Đại thực bào ảnh hưởng thế nào đến sức đề kháng của cơ thể?

Dưới lớp phòng thủ tinh vi của cơ thể, đại thực bào đóng vai trò như những “người lính gác thầm lặng”, luôn sẵn sàng nhận diện, bắt giữ và tiêu diệt các tác nhân xâm nhập như vi khuẩn, virus hay tế bào bất thường. Hiểu rõ đại thực bào là gì và chức năng của chúng sẽ giúp chúng ta nắm được cách hệ miễn dịch bảo vệ cơ thể từ những bước đầu tiên.

Đại thực bào là gì?

Đại thực bào (Macrophage) là một loại tế bào miễn dịch quan trọng thuộc hệ bạch cầu, đóng vai trò chủ chốt trong việc duy trì sự cân bằng và bảo vệ cơ thể. Chúng có nguồn gốc từ các tế bào tiền thân trong tủy xương, di chuyển vào máu dưới dạng monocyte, sau đó biệt hóa thành đại thực bào khi xâm nhập vào các mô khác nhau như gan, phổi, lách, da, ruột hay hệ thần kinh trung ương. Mỗi mô có thể chứa nhiều loại đại thực bào đặc thù, ví dụ Kupffer cells ở gan hay microglia ở não, thích nghi với môi trường và chức năng riêng.

Về mặt cấu trúc, đại thực bào có kích thước lớn, chứa nhiều bào quan như lysosome và thể thể tiêu hóa, cho phép chúng duy trì hoạt động lâu dài và xử lý các vật chất lạ hoặc tế bào chết. Chúng tồn tại trong hầu hết các mô của cơ thể và có tuổi thọ dài hơn so với nhiều loại bạch cầu khác, nhờ khả năng tái tạo từ các monocyte trong máu.

Theo Janeway’s Immunobiology (9th Edition, 2022), đại thực bào là một thành phần thiết yếu của hệ miễn dịch bẩm sinh, có khả năng thích ứng cao với môi trường xung quanh và tham gia vào quá trình giám sát cơ thể liên tục. Sự hiện diện rộng khắp và khả năng biệt hóa đa dạng khiến đại thực bào trở thành một trong những tế bào cơ bản và không thể thiếu trong cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể.

Đại thực bào có chức năng gì?

Đại thực bào là một trong những tế bào miễn dịch chủ chốt, tham gia vào nhiều cơ chế bảo vệ cơ thể. Khi nhắc đến chức năng của đại thực bào, người ta thường nghĩ ngay đến vai trò “người gác cổng” trong hệ miễn dịch, kiểm soát các mầm bệnh ngay từ giai đoạn đầu. Dưới đây là các chức năng quan trọng của đại thực bào:

Thực bào – Tiêu diệt tác nhân xâm nhập

Một trong những chức năng đại thực bào nổi bật là thực bào (phagocytosis). Đại thực bào nhận diện và bắt giữ vi khuẩn, virus, nấm hay tế bào chết, sau đó tiêu hóa chúng. Quá trình này diễn ra khi đại thực bào nhận tín hiệu từ tác nhân xâm nhập qua pattern recognition receptors (PRRs), hình thành phagosome kết hợp với lysosome để phân hủy.

Theo nghiên cứu của Gordon và Plüddemann (2017, Nature Reviews Immunology), mỗi đại thực bào có thể tiêu diệt hàng chục vi khuẩn mỗi giờ. Điều này cho thấy chức năng của đại thực bào rất quan trọng trong việc ngăn ngừa nhiễm trùng từ sớm.

Trình diện kháng nguyên (Antigen Presentation)

Một chức năng đại thực bào khác là trình diện kháng nguyên. Sau khi tiêu hóa mầm bệnh, đại thực bào phân giải protein thành peptide kháng nguyên và trình diện chúng trên bề mặt bằng phức hợp MHC lớp II, giúp kích hoạt tế bào lympho T.

Đây là cơ chế quan trọng kết nối miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thu được, cho phép cơ thể ghi nhớ và phản ứng nhanh với các mầm bệnh tương tự. Janeway’s Immunobiology (9th Edition, 2022) nhấn mạnh rằng chức năng này là bước thiết yếu để kích hoạt tế bào T CD4+ và CD8+, bảo đảm phản ứng miễn dịch hiệu quả.

Tiết cytokine – Điều hòa phản ứng miễn dịch

Ngoài ra, chức năng của đại thực bào còn bao gồm việc tiết cytokine như TNF-α, IL-1, IL-6, IL-12, giúp điều hòa viêm và phối hợp các tế bào miễn dịch khác. Cytokine hoạt động như tín hiệu, điều phối phản ứng của hệ miễn dịch, tăng khả năng tiêu diệt mầm bệnh và kiểm soát viêm.

Trong nghiên cứu trên chuột nhiễm Salmonella (**Sun et al., 2018, Frontiers in Immunology), đại thực bào tiết IL-12 giúp tăng hoạt động của tế bào NK, nâng khả năng tiêu diệt vi khuẩn lên 50% so với nhóm không có IL-12. Đây là minh chứng rõ ràng cho đại thực bào vừa tiêu diệt trực tiếp mầm bệnh vừa điều phối tế bào khác tham gia bảo vệ cơ thể.

Giám sát mô và dọn dẹp tế bào chết

Một chức năng đại thực bào quan trọng khác là efferocytosis, tức dọn dẹp tế bào chết và mảnh vụn trong mô. Hoạt động này giúp mô phục hồi nhanh, ngăn ngừa viêm mạn tính và duy trì ổn định môi trường mô.

Ví dụ, trong mô tim sau nhồi máu cơ tim, đại thực bào loại bỏ tế bào chết và giảm viêm lên tới 40% (Nahrendorf et al., 2007, Nature Medicine). Điều này cho thấy rằng chức năng của đại thực bào không chỉ bảo vệ cơ thể khỏi tác nhân xâm nhập mà còn duy trì chức năng và cấu trúc mô.

Nguồn gốc, vòng đời và vị trí xuất hiện của đại thực bào ở đâu?

Đại thực bào có nguồn gốc từ tế bào gốc tủy xương. Trong quá trình phát triển:

• Tế bào gốc tủy xương (Hematopoietic stem cells – HSCs) biệt hóa thành monocyte, một loại bạch cầu đơn nhân trong máu.
• Khi monocyte di chuyển vào các mô, chúng biệt hóa thành đại thực bào với khả năng thực bào cao.

Ngoài nguồn gốc từ tủy xương, một số đại thực bào mô như microglia ở não, Kupffer ở gan, Langerhans ở da hình thành từ tế bào tiền thân trong phôi thai, tồn tại lâu dài và tự tái tạo tại mô mà không phụ thuộc vào monocyte máu (Ginhoux F., et al., Science, 2010).

Vòng đời của đại thực bào trải qua nhiều giai đoạn:

• Hình thành từ monocyte: Trong máu, monocyte tồn tại khoảng 1–3 ngày trước khi di cư vào mô.
• Biệt hóa và trưởng thành: Khi vào mô, monocyte nhận tín hiệu cytokine từ mô xung quanh để biệt hóa thành đại thực bào với chức năng chuyên biệt.
• Hoạt động trong mô: Đại thực bào sống từ vài tuần đến vài tháng, tùy thuộc loại mô và điều kiện sinh lý. Ví dụ, Kupffer cells ở gan có tuổi thọ lên tới vài tháng, còn microglia ở não có thể sống nhiều năm.
• Thoái hóa hoặc apoptosis: Sau khi thực hiện chức năng, đại thực bào chết theo cơ chế apoptosis và được các tế bào khác dọn dẹp.

Đại thực bào phân bố rộng khắp cơ thể, nhưng với đặc trưng mô riêng:

• Máu: Dưới dạng monocyte tuần hoàn.
• Gan: Kupffer cells thực hiện thanh lọc các mảnh vụn tế bào và vi sinh vật từ máu.
• Phổi: Alveolar macrophages bảo vệ hệ hô hấp trước vi khuẩn và bụi.
• Não: Microglia tham gia điều hòa môi trường thần kinh và loại bỏ các tế bào chết.
• Da: Langerhans cells có vai trò trình diện kháng nguyên và kích hoạt phản ứng miễn dịch tại da.
• Các mô khác: Thận, lách, hạch bạch huyết đều chứa đại thực bào với chức năng mô đặc hiệu.

Ước tính số lượng đại thực bào trong cơ thể người trưởng thành vào khoảng 300–500 tỷ tế bào, chiếm 2–8% tổng số bạch cầu (Gordon S., Nat Rev Immunol, 2003).

Phân loại và phân cực đại thực bào M1 và M2

Trong sinh học miễn dịch hiện đại, đại thực bào không phải là một nhóm đồng nhất. Dựa trên tín hiệu môi trường, chúng có thể phân cực thành các kiểu hình chức năng khác nhau, phổ biến nhất là M1 và M2.

Bảng so sánh nhanh đại thực bào M1 và M2

Sự cân bằng giữa M1 và M2 là yếu tố quan trọng quyết định kết quả của phản ứng miễn dịch. Khi mất cân bằng, nguy cơ bệnh lý mạn tính có thể gia tăng.

Đại thực bào cố định theo cơ quan

Ngoài phân loại chức năng, đại thực bào còn được đặt tên theo vị trí cư trú và đặc điểm sinh học của từng cơ quan:

• Tại gan, đại thực bào được gọi là tế bào Kupffer. Chúng có nhiệm vụ lọc vi khuẩn và độc tố từ máu tĩnh mạch cửa, đóng vai trò quan trọng trong giải độc.
• Ở phổi, đại thực bào phế nang là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại bụi mịn, vi sinh vật và chất ô nhiễm không khí. Nghiên cứu từ American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology cho thấy rối loạn chức năng đại thực bào phế nang liên quan trực tiếp đến bệnh COPD và hen suyễn.
• Tại da, tế bào Langerhans giúp nhận diện kháng nguyên và kích hoạt đáp ứng miễn dịch tại chỗ. Ngoài ra, còn có đại thực bào vi não (microglia) trong hệ thần kinh trung ương, đóng vai trò bảo vệ não bộ.

Nhìn chung, đại thực bào đóng vai trò thiết yếu trong hệ miễn dịch, không chỉ giúp tiêu diệt vi khuẩn, virus mà còn hỗ trợ loại bỏ các tế bào bất thường, duy trì sự cân bằng và sức khỏe của cơ thể. Việc hiểu rõ chức năng của đại thực bào giúp chúng ta nhận thức hơn về tầm quan trọng của lối sống lành mạnh và chế độ dinh dưỡng phù hợp để hỗ trợ hệ miễn dịch luôn mạnh mẽ.

Nguồn tham khảo:

• https://www.elsevier.com/books/cellular-and-molecular-immunology/abbas/978-0-323-47978-3 
• https://www.nature.com/articles/nri2731 
• https://www.nature.com/articles/nature12034 
• https://journals.aai.org/jimmunol/article/193/7/3445/40604