Bạch cầu đa nhân là gì? Phân loại, chức năng và vai trò trong hệ miễn dịch

Hệ miễn dịch của con người được ví như một lực lượng quân đội tinh nhuệ, luôn túc trực và phản ứng đầu tiên trước bất kỳ sự xâm nhập nào của vi sinh vật gây bệnh hoặc tổn thương mô. Trong lực lượng đó, bạch cầu đa nhân đóng vai trò là những “chiến binh” tiên phong không thể thiếu, duy trì sự cân bằng nội môi và bảo vệ cơ thể một cách mạnh mẽ. Mặc dù thời gian sống của chúng vô cùng ngắn ngủi, nhưng sự đa dạng trong chức năng và các cơ chế tiêu diệt mầm bệnh của bạch cầu đa nhân lại vô cùng tinh vi và phức tạp. Sự bất thường về số lượng hay chức năng của nhóm tế bào này có thể dẫn đến vô số bệnh lý nghiêm trọng, đe dọa trực tiếp đến tính mạng.

Trong bài viết dưới đây, hãy cùng Mescells tìm hiểu chi tiết và chuyên sâu về bạch cầu đa nhân là gì, phân loại, vai trò cốt lõi trong hệ miễn dịch cũng như các bệnh lý nguy hiểm có thể ảnh hưởng đến chúng.

1. Bạch cầu đa nhân là gì?

Bạch cầu đa nhân (hay còn gọi là bạch cầu hạt) là một loại tế bào bạch cầu được sinh ra từ tủy xương, đặc trưng bởi các hạt lớn trong bào tương và nhân chia thành nhiều thùy. Chúng chính là tuyến phòng thủ đầu tiên của hệ miễn dịch tự nhiên, đóng vai trò như những “chiến binh” phản ứng nhanh để bảo vệ cơ thể khỏi mầm bệnh.

Đặc điểm để dễ dàng nhận diện loại tế bào này bao gồm hai yếu tố chính là:

• Nhân chia thành nhiều thùy: Thay vì có một nhân tròn đơn lẻ như các tế bào thông thường, nhân của chúng được chia thành nhiều đoạn (hoặc nhiều thùy) kết nối với nhau bằng những sợi rất mảnh.
• Chứa nhiều “vũ khí” dạng hạt: Bên trong tế bào của chúng chứa vô số các hạt nhỏ mang enzyme và các chất kháng khuẩn chuyên biệt, dùng để bắt giữ và tiêu diệt vi sinh vật.

Các tế bào này có vòng đời hoạt động rất ngắn ngủi và chỉ trôi nổi trong dòng máu khoảng 6 đến 12 giờ trước khi xâm nhập vào các mô để tiêu diệt mầm bệnh, hoặc sẽ tự chết đi (apoptosis) trong vòng 24 giờ.

Vai trò của bạch cầu đa nhân trong đáp ứng miễn dịch bẩm sinh thông qua nhận diện, thực bào và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh

2. Các loại bạch cầu đa nhân

Dựa trên sự khác biệt về kích thước, hình thái của nhân và đặc biệt là đặc tính bắt màu của các hạt bào tương khi sử dụng phương pháp nhuộm, bạch cầu đa nhân được phân loại thành 3 dòng tế bào riêng biệt:

2.1. Bạch cầu trung tính

Bạch cầu trung tính là quần thể đông đảo nhất, chiếm khoảng 50% – 70% tổng số bạch cầu trong hệ tuần hoàn. Tế bào có đường kính khoảng 10 – 15 µm, nhân chia thành 3 – 5 thùy. Bào tương chứa các hạt siêu nhỏ nhuộm màu hồng nhạt, bao gồm hạt azurophil (hạt sơ cấp), hạt đặc hiệu (hạt thứ cấp) và hạt tertiary chứa vô số các enzyme diệt khuẩn như myeloperoxidase, elastase, defensins và lactoferrin. Đây là lực lượng nòng cốt trong các phản ứng viêm cấp tính chống lại vi khuẩn.

Cấu tạo của bạch cầu đa nhân trung tính (Neutrophil)

2.2. Bạch cầu ái toan

Chiếm từ 1% – 4% tổng số bạch cầu, tế bào ái toan có kích thước lớn hơn (10 – 20 µm) và nhân thường chia thành 2 thùy rõ rệt, tạo hình ảnh giống chiếc mắt kính. Hạt của chúng có kích thước lớn, bắt màu đỏ hồng đặc trưng của thuốc nhuộm acid eosin. Các hạt này chứa lõi tinh thể giàu protein kiềm chính và các chất độc thần kinh.

Quá trình biệt hóa của bạch cầu ái toan phụ thuộc nhiều vào Interleukin-5. Bạch cầu ái toan đóng vai trò chủ chốt trong việc chống lại nhiễm trùng ký sinh trùng (giun sán) và tham gia vào quá trình viêm mạn tính và phản ứng dị ứng.

2.3. Bạch cầu ái kiềm

Bạch cầu ái kiếm là loại hiếm nhất, chiếm dưới 1% lượng bạch cầu. Kích thước dao động từ 12 – 15 µm, nhân thường có 2 thùy hoặc hình chữ S uốn lượn nhưng thường bị che khuất bởi các hạt bào tương. Các hạt của bạch cầu ái kiềm bắt màu xanh tím đậm của thuốc nhuộm kiềm, chứa hàm lượng lớn histamine, heparin và các chất trung gian hóa học tiền viêm. Chúng có chức năng tương tự như tế bào mast, chủ yếu tham gia vào các phản ứng dị ứng, sốc phản vệ và viêm.

Cấu tạo và phân loại các loại bạch cầu đa nhân (Granulocytes) ở người

3. Vai trò của bạch cầu đa nhân trong hệ miễn dịch

Là lực lượng phản ứng nhanh nhất của cơ thể, bạch cầu đa nhân (đặc biệt là dòng trung tính) được trang bị một kho tàng vũ khí sinh học và hàng loạt các cơ chế phòng ngự tinh vi để bảo vệ cơ thể.

• Xuyên mạch và tiếp cận mục tiêu: Khi có tín hiệu nhiễm trùng hoặc tổn thương, bạch cầu bám dính vào thành mạch máu và len lỏi xuyên qua màng để đi thẳng đến vị trí mô đang bị viêm.
• Thực bào: Chúng nhận diện, bao bọc và nuốt trọn vi khuẩn, vi nấm vào bên trong một túi kín. Tại đây, chúng sử dụng các gốc tự do oxy hóa có độc tính cực cao và các enzyme để tiêu diệt mầm bệnh nhanh chóng.
• Giải phóng hạt: Khi đối mặt với các mầm bệnh quá lớn không thể nuốt trọn, chúng sẽ trực tiếp phóng các hạt chứa enzyme tiêu hủy ra ngoài màng tế bào để tiêu diệt tác nhân và phân hủy mô hoại tử.
• Tạo bẫy ngoại bào: Đây là cơ chế “giăng lưới” độc đáo. Bạch cầu (đặc biệt là bạch cầu trung tính) sẽ phóng thích mạng lưới DNA của chính nó ra ngoài, trên đó có tẩm các protein kháng khuẩn cực mạnh để bắt giữ và tiêu diệt trực tiếp vi khuẩn, nấm, virus và ký sinh trùng.
• Chống ký sinh trùng và điều hòa dị ứng: Các loại bạch cầu ái toan và ái kiềm sẽ tiết ra các chất độc thần kinh (để diệt giun sán) hoặc các chất như histamine, heparin để tham gia vào các phản ứng viêm và dị ứng của cơ thể.

Vai trò của các loại bạch cầu đa nhân trong hệ miễn dịch

4. Những loại bệnh lý nào có thể ảnh hưởng tới bạch cầu đa nhân?

Sự toàn vẹn về mặt chức năng và duy trì số lượng ổn định của bạch cầu đa nhân là vô cùng quan trọng đối với sự sống còn của cơ thể. Bất kỳ một khiếm khuyết di truyền hay sự thay đổi mắc phải nào cũng có thể dẫn đến các bệnh lý nghiêm trọng, trải dài từ suy giảm miễn dịch bẩm sinh cho đến các hội chứng viêm hệ thống và ung thư.

Giảm bạch cầu trung tính

Là tình trạng cơ thể có quá ít bạch cầu trung tính, khiến hàng rào bảo vệ bị suy yếu.

• Bẩm sinh: Thường do lỗi gen, khiến bệnh nhân dễ bị nhiễm trùng nặng ngay từ khi mới sinh và có nguy cơ cao tiến triển thành ung thư máu.
• Mắc phải: Số lượng bạch cầu bị sụt giảm do tác dụng phụ của thuốc (đặc biệt là hóa trị), nhiễm virus, hoặc do hệ miễn dịch tự nhầm lẫn và tiêu diệt bạch cầu của chính mình.

Bệnh hạt mãn tính

Bạch cầu vẫn có khả năng “nuốt” vi khuẩn nhưng lại bị khuyết tật hệ thống enzyme, khiến chúng không thể tạo ra chất độc để tiêu diệt mầm bệnh. Cơ thể phản ứng lại bằng cách tạo ra các khối u hạt (granuloma) mạn tính ở da, gan, phổi để “cô lập” vi khuẩn.

Quá trình bạch cầu đa nhân trung tính di chuyển từ mạch máu đến ổ viêm để tham gia đáp ứng miễn dịch

Hội chứng Chediak-Higashi

Là một rối loạn di truyền cực kỳ hiếm gặp khiến các hạt “vũ khí” bên trong bạch cầu kết dính lại thành những hạt khổng lồ nhưng vô dụng. Bạch cầu bị liệt chức năng, kèm theo đó, bệnh nhân thường có biểu hiện bạch tạng một phần (da, tóc, mắt nhạt màu), dễ chảy máu và thoái hóa thần kinh.

Hội chứng suy giảm bám dính bạch cầu

Bạch cầu bị mất các “mỏ neo” (integrin) trên màng tế bào. Mặc dù số lượng trong máu rất dồi dào, chúng lại bị kẹt trong mạch máu và không thể chui qua thành mạch để đi vào các mô bị nhiễm trùng. Biểu hiện điển hình của bệnh này là nhiễm trùng sâu, dai dẳng, nhưng vết thương hoàn toàn không có mủ.

Nhiễm khuẩn huyết

Trong tình trạng nhiễm trùng toàn thân nghiêm trọng, bạch cầu đa nhân bị kích hoạt quá mức. Chúng phóng thích ồ ạt các bẫy lưới ngoại bào vào máu, gây tắc nghẽn các vi mạch máu, dẫn đến hội chứng suy đa tạng và tử vong.

Ung thư

Khối u có khả năng tiết ra các chất để “thuần hóa” và biến bạch cầu đa nhân thành các tế bào ức chế miễn dịch. Thay vì tiêu diệt ung thư, những bạch cầu “lầm đường lạc lối” này lại quay sang bảo vệ khối u, ngăn cản các tế bào miễn dịch khác và tiết ra enzyme phá hủy mô để dọn đường cho ung thư di căn.

Cơ chế opsonin hóa và thực bào vi khuẩn Staphylococcus aureus bởi bạch cầu đa nhân trung tính

Bạch cầu đa nhân, đặc biệt là bạch cầu trung tính, giữ vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch và bảo vệ cơ thể trước các tác nhân gây bệnh. Tuy nhiên, sự mất cân bằng trong hoạt động của chúng có thể gây viêm và tổn thương mô. Việc nghiên cứu bạch cầu đa nhân giúp hiểu rõ hơn cơ chế miễn dịch, từ đó mở ra những hướng điều trị mới cho bệnh nhiễm trùng, viêm và các rối loạn miễn dịch. Những tiến bộ y học không ngừng trong việc lập bản đồ bệnh lý và giải mã cơ chế phân tử của bạch cầu đa nhân đang mở ra nhiều hy vọng lớn lao cho các liệu pháp điều trị trúng đích mới trong tương lai, mang lại sự sống cho hàng triệu bệnh nhân.

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:

1. Herrero-Cervera, A., Soehnlein, O., & Kenne, E. (2022). Neutrophils in chronic inflammatory diseases. Cellular & Molecular Immunology, 19(2), 177–191. https://doi.org/10.1038/s41423-021-00832-3
2. Kolaczkowska, E., & Kubes, P. (2013). Neutrophil recruitment and function in health and inflammation. Nature Reviews Immunology, 13(3), 159–175. https://doi.org/10.1038/nri3399
3. Mayadas, T. N., Cullere, X., & Lowell, C. A. (2014). The multifaceted functions of neutrophils. Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease, 9, 181–211. https://doi.org/10.1146/annurev-pathol-012513-104706
4. Németh, T., Sperandio, M., & Mócsai, A. (2020). Neutrophils as emerging therapeutic targets. Nature Reviews Drug Discovery, 19(4), 253–275. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0054-z