Đại thực bào: Nguồn gốc, đặc điểm và chức năng chính

Một trong những tế bào quan trọng tại hàng phòng vệ của miễn dịch bẩm sinh là đại thực bào. Chúng đóng vai trò giám sát, tiêu diệt mầm bệnh và cân bằng nội môi. Ở bài viết này, hãy cùng Mescells tìm hiểu chi tiết hơn về nguồn gốc và quá trình hình thành đại thực bào cũng như vai trò, chức năng của chúng trong hệ miễn dịch của con người.

1. Đại thực bào là gì?

Đại thực bào (macrophage) là những tế bào bạch cầu chuyên biệt tham gia vào việc phát hiện, thực bào và tiêu diệt vi khuẩn cũng như các sinh vật gây hại khác. Chúng di chuyển và lưu thông trong hầu hết các mô, tuần tra tìm kiếm mầm bệnh hoặc loại bỏ các tế bào chết. Ngoài ra, chúng cũng có thể trình diện kháng nguyên cho tế bào T và khởi phát phản ứng viêm bằng cách giải phóng các phân tử (được gọi là cytokine) kích hoạt các tế bào khác.

Đại thực bào là những tế bào miễn dịch quan trọng

2. Nguồn gốc và quá trình hình thành đại thực bào

Đại thực bào có hai dòng riêng biệt là đại thực bào có nguồn gốc từ tủy xương và đại thực bào có nguồn gốc phôi thai. Chúng cùng tồn tại trong một số mô nhất định và góp phần vào chức năng của mô, cả trong trạng thái ổn định và khi có phản ứng nhiễm trùng hoặc viêm.

Đại thực bào cư trú trong mô có nguồn gốc từ phôi thai và tự duy trì tại chỗ, độc lập với các tế bào đơn nhân trong suốt thời kỳ trưởng thành. Trong khi đại thực bào có nguồn gốc từ tủy xương được biệt hóa từ các tế bào đơn nhân có nguồn gốc từ các tế bào tiền thân trong tủy xương, di chuyển từ máu vào các mô trong trạng thái cân bằng nội môi và viêm nhiễm, sau khi được kích thích bởi các yếu tố tăng trưởng tại chỗ, cytokine gây viêm và các vi khuẩn (theo Mengyuan Li, 2023).

Quá trình hình thành và phát triển của đại thực bào

Trong điều kiện viêm, tổn thương mô hoặc thiếu hụt đại thực bào, các đại thực bào có nguồn gốc từ phôi thai sẽ chết đi. Lúc này, cơ thể thay thế bằng đại thực bào mới từ tế bào đơn nhân. Tuy nhiên, khả năng các đại thực bào này tồn tại lâu dài trong mô sẽ khác nhau tùy loại mô và tùy tình trạng bệnh lý cụ thể.

Tùy thuộc vào môi trường vi mô xung quanh và bối cảnh miễn dịch, đại thực bào có thể trưởng thành và trải qua quá trình phân cực tạo nên các đại thực bào M1 “hoạt hóa cổ điển” hoặc M2 “hoạt hóa thay thế”. Mầm bệnh và các cytokine gây viêm như TNF-α và IFN-γ gây ra kiểu hình M1. Ngược lại, các cytokine chống viêm như IL-10, IL-4 và IL-13 gây ra kiểu hình M2.

3. Đặc điểm của đại thực bào

• Hình dạng và kích thước: Đại thực bào có kích thước tương đối lớn so với các tế bào khác, thường có đường kính từ 10-30 µm. Khi ở trạng thái “nghỉ ngơi”, chúng có hình dạng tròn hoặc bầu dục, đồng thời có thể tạo chân giả (pseudopods) để di chuyển và nuốt vật lạ.
• Vị trí: Đại thực bào có mặt ở hầu hết mọi cơ quan/mô, nơi chúng hoạt động như tuyến phòng thủ miễn dịch đầu tiên chống lại mầm bệnh và đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nội môi của mô.
• Số lượng: Trong tuần hoàn, bạch cầu đơn nhân thường chiếm khoảng 2-8% tổng số bạch cầu, tương ứng với 200-800 bạch cầu đơn nhân trên mỗi microlit máu (theo Uwe Lendeckel , 2022).
• Hạt nhân: Đại thực bào có một nhân lớn, hình tròn hoặc hình hạt đậu (hình thận), thường lõm vào trong với chất nhiễm sắc mịn.
• Đặc điểm tế bào chất: Tế bào chất phong phú và chứa nhiều lysosome, rất quan trọng cho việc phân hủy vật chất bị nuốt. Quan sát dưới kính hiển vi điện tử cho thấy các hạt bào tương dày đặc trong các tế bào này. Chúng cũng chứa nhiều không bào (bong bóng nhỏ) chứa thức ăn hoặc mảnh vụn và giọt lipid.
• Bề mặt: Chứa nhiều thụ thể cần thiết để nhận biết mầm bệnh, tế bào chết theo chương trình và các phân tử tín hiệu như: thụ thể giống Toll (TLR), CD204, CD206, các thụ thể Fc cho immunoglobulin, cũng như các thụ thể bổ thể và cytokine.

Đại thực bào thường có hình cầu, chứa một nhân lớn và có thể tạo chân giả để di chuyển

4. Chức năng chính của đại thực bào

4.1. Thực bào và loại bỏ các mảnh vụn tế bào

Thực bào chủ yếu liên quan đến việc nuốt chửng và phân hủy mầm bệnh, mảnh vụn tế bào và tế bào chết theo chương trình. Quá trình này bắt đầu bằng việc nhận diện mục tiêu thông qua các thụ thể bề mặt. Sau khi liên kết, mục tiêu được đưa vào bên trong một túi thực bào, sau đó hợp nhất với lysosome để tạo thành một túi thực bào – lysosome, nơi xảy ra quá trình phân hủy enzyme. Quá trình này thường liên quan đến phản ứng tiền viêm, vì hoạt động phân hủy mầm bệnh dẫn đến việc giải phóng các phân tử kích thích miễn dịch tiến hành kích hoạt các tế bào miễn dịch (theo Jan Brancewicz, 2025).

4.2. Trình diện kháng nguyên và phản ứng miễn dịch

Đại thực bào là các tế bào trình diện kháng nguyên (APC) chuyên nghiệp, hiển thị các peptide từ các kháng nguyên nội bào và ngoại bào được nội hóa trên các protein phức hợp tương thích mô chính lớp I (MHC-I) để trình diện cho tế bào T. Kiểu hình chính xác và khả năng tiếp cận kháng nguyên của đại thực bào khác nhau tùy thuộc vào mô.

4.3. Điều hòa quá trình viêm và sản xuất cytokine

Các đại thực bào đặc hiệu mô đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy và giải quyết tình trạng viêm thông qua sản xuất và điều hòa cytokine.

Khi tiếp xúc với tác nhân gây viêm, đại thực bào thúc đẩy việc huy động bạch cầu đến vị trí nhiễm trùng bằng cách tiết ra chemokine và nhiều loại cytokine khác nhau. Thông qua việc giải phóng TNF-α, đại thực bào tăng cường hoạt hóa nội mô mạch máu, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập của bạch cầu. Chúng kích hoạt một loạt các tế bào miễn dịch, bao gồm tế bào tiêu diệt tự nhiên (NK), tế bào T và tế bào B, bằng cách sản xuất các cytokine như TNF-α, interleukin-6 (IL-6), interleukin-12 (IL-12) và interleukin-1β (IL-1β) (theo Fan Guan, 2025).

4.4. Tái tạo và phục hồi mô

Các đại thực bào trong mô thực hiện quá trình thực bào (efferocytosis). Quá trình này rất quan trọng để duy trì cân bằng nội môi mô, đồng thời cho phép tái tạo và sửa chữa mô sau chấn thương. Thực bào loại bỏ các tế bào chết theo chương trình, có liên hệ chặt chẽ với sự đổi mới mô và ngăn ngừa bệnh lý.

Đại thực bào cũng tiết ra các chất trung gian hòa tan kích thích sự tăng sinh tế bào gốc và tế bào mô đệm tại chỗ – tác động lớn đến quá trình sửa chữa mô.

Chức năng gây viêm và chống viêm của đại thực bào

5. Hội chứng hoạt hóa đại thực bào

Hội chứng hoạt hóa đại thực bào (MAS – Macrophage Activation Syndrome) là một biến chứng viêm hệ thống nghiêm trọng, có nguy cơ tử vong cao (20-30%), đặc trưng bởi sự hoạt hóa và tăng sinh không kiểm soát của đại thực bào và tế bào T, dẫn đến tình trạng bão cytokine.

Tình trạng này thường xuất hiện thứ phát sau các bệnh thấp khớp (như viêm khớp tự phát thiếu niên) hoặc nhiễm trùng. Người bệnh có các triệu chứng như sốt cao liên tục không đáp ứng với hạ sốt thông thường, lách to, gan to, rối loạn đông máu, giảm toàn thể huyết cầu, phát ban và rối loạn thần kinh.

Lúc này người bệnh sẽ cần được can thiệp khẩn cấp bằng corticosteroid liều cao, thuốc ức chế miễn dịch (như Cyclosporine A) hoặc các tác nhân sinh học để kiểm soát tình trạng viêm.

Hội chứng hoạt hóa đại thực bào có tỉ lệ tử vong cao nếu không được kiểm soát kịp thời

Đại thực bào là một nguồn tế bào trị liệu rất có giá trị. Khả năng tái tạo vượt trội của chúng có thể trực tiếp hỗ trợ tái tạo mô ở các cơ quan bị tổn thương. Cùng với đó khả năng thực bào sẽ giúp loại bỏ tế bào ung thư hoặc các chất gây thoái hóa thần kinh cũng như các tác nhân gây nhiễm trùng… Dựa trên những đặc điểm độc đáo này, tiềm năng nghiên cứu và ứng dụng lâm sàng của đại thực bào vô cùng to lớn, hứa hẹn xây dựng nhiều phương pháp trị liệu mới, từ đó góp phần thúc đẩy sự phát triển của các liệu pháp tế bào, miễn dịch và ung thư.