Neutrophils là loại tế bào bạch cầu lưu hành phổ biến nhất trong cơ thể. Những tế bào này đóng vai trò quan trọng trong phản ứng miễn dịch bẩm sinh và tham gia vào giai đoạn đầu của viêm và nhiễm trùng. Vai trò của Neutrophils càng được thể hiện rõ nét trong đáp ứng viêm cấp.
1. Giới thiệu
Neutrophils (bạch cầu trung tính) là một trong những tế bào chính của hệ miễn dịch bẩm sinh, đóng vai trò quan trọng trong việc chống lại với các tác nhân gây bệnh. Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào các hoạt động chính của neutrophils, bao gồm: Thoát mạch, quá trình thực bào – phagocytosis, tiêu diệt tác nhân gây bệnh: oxidative killing và non-oxidative killing, cũng như vai trò của chúng trong chết tế bào theo chương trình (apoptosis) và hình thành mủ (pus).
2. Vai trò của Neutrophils
2.1 Sự thoát mạch của neutrophils
Thoát mạch là sự di chuyển của neutrophils từ trong lòng mạch đến các vị trí viêm, các mô tổn thương. Quá trình này diễn ra qua 5 bước:
- Tụ vách (margination): Sự giãn mạch của quá trình viêm làm chậm sự lưu thông của máu, làm cho bạch cầu trung tính được đưa đến vách của mạch máu.
- Quá trình “lăn” (rolling): Neutrophils sau khi hoàn thành bước tụ vách sẽ được liên kết yếu với thành mạch thông qua P-selectins và E-selectins gắn với cấu trúc Sialyl Lewis X. Trong đó, histamin được phóng thích từ quá trình viêm sẽ kích thích tế bào nội mô mạch máu hình thành thể Weibel-Palade. Thể này tạo ra P-selectins gắn với cấu trúc Sialyl Lewis X trên tế bào neutrophils. E-selectins được hình thành nhờ vào tác dụng của các yếu tố INF và IL-1 trong quá trình viêm.
- Liên kết chặt (adhesion): Thụ thể CD18 trên Neutrophils, được hình thành nhờ sự kích thích của C5a và LTB4, sẽ gắn với các tế bào nội mô mạch máu nhờ với các phân tử liên kết tế bào CAMs (adhesion molecules). Phân tử CAMs bao gồm ICAM (intercellular CAM) và VCAM (vascular CAM), chúng được hình thành nhờ sự kích thích của các yếu tố TNF và Il-1.
- Xuyên mạch (transmigration): Ở Neutrophils và tế bào nội mô mạch máu đều có phân tử PECAM-1 (Platelet-endothelial cell adhesion molecule). Liên kết giữa hai phân tử PECAM-1 (PECAM-to-PECAM attachment) giúp cho Neutrophils xuyên qua thành mạch vào mô bị tổn thương.
- Hoá hướng động (migration or chemotaxis): Bạch cầu trung tính được điều động đến nơi cần thực bào nhờ các IL-8, C5a, LTB4 và các sản phẩm vi khuẩn (chemotaxis).
2.2 Quá trình thực bào của Neutrophils
Khi đến nơi nhiễm trùng hoặc mô tổn thương, Neutrophils sẽ tiến hành thực bào chúng. Quá trình này bắt đầu khi các neutrophil “nuốt” vi sinh vật, mô tổn thương và hình thành phagosome. Những phagosome này sau đó sẽ kết hợp với lysosome để tạo ra phagolysosome, đây nơi mà vi khuẩn bị tiêu diệt và phá hủy bởi enzyme và các chất kháng khuẩn.
2.3 Quá trình Neutrophils tiêu diệt tác nhân gây bệnh:
- Oxidative Killing: Sự “bùng nổ hô hấp” (respiratory burst) của Neutrophils tạo ra các loại gốc oxy hóa hoạt động có nguồn gốc từ oxy (Reactive oxygen species-ROS) để tiêu diệt tác nhân gây bệnh. Trong quá trình này, NADPH oxidase chuyển đổi khí oxy (O2) thành superoxide (O2-), sau đó được chuyển đổi thành hydrogen peroxide (H2O2) bởi superoxide dismutase. H2O2 được chuyển đổi thành hypochlorite (HOCl˙) bởi myeloperoxidase (MPO), đây là chất phá huỷ các tác nhân gây bệnh.
- Non-Oxidative Killing: Mặc dù quá trình oxidative killing rất hiệu quả, nhưng nó không phải là phương tiện duy nhất mà Neutrophils có thể sử dụng để tiêu diệt vi khuẩn. Neutrophil phóng thích lactoferrin, có khả năng kết dính với sắt tự do, khiến vi sinh vật chết đi do không sử dụng được sắt. Các tế bào miễn dịch khác như eosinophils, phóng thích hạt chứa major basic protein (MBP) để tiêu diệt vi khuẩn và giun sán. Đại thực bào (macrophages) cũng tiết ra lysozyme có tác dụng ly giải các peptidoglycan giúp tiêu diệt vi khuẩn.
3. Enzyme Catalase
Bệnh u hạt mạn tính (Chronic Granulomatous Disease – CGD) là một bệnh di truyền khiến Neutrophils mất khả năng tạo ra ROS do thiếu NADPH oxidase. Ở những bệnh nhân này, Neutrophils vẫn có thể tiêu diệt vi khuẩn bằng cách sử dụng H2O2 được sản xuất bởi chính vi khuẩn. Tuy nhiên, các loại vi khuẩn có khả năng tiết enzyme catalase có thể phân hủy H2O2, khiến Neutrophils không thể tạo ra HOCL- để tiêu diệt chúng.
4. Apoptosis và sự hình thành mủ
Quá trình tạo ra sự “bùng nổ hô hấp” (respiratory burst) là một quá trình đòi hỏi nhiều năng lượng và dẫn đến sự cạn kiệt nguồn năng lượng của tế bào, dẫn đến chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Vi khuẩn chết và bạch cầu tích tụ và tạo thành chất mủ, đó là một dấu hiệu của phản ứng viêm đang hoạt động.
Trong các trạng thái viêm mãn tính, chẳng hạn như viêm khớp thấp và bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính, quá trình chết tế bào theo chương trình của bạch cầu bị chậm trễ, dẫn đến viêm dữ dội và tổn thương mô. Việc hiểu rõ các cơ chế liên quan đến chết tế bào theo chương trình và hình thành mủ (pus) là rất quan trọng trong việc phát triển các chiến lược điều trị mới cho các bệnh viêm mạn tính.
5. Kết luận
Neutrophils đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch giúp chống lại với các tác nhân gây bệnh. Các vai trò của Neutrophils như thoát mạch, thực bào – phagocytosis, tiêu diệt tác nhân gây bệnh: oxidative killing và non-oxidative killing, chết tế bào theo chương trình (apoptosis) và hình thành mủ (pus) là cực kỳ quan trọng đối trong việc chống lại các vi sinh vật xâm nhập. Hiểu về chức năng của Neutrophils là rất cần thiết đối với các chuyên gia y tế trong việc chẩn đoán và điều trị các bệnh nhiễm trùng và thái độ xử trí với các đáp ứng viêm.
Các độc giả có thể truy cập vào trang web vinmecdr.com, để tham khảo thêm những bài viết chuyên sâu về Neutrophils và hệ miễn dịch của cơ thể con người.
Tài liệu tham khảo
Abul K Abbas, Andrew H. Lichtman, and Shiv Oillai. 2021. Cellular and Molecular Immunology. 10th ed.
Leave a Reply