Hệ miễn dịch là gì? Vai trò và cơ chế bảo vệ cơ thể

Mỗi ngày, cơ thể phải đối mặt với hàng triệu tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, virus, nấm, ký sinh trùng, hay thậm chí là các tế bào ung thư phát sinh nội sinh. Trong môi trường đầy rẫy mối đe dọa đó, hệ miễn dịch là lớp phòng vệ sinh học của cơ thể con người, có vai trò nhận diện, ghi nhớ và tiêu diệt các tác nhân lạ, giúp chúng ta duy trì sự sống.

Hiểu rõ cơ chế hoạt động, thành phần cũng như những yếu tố ảnh hưởng đến hệ miễn dịch không chỉ giúp duy trì sức khỏe, mà còn mở ra nhiều hướng tiếp cận mới trong phòng ngừa và điều trị bệnh lý. Hãy cùng Mescells tìm hiểu rõ hơn trong bài viết dưới đây nhé.

1. Hệ miễn dịch là gì?

Hệ miễn dịch (Immune System) là một mạng lưới phức tạp gồm các tế bào, mô và cơ quan hoạt động phối hợp để bảo vệ cơ thể khỏi tác nhân gây bệnh từ bên ngoài – được gọi chung là kháng nguyên (antigen) – và kiểm soát bệnh tật bên trong cơ thể. Chức năng chính của hệ thống miễn dịch là nhận diện, tấn công và loại bỏ các yếu tố không thuộc về cơ thể như vi sinh vật gây bệnh, độc tố hoặc tế bào nội biến đổi bất thường, qua đó duy trì sự cân bằng nội môi cần thiết cho cơ thể.

Nguyên tắc hoạt động cốt lõi của hệ miễn dịch là phân biệt các tế bào “ta” và “không phải ta”. Các tế bào miễn dịch nhận biết những phân tử lạ thông qua các thụ thể đặc hiệu hoặc không đặc hiệu trên bề mặt tế bào, từ đó kích hoạt các tín hiệu nội bào và phản ứng miễn dịch thích hợp nhằm bảo vệ cơ thể.

2. Hệ miễn dịch gồm những thành phần nào?

2.1. Các tế bào miễn dịch

Tế bào miễn dịch là đơn vị cơ bản của hệ miễn dịch, trong đó các bạch cầu (leukocytes) giữ vai trò trung tâm, gồm có hai dòng chính là dòng tủy và dòng lympho. Dòng tủy (myeloid lineage) gồm các tế bào miễn dịch bẩm sinh, như bạch cầu trung tính và đại thực bào, phản ứng nhanh trong giai đoạn sớm của nhiễm trùng cùng với tế bào NK thuộc dòng lympho (lymphoid lineage). Các tế bào dòng lympho khác gồm có tế bào T và tế bào B của miễn dịch thích ứng, hoạt động mạnh ở giai đoạn sau của nhiễm trùng.

• Bạch cầu trung tính (Neutrophils): Chiếm 50-70% tổng số bạch cầu, là tế bào miễn dịch phổ biến nhất trong máu và là hàng rào bảo vệ đầu tiên của miễn dịch bẩm sinh. Bạch cầu trung tính có vai trò thực bào (tức hấp thụ tế bào để tiêu diệt), đồng thời diệt trừ vi khuẩn và nấm nhờ enzym tiêu thể (lysosome) hoặc cơ chế tạo gốc oxy hóa.
• Đại thực bào: Chiếm khoảng 2-8% tổng số bạch cầu, có khả năng thực bào mạnh mẽ, đồng thời trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho để khởi động đáp ứng miễn dịch thích ứng.
• Tế bào lympho T: Chiếm 15-30% tổng số bạch cầu, giữ vai trò trung tâm trong miễn dịch tế bào. Tế bào T gồm ba nhóm chính: tế bào T hỗ trợ (CD4⁺) điều hòa và kích hoạt các tế bào miễn dịch khác, tế bào T gây độc (CD8⁺) tiêu diệt đặc hiệu tế bào nhiễm virus hoặc tế bào ung thư, và tế bào T điều hòa (Regulatory T) kiểm soát đáp ứng miễn dịch và ngăn ngừa tự miễn.
• Tế bào lympho B: Chiếm 2-8% tổng số bạch cầu, chịu trách nhiệm sản xuất kháng thể (antibody) giúp trung hòa vi sinh vật gây bệnh. Đồng thời, một phần tế bào B trở thành tế bào nhớ, giúp cơ thể có khả năng kích hoạt đáp ứng miễn dịch nhanh hơn khi tái nhiễm.
• Tế bào giết tự nhiên (Natural Killer – NK): Chiếm khoảng 1-4% tổng số bạch cầu, có nhiệm vụ tiêu diệt tế bào nhiễm virus và tế bào ung thư một cách không đặc hiệu, đồng thời hỗ trợ tăng cường hoạt động của hệ thống miễn dịch.

Các tế bào miễn dịch là thành phần cốt lõi của hệ miễn dịch giúp bảo vệ cơ thể

2.2. Các mô và cơ quan hệ bạch huyết

Hệ bạch huyết (Lymphatic System) bao gồm các mô, mạch bạch huyết và các cơ quan liên quan nằm trên một mạng lưới trải rộng khắp cơ thể. Bên cạnh vai trò trong tuần hoàn và tiêu hóa, hệ bạch huyết có vai trò chính trong miễn dịch là vận chuyển các kháng nguyên, kháng thể và các tế bào miễn dịch đến vị trí cần thiết, đảm bảo đáp ứng miễn dịch diễn ra hiệu quả và toàn diện. Các cơ quan đại diện cho hệ miễn dịch gồm có:

• Tuyến ức (Thymus): Tuyến ức nằm phía sau xương ức và phía trước tim, là nơi diễn ra quá trình dung nạp và trưởng thành của các tế bào T. Cơ quan này sản sinh các hormone (như thymosin, thymulin, thymopoietin) để điều hòa sự trưởng thành và biệt hóa của tế bào T. Tuyến ức phát triển mạnh ở trẻ nhỏ và đạt kích thước tối đa ở tuổi dậy thì, sau đó sẽ thoái hóa dần thành các mô mỡ, kèm theo hoạt động chức năng suy giảm.
• Tủy xương (Bone Marrow): Tủy xương là mô mềm xốp, chứa nhiều mạch máu và nằm ở trung tâm của hầu hết các xương. Tại đây chứa các tế bào gốc, trong đó có các tế bào gốc tạo máu (hematopoietic stem cells) là tiền thân của toàn bộ tế bào máu và tế bào miễn dịch. Như vậy, tủy xương không chỉ là cơ quan tạo máu mà còn là một cơ quan nền tảng của hệ thống miễn dịch.
• Lách (Spleen): Lá lách nằm ở góc phía trên bên trái ổ bụng, là cơ quan lympho thứ cấp quan trọng. Ngoài chức năng lọc máu, loại bỏ các tế bào hồng cầu già hoặc bị hư hỏng, lá lách cũng là nơi lưu trữ và hoạt hóa các tế bào lympho, góp phần tạo đáp ứng miễn dịch và duy trì cân bằng nội môi miễn dịch.
• Hạch bạch huyết (Lymph Node): Hạch bạch huyết là cấu trúc nhỏ hình hạt đậu, với hàng trăm hạch phân bố dọc theo mạch bạch huyết. Hạch có chức năng lọc tìm kháng nguyên xâm nhập hoặc tế bào cần loại bỏ trong dịch bạch huyết. Bên trong hạch tập trung các tế bào lympho, là nơi chúng được tiếp xúc với tác nhân gây bệnh và kích hoạt đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Khi cơ thể bị nhiễm trùng, các hạch sẽ tăng cường hoạt hóa và tăng sinh tế bào lympho để tiêu diệt vi sinh vật gây hại, có thể dẫn đến hiện tượng sưng đau hạch.

Cấu tạo của hệ bạch huyết trong hệ thống miễn dịch

2.3. Kháng thể (Antibody)

Kháng thể là những protein đặc biệt được tiết ra bởi tế bào B đã biệt hóa sau khi tiếp tiếp xúc với kháng nguyên nhằm hỗ trợ phản ứng miễn dịch với kháng nguyên. Mỗi kháng thể có khả năng nhận diện đặc hiệu với một kháng nguyên cụ thể và chỉ có thể liên kết với loại kháng nguyên ấy. Mục đích của sự liên kết này là để trực tiếp trung hòa độc tố và tiêu diệt kháng nguyên, hoặc đánh dấu vi sinh vật đó để đại thực bào nhận diện và tiêu diệt.

2.4. Hệ bổ thể (Complement System)

Hệ bổ thể là một nhóm các protein huyết thanh, phối hợp để tạo nên các phản ứng dây chuyền nhằm trực tiếp tham gia hoặc hỗ trợ tiêu diệt tác nhân gây hại cùng với kháng thể. Các protein này có thể được kích hoạt ngay khi mầm bệnh vừa xâm nhập, hoặc cũng có thể được kích hoạt bởi kháng thể, giúp tiêu diệt vi sinh vật qua ba cơ chế:

• Gây suy yếu tác nhân gây bệnh thông qua các protein bổ thể để hỗ trợ thực bào
• Thu hút bạch cầu thông qua các chất hóa hướng động
• Trực tiếp phá vỡ màng tế bào qua phức hợp tấn công màng (MAC)

3. Vai trò của hệ miễn dịch với cơ thể người

3.1. Bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây bệnh từ bên ngoài

Nhờ hệ miễn dịch, cơ thể nhận diện được tác nhân gây bệnh cụ thể như vi khuẩn, virus, nấm hay ký sinh trùng khi chúng xâm nhập vào cơ thể, từ đó tạo ra kháng thể đặc hiệu để tiêu diệt. Sau lần đầu tiếp xúc, hệ thống miễn dịch có khả năng lưu trữ thông tin về các mầm bệnh này, còn gọi là trí nhớ miễn dịch, để phản ứng nhanh và hiệu quả hơn trong tương lai.

3.2. Giám sát và loại bỏ tế bào bất thường bên trong

Bên cạnh yếu tố ngoại lai, hệ miễn dịch còn giám sát và loại bỏ các tế bào bất thường trong cơ thể, như tế bào có tổn thương DNA hoặc tế bào ung thư mới hình thành. Các tế bào miễn dịch nhận diện chúng từ những thay đổi trên bề mặt và tiêu diệt chúng, giúp ngăn ngừa sự hình thành và phát triển khối u.

Quá trình khởi phát đáp ứng miễn dịch và tạo nên trí nhớ miễn dịch

3.3. Duy trì cân bằng nội môi

Hệ thống miễn dịch góp phần duy trì ổn định môi trường sinh học trong cơ thể thông qua việc loại bỏ tế bào chết, mô tổn thương và điều hòa phản ứng viêm, đồng thời kích thích cơ thể tự sửa chữa và tái tạo mô mới. Bên cạnh đó, hệ thống miễn dịch điều hòa giữa phản ứng tấn công yếu tố lạ và tránh tấn công thành phần tự thân của cơ thể, giúp ổn định nội môi miễn dịch.

3.4. Ghi nhớ và tạo miễn dịch lâu dài

Sau khi cơ thể đã tiếp xúc và loại bỏ được một tác nhân gây bệnh, hệ miễn dịch lưu trữ thông tin về kháng nguyên đó thông qua việc tăng sinh kháng thể đặc hiệu và tạo ra các tế bào nhớ để đến lần gặp sau, cơ thể nhận diện và phản ứng nhanh chóng, mạnh mẽ hơn. Đây được gọi là “trí nhớ miễn dịch”, là cơ sở khoa học để tạo nên vaccine, chế phẩm giúp cơ thể hình thành miễn dịch chủ động mà không cần mắc bệnh, giúp phòng ngừa nhiều bệnh truyền nhiễm nguy hiểm như sởi, bạch hầu, cúm hay COVID-19.

4. Phân loại hệ miễn dịch

4.1. Miễn dịch bẩm sinh (Innate Immunity)

Miễn dịch bẩm sinh là tuyến phòng thủ tự nhiên có sẵn từ khi sinh ra, hoạt động ở giai đoạn sớm, ngay khi cơ thể tiếp xúc với tác nhân gây bệnh. Hệ thống này gồm da, niêm mạc, đại thực bào, bạch cầu trung tính và hệ bổ thể. Phản ứng miễn dịch bẩm sinh diễn ra nhanh, không đặc hiệu, giúp ngăn chặn sớm sự xâm nhập của vi sinh vật và kích hoạt miễn dịch thích ứng.

4.2. Miễn dịch thích ứng (Adaptive Immunity)

Miễn dịch thích ứng là cơ chế phòng vệ đặc hiệu được hình thành ở giai đoạn sau, khi cơ thể đã có thời gian tiếp xúc với kháng nguyên. Đặc trưng bởi tính đặc hiệu cao và khả năng ghi nhớ lâu dài, hệ thống này gồm tế bào lympho T (miễn dịch tế bào) và tế bào lympho B (miễn dịch dịch thể). Khi tái nhiễm, miễn dịch thích ứng giúp cơ thể phản ứng nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Phản ứng của miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng theo thời gian

4.3. Miễn dịch thụ động (Passive Immunity)

Miễn dịch thụ động xảy ra khi cơ thể nhận kháng thể từ bên ngoài thay vì tự sản xuất. Nguồn kháng thể có thể đến từ mẹ truyền sang con qua nhau thai hoặc từ huyết thanh, globulin miễn dịch được hiến tặng trong điều trị. Loại miễn dịch này mang lại hiệu quả bảo vệ nhanh nhưng ngắn hạn, thường được sử dụng khi cần phòng bệnh tức thời.

5. Rối loạn của hệ miễn dịch trong lâm sàng

Khi cơ chế điều hòa bị rối loạn, hệ miễn dịch có thể hoạt động quá yếu, quá mạnh hoặc sai hướng, dẫn đến nhiều bệnh lý. Việc thăm khám, xét nghiệm và điều trị tại các cơ sở y tế chuyên khoa uy tín là cần thiết để phát hiện sớm và kiểm soát hiệu quả các rối loạn này. Các tình trạng rối loạn của hệ miễn dịch bao gồm:

5.1. Suy giảm miễn dịch

Suy giảm miễn dịch xảy ra khi hoạt động chức năng của hệ miễn dịch bị suy yếu, khiến cơ thể dễ nhiễm vi khuẩn, virus hoặc nấm. Bệnh có thể do bẩm sinh (như hội chứng DiGeorge, SCID) hoặc do mắc phải (như HIV/AIDS, suy dinh dưỡng). Người bệnh thường bị nhiễm trùng tái phát, vết thương chậm lành và đáp ứng kém với vaccine do thiếu hụt tế bào miễn dịch hoặc thiếu hụt kháng thể.

5.2. Bệnh tự miễn

Bệnh tự miễn là tình trạng hệ thống miễn dịch nhầm lẫn và tấn công chính các tế bào, mô của cơ thể. Nguyên nhân thường liên quan đến yếu tố di truyền hoặc do rối loạn điều hòa miễn dịch. Các bệnh thường gặp gồm có lupus ban đỏ hệ thống, viêm khớp dạng thấp và bệnh Hashimoto. Hậu quả là viêm mạn tính, tổn thương cơ quan và suy giảm chức năng cơ thể.

5.3. Dị ứng

Dị ứng là phản ứng miễn dịch quá mức của cơ thể với các chất vô hại như phấn hoa, thực phẩm hoặc thuốc. Khi tiếp xúc, tế bào miễn dịch phóng thích histamin – một chất trung gian hóa học gây giãn mạch, ngứa, sưng và co thắt phế quản, có thể dẫn đến sốc phản vệ trong trường hợp nặng. Các tình trạng dị ứng điển hình có thể kể đến là viêm mũi dị ứng, hen phế quản hoặc mề đay.

Hoạt động chức năng bình thường và các rối loạn của hệ miễn dịch

5.4. Ung thư

Ung thư hình thành do sự phát triển và tăng sinh bất thường của tế bào, trong đó các tế bào ác tính có khả năng thoát khỏi sự kiểm soát của hệ miễn dịch. Dựa trên thành tựu của miễn dịch học hiện đại, các phương pháp điều trị đã được phát triển giúp tinh chỉnh và khai phá sức mạnh tiềm tàng của hệ miễn dịch để tiêu diệt khối u, được gọi là liệu pháp miễn dịch. Bên cạnh đó là những hướng điều trị mới như các thuốc điều trị đích (sử dụng các kháng thể đơn dòng gắn thuốc để tấn công đặc hiệu tế bào ung thư) hoặc phương thức phòng ngừa như vaccine ngừa ung thư.

5.5. Hiện tượng thải ghép

Cấy ghép là phương pháp chuyển giao tế bào, mô hoặc cơ quan từ người cho sang người nhận. Rào cản lớn nhất của phương pháp này là khi hệ thống miễn dịch của người nhận ghi nhận các bộ phận được cấy ghép là ngoại lai và tấn công, dẫn đến hiện tượng thải ghép.

Tóm lại, hệ miễn dịch chính là lá chắn sinh học bảo vệ con người khỏi vô số mối đe dọa. Mỗi thành phần của hệ thống miễn dịch đều đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì sức khỏe và sự sống. Do đó, hiểu rõ cơ chế và chức năng của hệ miễn dịch sẽ hỗ trợ việc chăm sóc sức khỏe chủ động, phòng ngừa bệnh tật và nâng cao chất lượng sống cho cá nhân và cộng đồng.

Bài viết được tư vấn chuyên môn bởi PGS. TS. BS. Nguyễn Đặng Dũng – Chủ nhiệm bộ môn Miễn dịch Học viện Quân Y, Cố vấn bộ môn Miễn dịch tại Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Tế bào Mescells