh tạo máu được kích thích bởi các yếu tố sinh trưởng tạo máu do các đại thực bào và các tế bào T hoạt hoá tạo ra.

Hình x-1: Sinh tạo máu. Các tế bào gốc tạo máu sinh ra các tế bào tiền thân dòng lympho và dòng tuỷ. Tất cả các tế bào thuộc dòng lympho đều bắt nguồn từ tế bào tiền thân dòng lympho và tất cả các tế bào dòng tuỷ đều bắt nguồn từ tế bào tiền thân dòng tuỷ - ngoại trừ các tế bào có tua (một số tế bào có tua bắt nguồn từ tế bào tiền thân dòng lympho, một số khác lại bắt nguồn từ tế bào tiền thân dòng tuỷ).

2. Các tế bào mono

Hệ thống các tế bào đơn nhân làm nhiệm vụ thực bào bao gồm các tế bào mono lưu hành trong máu và các đại thực bào nằm trong các mô. Trong quá trình sinh tạo máu ở tuỷ xương, các tế bào tiền thân dạng tuỷ biệt hoá thành tiền tế bào mono sau đó chúng vào máu và tiếp tục biệt hoá thành các tế bào mono. Trong khi lưu hành trong máu, khoảng 8h, các tế bào mono phát triển to ra rồi di chuyển vào các mô và biệt hoá thành các đại thực bào. Trong quá trình biệt hoá tế bào có một số biến đổi như: kích thước tế bào to ra, các cơ quan nội bào tăng lên cả về số lượng và tính phức tạp của các cơ quan này, tế bào tăng khả năng thực bào và chế tiết các yếu tố hoà tan khác nhau (hình 3.5). Các đại thực bào khu trú ở các mô khác nhau có những chức năng khác nhau và được gọi tên theo vị trí cư trú như các đại thực bào ở gan được gọi là các tế bào Kupffer, đại thực bào ở phổi gọi là đại thực bào phế nang, đại thực bào ở não được gọi là tế bào thần kinh nhỏ và các đại thực bào ở lách được gọi là các đại thực bào dạng lympho (hay tế bào có tua).

Chức năng của các tế bào mono và đại thực bào

Ðầu tiên người ta nghĩ rằng các tế bào mono và đại thực bào chỉ có chức năng là các tế bào làm nhiệm vụ thực bào đơn thuần. Tuy nhiên, gần đây người ta đã biết rằng thực bào chỉ là bước đầu tiên tế bào thực hiện vai trò mà chúng thực hiện trong một đáp ứng miễn dịch. Sau khi thực bào thì các tế bào thực hiện chức năng cực kỳ quan trọng đó là vai trò như một tế bào trình diện kháng nguyên và tế bào tiết. Khi tế bào mono biệt hoá thành đại thực bào thì rất nhiều hoạt động chức năng của chúng được tăng cường. Ðể tìm hiểu chức năng của đại thực bào, người ta đã tiến hành khảo sát ba chức năng đầu tiên đó là chức năng thực bào, chức năng xử lý và trình diện kháng nguyên, và chức năng chế tiết.

Chức năng thực bào

Ðại thực bào là các tế bào làm nhiệm vụ thực bào hoạt động có khả năng nuốt vào và tiêu hoá các kháng nguyên lạ như các vi sinh vật gây bệnh còn nguyên vẹn, các tiểu thể không hoà tan, các tế bào của cơ thể đã bị chết hoặc bị tổn thương, các mảnh vụn tế bào và các yếu tố gây đông vón đã hoạt hoá.  Trước hết các đại thực bào bị hấp dẫn và chuyển động về phía có một số cơ chất được sinh ra trong quá trình đáp ứng miễn dịch. Quá trình này được gọi là hoá hướng động (chemotaxic); bước tiếp theo của quá trình thực bào là sự gắn của kháng nguyên vào màng đại thực bào (các kháng nguyên hoàn chỉnh như các tế bào vi khuẩn hay các hạt virus có xu hướng dính vào thành tế bào đại thực bào và bị thực bào nhanh chóng, còn các protein riêng lẻ hay các vi khuẩn có nang bao bọc thì dính kém hơn và bị thực bào chậm hơn). Quá trính gắn kháng nguyên tạo ra các mấu ở trên màng tế bào được gọi là các giả túc (pseudopodia) chạy dài theo vật đã gắn kết (hình 3.6). Các giả túc sau đó hợp lại với nhau và vật lại bị vùi trong một cấu trúc gắn với màng được gọi là phagosome. Cấu trúc này sau đó tham gia vào con đường xử lý nội bào. Theo con đường này thì phagosome di chuyển vào trong tế bào rồi liên hợp với lysosome tạo thành phức hợp phagolysosome. Các chất chứa trong lysosome là các hydrogen peroxide, các gốc oxy tự do, các peroxidase, các lysozyme và các enzyme thuỷ phân khác tiếp xúc với các chất đã bị thực bào vào và tiêu hoá chúng. Các chất đã bị tiêu hoá chứa trong phagolysosome được thải trừ ra ngoài thông qua quá trình xuất tiết tế bào (hình 3.7).

Hầu hết các vi sinh vật sau khi bị thực bào sẽ bị giết chết bởi các chất chứa trong lysosome và giải phóng vào phagosome. Tuy nhiên có một số vi khuẩn có thể tồn tại và nhân lên trong phagosome của đại thực bào. Ðó là các loại vi khuẩn như Listeria monocytogenes, Samonella typhimurium, Nesseria gonorrhoea, Mycobacterium avium, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Brucella abortus, và nấm Candida albicans. Một số vi khuẩn gây bệnh này có khả năng ngăn cản sự liên hợp của lysosome và phagosome và vì thế chúng có thể sinh sôi nẩy nở trong các phagosome; các vi khuẩn khác thì có cấu trúc thành vi khuẩn cho phép chúng kháng cự lại các thành phần của lysosome; một số vi khuẩn khác còn có thể thoát ra khỏi phagosome và sinh trưởng trong bào tương của đại thực bào bị nhiễm. Các vi khuẩn gây bệnh ký sinh nội bào này có một cách thức phòng vệ rất tinh ranh để chống lại hệ thống phòng thủ thực bào không đặc hiệu và lại được che chở khỏi đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Cơ thể chúng ta có một cơ chế phòng thủ khác, một cơ chế đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào đặc biệt được gọi là quá mẫn type muộn, để chiến đấu với các vi khuẩn này sẽ được trình bầy trong chương sau.

Chức năng xử lý và trình diện kháng nguyên

Không phải tất cả các kháng nguyên bị đại thực bào nuốt vào đều bị phân giải và thải trừ ra ngoài bởi quá trình xuất tiết tế bào. Các thí nghiệm sử dụng các kháng nguyên đánh dấu phóng xạ đã cho thấy sự có mặt của các thành phần kháng nguyên đánh dấu phóng xạ ở trên màng đại thực bào sau khi hầu hết phân tử kháng nguyên đã bị tiêu hoá và thải trừ ra ngoài. Các kháng nguyên sau khi bị thực bào vào sẽ bị biến đổi chuyển hoá theo con đường xử lý nội bào thành các peptide, các peptide này kết hợp với một phân tử MHC lớp II. Các phức hợp peptide-phân tử MHC lớp II sau đó được chuyển tới màng tế bào và ở đây các peptide kháng nguyên đã bị xử lý được trình diện cho các tế bào TH (hình 3.7). Kháng nguyên phải được trình diện cùng với phân tử MHC lớp II là một đòi hỏi thiết yếu để hoạt hoá tế bào TH (hình 1.13). Việc trình diện kháng nguyên này giữ vai trò trung tâm cho đáp ứng miễn dịch dịch thể cũng như đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào.

Chức năng chế tiết các yếu tố hoạt động

Ðại thực bào chế tiết một số protein quan trọng đóng vai trò trung tâm cho sự phát triển của một đáp ứng miễn dịch. Khi các đại thực bào nuốt kháng nguyên thì chúng được hoạt hoá và bắt đầu chế tiết interleukin-1 (IL-1), chất có tác dụng đối với tế bào TH và cần thiết cho sự hoạt hoá tế bào xẩy ra sau khi nhận diện kháng nguyên (hình 1.13). IL-1 cũng có tác dụng lên các tế bào nội mô của mạch máu vì thế nó ảnh hưởng đến trung tâm điều hoà nhiệt ở vùng dưới đồi dẫn đến sốt.

Các đại thực bào hoạt hoá còn chế tiết một số yếu tố khác có liên quan đến đáp ứng viêm. Ðó là nhóm protein huyết thanh được gọi là bổ thể - complement - có tác dụng giúp cho cơ thể loại trừ các tác nhân gây bệnh và tạo ra được phản ứng viêm. Các enzyme thuỷ phân chứa trong các lysosome của đại thực bào cũng được các đại thực bào hoạt hoá tiết ra ngoài. Sự tích tụ các enzyme này ở mô góp phần tạo nên phản ứng viêm và trong một số trường hợp có thể gây tổn thương mô nghiêm trọng. Các đại thực bào hoạt hoá còn chế tiết các yếu tố hoà tan như yếu tố gây hoại tử u ((TNF-(), yếu tố này có thể giết chết một số loại tế bào. Bằng việc chế tiết các yếu tố gây độc đã cho thấy các đại thực bào cũng đã góp phần gây thoái biến ung thư. Cuối cùng, như đã nói ở trên, các đại thực bào hoạt hoá còn chế tiết một số cytokine có tác dụng kích thích quá trình sinh tạo máu.

Sự tăng cường các chức năng của đại thực bào

Hoạt động của đại thực bào có thể được tăng lên do một số phân tử nhất định sinh ra trong quá trình đáp ứng miễn dịch. Màng của đại thực bào có các thụ thể dành cho các lớp kháng thể nhất định và cho các yếu tố bổ thể nhất định. Khi một kháng nguyên (chẳng hạn như một vi khuẩn) được phủ bởi kháng thể hoặc yếu tố bổ thể thích hợp thì nó bị gắn vào màng tế bào đại thực bào nhanh hơn và quá trình thực bào tăng lên. Kháng thể và bổ thể đó đóng vai trò như một chất opsonin (bắt nguồn từ chữ La Tinh opsonium có nghiã là làm cho ngon miệng). Quá trình này được gọi là quá trình opsonin hoá. Theo một nghiên cứu thì tốc độ thực bào tăng lên tới 4.000 lần khi có mặt của kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên. Hoạt động của đại thực bào cũng có thể được tăng lên do một số chất có tác dụng chiêu mộ các đại thực bào vào đến nơi nhiễm khuẩn. Các đại thực bào và tế bào mono được huy động đến nơi có tương tác miễn dịch bởi một loạt các yếu tố hoá hướng động - đó là các chất do tế bào T hoạt hoá tiết ra, các yếu tố bổ thể và một số yếu tố nhất định của hệ thống đông máu.

Mặc dù việc thực bào đã làm hoạt hoá đại thực bào, nhưng hoạt động của đại thực bào có thể còn tăng hơn nữa nhờ các yếu tố hoạt hoá khác nhau như IFN-( do tế bào T hoạt hoá tiết ra gắn vào các thụ thể trên màng đại thực bào và gây hoạt hoá chúng. Các đại thực bào được hoạt hoá như vậy sẽ tăng khả năng thực bào và nồng độ các enzyme trong lysosome, và vì thế khả năng nuốt và loại trừ các tác nhân gây bệnh sẽ được tăng lên. Thêm vào đó các đại thực bào hoạt hoá này còn chế tiết các protein gây độc (như TNF-() giúp cho đại thực bào loại trừ được nhiều tác nhân gây bệnh hơn, bao gồm các tế bào bị nhiễm virus, các tế bào ung thư và các vi khuẩn ký sinh nội bào. Vì các đại thực bào hoạt hoá biểu lộ nhiều phân tử MHC lớp II hơn do đó chúng cũng là các tế bào trình diện kháng nguyên hiệu quả hơn, cũng vì thế mà các đại thực bào và các tế bào TH có một mối quan hệ tương hỗ lẫn nhau trong quá trình đáp ứng miễn dịch, tế bào này tạo thuận cho việc hoạt hoá tế bào kia.

Các tế bào hạt

Căn cứ vào đặc điểm hình thái tế bào và mầu của bào tương khi nhuộm người ta chia các tế bào hạt thành các tế bào trung tính, ái toan và ái kiềm. Bạch cầu trung tính là các tế bào trong bào tương chứa các hạt bắt mầu với cả các thuốc nhuộm acid và thuốc nhuộm base. Người ta thường gọi chúng là các tế bào nhân đa hình vì nhân của chúng có nhiều múi. Bạch cầu ái toan là các tế bào có nhân hai múi, các hạt trong bào tương bắt mầu gạch non khi nhuộm bằng thuốc nhuộm acid eosin Y (vì vậy gọi tên là bạch cầu ái toan). Bạch cầu ái kiềm có một nhân chia múi, các hạt trong bào tương bắt mầu kiềm đậm khi nhuộm bằng xanh methylen. Bạch cầu trung tính và bạch cầu ái toan là các tế bào thực bào còn bạch cầu ái kiềm không có khả năng thực bào. Bạch cầu trung tính chiếm 50 - 70% tổng số bạch cầu lưu hành trong máu, lớn gấp nhiều lần so với bạch cầu ái toan (1 - 3%) hay bạch cầu ái kiềm (< 1%)

Bạch cầu trung tính

Bạch cầu trung tính được hình thành ở trong tuỷ xương trong quá trình sinh tạo máu. Chúng được đưa vào máu và tuần hoàn trong máu khoảng 7 - 10h rồi di chuyển vào mô, tại đây chúng có thời gian sống là 3 ngày. Khi quan sát sự di chuyển của bạch cầu trung tính người ta nhận thấy rằng: đầu tiên tế bào dính vào nội mô của thành mạch, sau đó chúng chui qua các lỗ hổng giữa các tế bào nội mô nằm dọc theo thành mạch máu. Sở dĩ bạch cầu trung tính có thể dính vào các tế bào nội mô thành mạch là vì chúng có các thụ thể khác nhau trên màng. Từ những lỗ hổng này bạch cầu trung tính sẽ đi qua màng đáy của mao mạch và tiến vào khoảng kẽ các mô. Một số cơ chất sinh ra trong quá trình phản ứng viêm hoạt động như những chất hoá hướng động thúc đẩy sự tập trung của bạch cầu trung tính tại nơi viêm. Trong số các chất hoá hướng động này có một số thành phần bổ thể, các yếu tố đông máu và các sản phẩm do tế bào T hoạt hoá tiết ra. Quá trình thực bào bởi bạch cầu trung tính tương tự như bởi đại thực bào, chỉ khác ở chỗ là bạch cầu trung tính không có các lysosome thay vào đó bạch cầu trung tính có chứa các enzyme dung giải và các chất diệt khuẩn trong các hạt nguyên thuỷ và các hạt thứ phát. Những hạt này liên hợp với các phagosome và sau đó các enzyme sẽ tiêu hoá và loại bỏ các vi sinh vật như xẩy ra ở đại thực bào.

Bạch cầu ái toan

Bạch cầu ái toan cũng giống như bạch cầu trung tính là những tế bào di động và thực bào. Chúng có thể di chuyển từ máu và khoảng gian các mô. Vai trò thực bào của nó kém quan trọng hơn so với bạch cầu trung tính và người ta cho rằng chúng có vai trò chủ yếu trong đề kháng chống ký sinh trùng. Việc tiết các chất chứa trong các hạt ái toan sẽ làm tổn thương màng của ký sinh trùng.

Bạch cầu ái kiềm

Bạch cầu ái kiềm không phải là những tế bào thực bào mà chúng hoạt động bằng cách tiết ra những cơ chất hoạt hoá có tác dụng dược lý từ những hạt bào tương của chúng. Chúng có vai trò chủ yếu trong đáp ứng dị ứng, chúng giải phóng ra các chất chứa trong các hạt. Cơ chế hoạt động tương tự như hoạt động của tế bào mast, chỉ khác ở chỗ là bạch cầu ái kiềm lưu hành trong máu còn tế bào mast thì khu trú tại các mô.

Các tế bào mast

Các tế bào tiền thân của tế bào mast được hình thành ở tuỷ xương trong quá trình sinh tạo máu, chúng được giải phóng vào máu dưới dạng các tế bào tiền thân chưa biệt hoá hết và chúng chỉ biệt hoá tiếp khi đã rời dòng máu đi vào các mô. Tế bào mast khu trú ở nhiều mô khác nhau (da; mô liên kết của nhiều mô khác nhau; mô thượng bì nhầy đường tiêu hoá, đường tiết niệu sinh dục, đường hô hấp). Cũng giống như các bạch cầu ái kiềm, tế bào mast có một lượng lớn các hạt bào tương chứa histamin và các chất hoạt động dược lý khác. Những tế bào này cùng với bạch cầu ái kiềm trong máu có vai trò quan trọng trong bệnh sinh của dị ứng.

Các tế bào có tua

Người ta đặt tên cho chúng như vậy là vì chúng có các tua dài giống như các tua của tế bào thần kinh (hình 3.8). Rất khó có thể nghiên cứu về các tế bào có tua vì những kỹ thuật phân lập tế bào lympho và các tế bào khác của hệ thống miễn dịch dễ làm tổn thương các tua của tế bào này và tế bào khó sống sau khi phân lập. Gần đây bằng các kỹ thuật tinh tế sử dụng các enzyme đã cho phép phân lập được các tế bào này và nghiên cứu chúng in vitro. Ngoài việc có các tua dài bất thường, các tế bào có tua cũng có những đặc điểm chung về cấu trúc và chức năng. Trên bề mặt của chúng có nhiều phân tử MHC lớp II, chúng hoạt động như những tế bào giới thiệu kháng nguyên để hoạt hoá tế bào T. Sau khi thâu tóm được kháng nguyên ở các mô, các tế bào có tua di chuyển đến các cơ quan dạng lympho khác nhau. Tại đây chúng giới thiệu kháng nguyên cho các tế bào lympho. Các tế bào có tua có mặt cả trong các cơ quan và mô dạng lympho, máu và dịch lympho cũng như các cơ quan và mô không thuộc hệ lympho (bảng     ).

Các tế bào nằm trong các mô không thuộc hệ lympho bao gồm các tế bào Langerhan ở da và các tế bào có tua ở các mô khác (tim, phổi, gan, thận, đường tiêu hoá). Các tế bào này thâu tóm kháng nguyên và chuyển kháng nguyên đến các hạch lympho khu vực. Khi những tế bào có tua không nằm trong các hệ thống lympho di chuyển vào máu và dịch lympho, chúng thay đổi hình thái và trở thành các tế bào “mạng” (“veiled” cells). Trong máu những tế bào này chiếm khoảng 0,1% tổng số bạch cầu. Khi ghép cơ quan các tế bào có tua của cơ quan ghép có thể di chuyển từ cơ quan ghép vào các hạch lympho khu vực hoạt hoá tế bào lympho T của người nhận sinh ra đáp ứng miễn dịch chống lại các kháng nguyên có mặt trên mảnh ghép.

Bảng 1: Các tế bào có tua

Vị trí

Loại tế bào

Các cơ quan không thuộc hệ lympho

Da

Các cơ quan

Các cơ quan lympho

Trong tuần hoàn

Máu

Dịch lympho

Các tế bào Langerhan

Các tế bào có tua của các cơ quan khác

Các tế bào có tua xòe ngón

Các tế bào có tua ở buồng trứng

Các tế bào có tua trong máu

Các “tế bào mạng” (“veiled” cells)

Các tế bào có tua của mô lympho gồm có các tế bào có tua xòe ngón và các tế bào có tua nang. Những tế bào có tua xòe ngón có ở trong những vùng giầu tế bào T của cơ quan dạng lympho (lách, hạch lympho, tuyến ức). Các tế bào T và những tế bào có tua xòe ngón này tạo thành những đám ngưng tập lớn gồm nhiều tế bào thúc đẩy sự giới thiệu kháng nguyên cho các tế bào T. Các tế bào có tua nang chỉ được tìm thấy trong những vùng có cấu trúc nang lympho của hạch lympho vì vậy được gọi là tế bào có tua nang. Tại đây có nhiều tế bào B và người ta cho rằng các tế bào có tua nang làm nhiệm vụ bẫy kháng nguyên và thúc đẩy quá trình hoạt hoá tế bào B. Các tế bào có tua nang có nhiều thụ thể trên màng tế bào dành cho kháng thể và bổ thể. Các phức hợp kháng nguyên-kháng thể tuần hoàn sẽ gắn vào các thụ thể này và tồn tại trên màng tế bào có tua trong một thời gian dài từ vài tuần đến hàng tháng. Một lớp đậm đặc điện tử của các phức hợp kháng nguyên-kháng thể bao phủ các tua của tế bào này. Sự có mặt của các phức hợp kháng nguyên-kháng thể ở trên màng tế bào có tua nang có thể có vai trò trong quá trình phát triển tế bào B làm nhiệm vụ ký ức miễn dịch.

Các tế bào có tua khu trú ở những vị trí khác nhau có sự khác nhau về hình thái, chức năng nhưng đều phát triển từ một tế bào tiền thân chung và thể hiện các giai đoạn khác nhau trong quá trình biệt hoá. Chừng nào chưa phát hiện được các tế bào tiền thân của tế bào có tua thì vẫn chưa hiểu được mối quan hệ của chúng với nhau.

Các tế bào dạng lympho

Các tế bào lympho là những tế bào bạch cầu chịu trách nhiệm chính trong đáp ứng miễn dịch. Ðặc điểm chính của chúng về phương diện miễn dịch là tính đa dạng, tính đặc hiệu, ký ức, nhận biết những gì là của bản thân và không phải của bản thân. Các tế bào lympho chiếm 20% đến 40% tổng số bạch cầu của cơ thể lưu hành trong máu, có khả năng di chuyển vào kẽ mô và các cơ quan dạng lympho. Dựa trên các dấu ấn bề mặt tế bào người ta chia tế bào lympho thành 3 loại lớn: các tế bào lympho B; tế bào lympho T; và các tế bào null. Cả 3 loại tế bào này đều là những tế bào nhỏ, di động. Về mặt hình thái thì không thể phân biệt được các loại tế bào này với nhau. Các tế bào B và tế bào T khi chưa phản ứng với kháng nguyên thì được gọi là các tế bào nghỉ ngơi ở pha G0 của chu trình tế bào. Những tế bào nghỉ ngơi này là những tế bào lympho nhỏ có đường kính khoảng 6 mm, bào tương của chúng hình thành một lớp mỏng xung quanh nhân. Những tế bào nghỉ ngơi này có nhiều chromatin đậm đặc, một số ít ty lạp thể và một hệ thống lưới Golgi và lưới nội bào tương phát triển nghèo nàn. Sự tương tác của tế bào T hoặc tế bào B sẽ kích thích tế bào lympho bước vào các pha G1, S, G2 và M của chu trình tế bào (hình 3.9).

Khi diễn ra chu trình tế bào, các tế bào lympho to ra thành một nguyên bào có đường kính 15 mm, được gọi là nguyên bào lympho. Những nguyên bào lympho có tỷ lệ bào tương/ nhân tăng lên và có nhiều phức hợp cơ quan của tế bào. Các nguyên bào lympho biệt hoá tiếp thành các tế bào thực hiện khác nhau hoặc một quần thể tế bào mang trí nhớ miễn dịch. Nhìn chung các tế bào thực hiện có thời gian sống ngắn dao động từ vài ngày đến vài tuần. Các tế bào plasma (hay còn gọi là tương bào) là những tế bào thực hiện của quá trình biệt hoá lympho B. Những tế bào này có bào tương đặc trưng điển hình cho sự chế tiết tích cực: có lưới nội nguyên sinh phong phú phân bố thành các lớp dầy đặc và rất nhiều bộ máy Golgi. Các tế bào thực hiện của dòng lympho T gồm có các tế bào TH và TC. Các tế bào mang trí nhớ miễn dịch có đời sống dài, tồn tại ở pha G0 cho đến khi được hoạt hoá bởi kháng nguyên đặc hiệu.

Các dòng tế bào biệt hoá khác nhau hoặc các giai đoạn trưởng thành có thể phân biệt được nhờ sự xuất hiện của các phân tử trên màng tế bào và có thể nhận biết được các phân tử này bằng các kháng thể đơn clone đặc hiệu. Ðầu tiên mỗi phân tử trên màng được nhận diện bởi một kháng thể đơn clone được đặt tên bởi các nhà nghiên cứu phát hiện ra chúng. Ðiều này đã dẫn tới những tên gọi khác nhau cho cùng một phân tử màng. Năm 1982 hội thảo Quốc tế đầu tiên về các kháng nguyên biệt hoá bạch cầu người đã được tổ chức để thống nhất thuật ngữ gọi tên các phân tử màng của bạch cầu. Hội thảo này đã thống nhất rằng cần phải tập hợp tất cả các kháng thể đơn clone phản ứng với một phân tử trên màng đặc biệt thành một nhóm và gọi nhóm này là cụm biệt hoá (Cluster of Differentiation, viết tắt là CD). Những kháng thể đơn clone mới có khả năng nhận biết được các phân tử của màng bạch cầu đã được phân tích để xem chúng thuộc vào một nhóm CD đã biết trước hay là một CD mới nếu như chúng nhận biết một phân tử mới của màng. Mặc dù thuật ngữ CD được đặt ra đầu tiên khi nghiên cứu những phân tử màng bạch cầu của người. Nhưng hiện nay các phân tử thuần khiết của màng tế bào các loài khác như chuột nhắt cũng được đặt tên bằng thuật ngữ CD. Phụ lục 1 liệt kê một số nhóm CD của bạch cầu người.

Các tế bào lympho B

Người ta gọi chúng là các lympho B vì chúng chín ở trong túi Fabricius (Bursa of Fabricius) ở loài chim. Chữ B cũng đúng với vị trí trưởng thành chủ yếu của các tế bào này ở động vật có vú là tuỷ xương (bone marrow). Có thể phân biệt các tế bào lympho B chín với các tế bào lympho khác bằng sự có mặt của các phân tử globulin miễn dịch gắn trên màng tế bào (SIg viết tắt của chữ Surface Immunoglobulin). Các globulin này đóng vai trò là các thụ thể dành cho kháng nguyên. Có khoảng 1,5´105 phân tử kháng thể trên màng của một tế bào B. Mỗi một phân tử có một vị trí kết hợp chính cho kháng nguyên. Tương tác thích hợp giữa kháng nguyên và các thụ thể của chúng trên màng tế bào B là các kháng thể cùng với sự tương tác với tế bào T và đại thực bào sẽ tạo ra sự chọn lọc clone tế bào B. Tế bào B được chọn lọc sẽ phân chia và biệt hoá tạo ra một quần thể tế bào plasma và tế bào mang trí nhớ miễn dịch. Các tế bào plasma không có các kháng thể gắn trên màng, thay vào đó chúng chế tiết một cách chủ động một trong năm lớp kháng thể. Tất cả các tế bào thuộc dòng biệt hoá từ một tế bào B ban đầu sẽ kết hợp đặc hiệu với cùng một loại kháng nguyên.

Các tế bào lympho T

Người ta gọi chúng là các lympho T vì chúng chín chủ yếu ở tuyến ức. Giống như các lympho B, các lympho T cũng có các thụ thể trên màng dành cho kháng nguyên. Thụ thể trên màng tế bào T dành cho kháng nguyên về mặt cấu trúc thì khác các phân tử globulin miễn dịch nhưng cũng có một số đặc điểm cấu trúc giống với phân tử globulin miễn dịch, đặc biệt nhất là ở cấu trúc ở vị trí kết hợp kháng nguyên của nó. Dấu hiệu để phân biệt thụ thể của tế bào T với các kháng thể gắn trên màng tế bào B (SIg) đó là các thụ thể của tế bào T chỉ nhận diện kháng nguyên khi kháng nguyên đó được kết hợp với phân tử MHC của chính tế bào đó. Việc tế bào T nhận diện kháng nguyên kết hợp với phân tử MHC của bản thân chỉ ra một sự khác nhau cơ bản giữa đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào và đáp ứng miễn dịch dịch thể. Trong khi các tế bào B có khả năng gắn vào các kháng nguyên hoà tan thì các tế bào T chỉ nhận diện các kháng nguyên được trình diện bởi chính các tế bào của cơ thể. Kháng nguyên này có thể được trình diện cùng với các phân tử hoà hợp mô trên bề mặt các tế bào trình diện kháng nguyên hoặc trên các tế bào đã nhiễm virus, các tế bào ung thư và các tế bào ghép. Hệ thống các tế bào T đã phát triển để loại bỏ các tế bào của bản thân đã bị biến đổi này. Những tế bào đã biến đổi này gây ra một nguy cơ cho các hoạt động chức năng bình thường của cơ thể.

Có thể phân biệt các tiểu quần thể tế bào T với nhau nhờ sự có mặt của một trong hai phân tử trên màng là CD4 hay CD8. Các tế bào T mang dấu ấn CD4 nhận diện các kháng nguyên kết hợp với phân tử MHC lớp II, trong khi đó các tế bào T mang dấu ấn CD8 nhận diện các kháng nguyên kết hợp với phân tử MHC lớp I. Như vậy sự biểu lộ của CD4 hay CD8 tương ứng với việc hoạt động của tế bào T đó bị giới hạn bởi phân tử MHC lớp II hay lớp I. Nhìn chung thì sự biểu lộ của CD4 và CD8 cũng xác định được 2 tiểu quần thể lympho T mang những chức năng chủ yếu. Các tế bào TCD4+ thường có chức năng là các tế bào T hỗ trợ (TH) và bị giới hạn bởi các phân tử MHC lớp II, còn các tế bào TCD8+ thường hoạt động chức năng như những tế bào T gây độc (TC) và bị giới hạn bởi các phân tử MHC lớp I. Sau khi nhận diện các kháng nguyên được trình diện cùng phân tử MHC lớp II trên màng tế bào trình diện kháng nguyên thì các tế bào TH tăng sinh một cách ồ ạt. Các tế bào TH chế tiết nhiều cytokine khác nhau, thường được gọi là các lymphokine, đóng vai trò trung tâm trong quá trình hoạt hoá tế bào B, tế bào TC và nhiều tế bào khác tham gia vào đáp ứng miễn dịch. Tế bào TC được hoạt hoá nhờ vào tương tác giữa phức hợp kháng nguyên-phân tử MHC trên bề mặt tế bào của bản thân cơ thể đã bị biến đổi (ví dụ các tế bào đã nhiễm virus) khi có mặt các lymphokine thích hợp (hình 1.13). Các tế bào TC đã hoạt hoá được gọi là các tế bào T gây độc có khả năng giết chết các tế bào đã bị biến đổi. Bằng việc xác định số lượng tế bào T mang các dấu ấn CD4 và CD8 chúng ta có thể tính được tỷ số giữa các tế bào TH và TC. Tỷ số này ở trong máu máu ngoại vi của người bình thường vào khoảng 1,5 đến 2. Trong một số bệnh như bệnh suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS) hoặc các bệnh tự miễn thì tỷ số này bị biến đổi rõ rệt.

Một tiểu quần thể lympho T khác đó là các tế bào T ức chế (viết tắt là Ts - T-suppressor) cũng đã được thừa nhận. Người ta đã nhận thấy rõ ràng có một số tế bào T có khả năng ức chế đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào và đáp ứng miễn dịch thể dịch, nhưng cho đến nay người ta vẫn chưa phân lập và clone hoá được các tế bào Ts thực sự, vì thế vẫn chưa biết rõ được liệu các tế bào Ts là một tiểu quần thể riêng hay đó chỉ là  hiện tượng ức chế đơn thuần do hoạt động ức chế của các tiểu quần thể Tc và Th.

Việc phân loại các tế bào CD4+ bị giới hạn bởi các phân tử MHC lớp II là các tế bào TH và các tế bào CD8+ bị giới hạn bởi các phân tử MHC lớp I là các tế bào TC không phải là tuyệt đối. Thật vậy một số tế bào có chức năng là tế bào TH lại cho thấy có mang dấu ấn CD8 và nhận diện các kháng nguyên kết hợp với phân tử MHC lớp I, và một số tế bào có chức năng như tế bào TC lại bị giới hạn bởi phân tử MHC lớp II và mang dấu ấn CD4. Ngay cả sự phân loại về mặt chức năng cũng không phải là tuyệt đối. Chẳng hạn như nhiều tế bào TC lại chế tiết các lymphokine khác nhau và có ảnh hưởng lên các tế bào khác giống như tác dụng của tế bào TH lên các tế bào đó. Vì thế sự phân biệt giữa tế bào TH và tế bào TC rõ ràng không phải là tuyệt đối mà vẫn còn những mập mờ dễ nhầm lẫn giữa hai loại. Tuy nhiên những sự mập mờ này chỉ là ngoại lệ chứ không thành qui luật nên người ta thường coi các tế bào TH là các tế bào mang dấu ấn CD4 và bị giới hạn bởi các phân tử MHC lớp II và các tế bào TC mang dấu ấn CD8 và bị giới hạn bởi các phân tử MHC lớp I.

Các tế bào null

Một số ít tế bào lympho trong máu ngoại vi có các phân tử trên màng không rõ để phân biệt là tế bào T hay tế bào B thì được gọi là các tế bào null. Các tế bào này cũng không có các thụ thể để gắn với kháng nguyên giống như của tế bào T hay tế bào B và do vậy không có tính đặc hiệu cũng như ký ức miễn dịch. Trong số các tế bào null có một nhóm tế bào chức năng gọi là các tế bào giết tự nhiên (viết tắt là tế bào NK - Natural Killer). Ðây là các tế bào lympho to có hạt chiếm từ 5 - 10% tổng số tế bào lympho trong máu ngoại vi của người. Các tế bào NK lần đầu tiên được mô tả vào năm 1976 khi người ta thấy một số tế bào null thể hiện hoạt tính gây độc chống lại một số lượng lớn tế bào ung thư mà không cần bất kỳ sự mẫn cảm nào trước đó với ung thư. Sau đó người ta nhận thấy rằng các tế bào NK đóng một vai trò quan trọng trong đáp ứng của túc chủ chống lại các tế bào ung thư. Các tế bào ung thư bị giết chết bởi một số yếu tố gây độc do tế bào NK tiết ra. Tế bào NK có thể tương tác với tế bào ung thư theo 2 cách khác nhau: Trong một số trường hợp tế bào NK tiếp xúc màng trực tiếp với tế bào ung thư một cách không đặc hiệu và không phụ thuộc vào kháng thể; tuy nhiên một số tế bào NK lại bộc lộ các thụ thể trên màng dành cho đầu tận cùng C của phân tử kháng thể. Các tế bào NK này có thể gắn vào các kháng thể kháng ung thư đã gắn trên bề mặt các tế bào ung thư sau đó phá huỷ tế bào ung thư này. Quá trình này được gọi là hiệu quả ADCC - gây độc tế bào bởi một tế bào phụ thuộc kháng thể (Antibody-Dependent Cell-Mediated Cytotoxicity, ho ặc Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity). Cơ chế chính xác của hiện tượng này sẽ được trình bầy trong chương đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào.

Ở người có một bệnh với hội chứng Che’diak-Higashi do bị thiếu tế bào NK làm cho những bệnh nhân này có nguy cơ mắc các bệnh lymphoma. Ở chuột nhắt cũng có một mối tương quan giữa sự thiếu tế bào NK với việc ung thư phát triển. Những chuột nhắt có biến đổi gene lặn tự thân gọi là chuột be do thiếu các tế bào NK nên các chuột này bị tăng nguy cơ mọc ung thư khi ta tiêm các tế bào ung thư sống vào cơ thể chúng. Những phát hiện này đã khẳng định rõ ràng rằng các tế bào NK có một vai trò quan trọng trong đề kháng của túc chủ chống lại ung thư.

Các tế bào trình diện kháng nguyên

Sự hoạt hoá cả đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào đều đòi hỏi sự kích thích của các lymphokine do tế bào TH sản xuất ra. Một điều cơ bản là sự hoạt hoá của tế bào TH phải được điều hoà một cách chặt chẽ bởi vì nếu để xẩy ra đáp ứng của các tế bào TH một cách không thích hợp với các cấu thành của bản thân thì có thể dẫn đến những hậu quả tự mẫn nghiêm trọng. Ðể có được sự điều hoà chặt chẽ các tế bào TH cần phải được hoạt hoá sau khi nhận dạng kháng nguyên. Ðiều này chỉ xẩy ra sau khi các kháng nguyên được trình diện cùng với các phân tử MHC trên bề mặt các tế bào đặc biệt được gọi là các tế bào trình diện kháng nguyên. Các tế bào trình diện kháng nguyên là một tập hợp gồm nhiều loại tế bào, bao gồm một số đại thực bào, các tế bào B, các tế bào có tua, các tế bào nội mô. Ðặc điểm chính của những tế bào này là trên bề mặt của chúng có rất nhiều phân tử MHC lớp II. Ngoài ra chúng còn có khả năng thâu tóm các kháng nguyên nhờ hiện tượng thực bào hoặc ẩm bào sau đó tái xuất hiện một phần các kháng nguyên này trong khuôn khổ kết hợp với phân tử MHC lớp II trên màng của chúng. Nhờ sự giới thiệu kháng nguyên này mà các tế bào TH có thể nhận dạng được kháng nguyên một cách thích hợp và sau đó sinh ra các đáp ứng miễn dịch. Cơ chế chi tiết của hoạt động trình diện kháng nguyên sẽ được trình bầy trong các chương sau.

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.