Thực bào là gì? Cơ chế, quá trình và vai trò trong hệ miễn dịch

Thực bào là một cơ chế quan trọng của hệ miễn dịch, giúp cơ thể nhận diện, bắt giữ và loại bỏ vi khuẩn, nấm, tế bào chết và các thành phần lạ. Quá trình này chủ yếu được thực hiện bởi các tế bào miễn dịch như bạch cầu trung tính và đại thực bào. Vậy thực bào diễn ra như thế nào và có ý nghĩa ra sao trong y học? Hãy cùng Mescells tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

1. Thực bào là gì?

Thực bào (phagocytosis) là quá trình tế bào miễn dịch bao vây và nuốt các hạt hoặc vi sinh vật vào bên trong tế bào để xử lý và tiêu diệt.

Khi phát hiện tác nhân lạ, tế bào thực bào sử dụng các thụ thể trên bề mặt để nhận diện và bám vào đối tượng. Sau đó, màng tế bào bao quanh đối tượng, tạo thành một túi màng gọi là phagosome. Phagosome tiếp tục kết hợp với lysosome để hình thành phagolysosome, nơi diễn ra quá trình phân giải và tiêu diệt.

Nhờ cơ chế này, quá trình thực bào vừa giúp loại bỏ tác nhân gây bệnh, vừa góp phần làm sạch các tế bào chết và mảnh vụn trong mô.

Quá trình thực bào của tế bào miễn dịch 

2. Các tế bào thực bào chính trong cơ thể

Nhiều tế bào miễn dịch có khả năng thực bào, nhưng một số loại giữ vai trò nổi bật:

Trong đó, neutrophil và macrophage là hai nhóm tế bào thực bào tiêu biểu nhất trong đáp ứng chống nhiễm trùng.

3. Cơ chế và các giai đoạn của quá trình thực bào

Sau khi xác định được tác nhân lạ, quá trình thực bào diễn ra theo một chuỗi các bước liên tiếp:

• Bước 1 – Nhận diện: Tế bào thực bào nhận diện vi sinh vật hoặc vật thể lạ thông qua các thụ thể. Kháng thể và protein bổ thể có thể hỗ trợ quá trình này thông qua cơ chế opsonin hóa – khi tế bào thực bào nhận diện các phân tử này qua thụ thể Fc (đối với kháng thể) và thụ thể bổ thể CR3 (đối với protein bổ thể C3b).
• Bước 2 – Bao vây: Màng tế bào tiến hành thực bào kéo dài và bao quanh đối tượng cần loại bỏ.
• Bước 3 – Hình thành phagosome: Đối tượng được đưa vào bên trong tế bào và nằm trong một túi màng gọi là phagosome.
• Bước 4 – Hình thành phagolysosome: Phagosome kết hợp với lysosome, tạo môi trường chứa enzyme và các chất có khả năng phân giải.
• Bước 5 – Tiêu diệt và phân giải: Vi sinh vật được tiêu diệt nhờ enzyme, các chất oxy hóa và nhiều cơ chế nội bào khác. Sau đó, các thành phần còn lại được xử lý và loại bỏ.

Như vậy, từ nhận diện → bao vây → hình thành phagosome → hợp nhất với lysosome → tiêu diệt, thực bào tạo thành một chuỗi bảo vệ liên tục.

Các giai đoạn của quá trình thực bào

4. Thực bào có vai trò gì trong hệ miễn dịch?

Thực bào có vai trò quan trọng trong cả miễn dịch bẩm sinh và kết nối với miễn dịch thích ứng.

• Loại bỏ vi sinh vật: Giúp tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn và nấm xâm nhập.
• Kiểm soát nhiễm trùng: Neutrophil có thể nhanh chóng tập trung tại vị trí viêm để thực hiện thực bào.
• Dọn dẹp tế bào chết: Macrophage loại bỏ tế bào già, chết hoặc các mảnh vụn tế bào.
• Điều hòa viêm: Tế bào thực bào giải phóng nhiều chất trung gian giúp điều chỉnh đáp ứng viêm.
• Xử lý và trình diện kháng nguyên: Một số tế bào thực bào có thể xử lý kháng nguyên, góp phần kích hoạt đáp ứng miễn dịch thích ứng.

Đặc biệt, các loại oxy phản ứng được tạo ra trong quá trình hoạt hóa phagocyte có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát tác nhân gây bệnh, nhưng nếu được tạo ra quá mức cũng có thể gây tổn thương mô.

Vai trò của thực bào trong miễn dịch bẩm sinh

5. Ứng dụng của xét nghiệm đánh giá chức năng thực bào

Do thực bào đóng vai trò quan trọng trong hoạt động bảo vệ cơ thể, việc đánh giá chức năng của các tế bào thực bào có thể hỗ trợ nghiên cứu và chẩn đoán một số rối loạn miễn dịch. Một số xét nghiệm thường được sử dụng:

Trong bệnh u hạt mạn tính (CGD), khiếm khuyết phức hợp NADPH oxidase làm giảm khả năng tạo ra các loại oxy phản ứng của phagocyte. Xét nghiệm DHR 123 kết hợp với flow cytometry hiện được sử dụng rộng rãi để đánh giá respiratory burst và hỗ trợ chẩn đoán CGD.

Ngoài đánh giá khả năng tạo ROS, các phương pháp flow cytometry cũng có thể được thiết kế để đánh giá đồng thời khả năng thực bào và respiratory burst của bạch cầu trung tính.

Đánh giá respiratory burst của neutrophil bằng DHR và flow cytometry

Thực bào là cơ chế bảo vệ thiết yếu của hệ miễn dịch, giúp cơ thể nhận diện, bắt giữ và loại bỏ các tác nhân gây bệnh cũng như tế bào chết. Quá trình này chủ yếu liên quan đến neutrophil, macrophage và một số tế bào miễn dịch khác. Việc hiểu rõ cơ chế thực bào không chỉ giúp làm sáng tỏ hoạt động của hệ miễn dịch mà còn có ý nghĩa trong nghiên cứu các bệnh lý suy giảm miễn dịch. Đặc biệt, các xét nghiệm như DHR, NBT và flow cytometry có thể được sử dụng để đánh giá các khía cạnh khác nhau của chức năng thực bào và khả năng tiêu diệt vi sinh vật.

HỆ THỐNG Y TẾ CHUYÊN SÂU Y HỌC TÁI TẠO VÀ TRỊ LIỆU TẾ BÀO MESCELLS | MSC

• Hotline: 0866 022 097
• Địa chỉ: TT21, số 204 Nguyễn Tuân, phường Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.
• Fanpage: Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Tế Bào Mescells

NGUỒN THAM KHẢO:

• Uribe-Querol E, Rosales C. Phagocytosis: Our Current Understanding of a Universal Biological Process. Frontiers in Immunology. 2020;11:1066. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32582172/ 
• Rothe G, Oser A, Valet G. Dihydrorhodamine 123: a new flow cytometric indicator for respiratory burst activity in human neutrophils. Blood. 1991;77(8):1667-1673. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2025844/ 
• Levine AP, Segal AW. The formation and function of the neutrophil phagosome. Journal of Leukocyte Biology. 2023;113(1):17-27. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36440666/