Máu, hệ tuần hoàn và đáp ứng miễn nhiễm ở động vật hữu nhũ

Gs. Bùi Tấn Anh - Võ Văn Bé - Phạm Thị Nga

 
I- MÁU
1- Các thành phần của máu 
2- Sự đông máu
 

II-  HỆ TUẦN HOÀN
1- Con đường tuần hoàn
2- Sự bơm máu
3- Hệ bạch huyết
 

III- CÁC CƠ CHẾ MIỄN NHIỄM

1- Sự đáp ứng miễn nhiểm qua thể dịch
2- Sự đáp ứng miễn nhiễm qua trung gian tế bào
 

IV- HỘI CHỨNG AIDS
1- Siêu khuẩn HIV
2- Sự tấn công vào hệ miễn nhiễm
3- Sự lây lan của AIDS
4- Triển vọng chữa trị

 

CHƯƠNG V

MÁU, HỆ TUẦN HOÀN VÀ ÐÁP ỨNG MIỄN NHIỄM

Ở ÐỘNG VẬT HỮU NHŨ

             Mọi tế bào sống trong cơ thể động vật đều cần được cung cấp các chất dinh dưỡng và O2 đồng thờiphải loại bỏ các chất thải như CO2 và các hợp chất có N2 .  Ở một số động vật, mỗi tế bào đều tiếp xúc trực tiếp hoặc được bao trong một môi trường từ đó chúng có thể thu nhận các chất cần thiết và loại bỏ các chất thải.  Những động vật lớn hơn, cấu trúc phức tạp hơn có hàng tỉ tế bào nằm rất xa bề mặt cơ thể và môi trường chung quanh.  Chúng cần phải có một hệ chuyên chở đặc biệt bên trong cơ thể (hệ tuần hoàn) để phân phối các chất đến từng tế bào và thải các chất bả.

I. MÁU

1. Các thành phần của máu

Như chúng ta đã biết máu là một loại mô liên kết với một chất dịch cơ bản và các yếu tố hữu hình.  Chất dịch cơ bản của máu được gọi là huyết tương (plasma).  Lơ lững trong huyết tương là các thành phần tế bào, gồm 3 loại chính là: (1) Các hồng cầu (erythrocytes); (2) các bạch cầu (leukocytes) và (3) các tiểu cầu hay tấm máu (platelets).  Cả ba loại tế bào nầy đều xuất phát từ các tế bào mô liên kết đặc biệt gọi là các nguyên bào (stem cell) trong tủy xương của cá thể trưởng thành (Hình 1).

Nếu toàn bộ máu được xử lý để chống đông và cho vào một ống nghiệm đặt thẳng đứng, các yếu tố tế bào sẽ từ từ lắng xuống đáy, để lại huyết tương ở phía trên.  Bình thường các tế bào chiếm khoảng 40 - 50% tổng thể tích của máu, trong khi huyết tương chiếm khoảng 50 - 60%.

a. Huyết tương

Thành phần cơ bản của huyết tương là nước, chiếm khoảng 90%.  Trong nước có một số lượng rất lớn các châtú hòa tan; nồng độ của các chất nầy thay đổi tùy theo hoạt động của sinh vật và khác biệt từ một phần của hệ cơ quan nầy đến hệ khác.  Ðể tiện lợi, người ta thường chia những chất hòa tan nầy thành sáu loại: (1) các ion vô cơ và muối; (2) các protein huyết tương; (3) các chất dinh dưỡng hữu cơ; (4) các sản phẩm thải có nitơ; (5) các sản phẩm đặc biệt được chuyên chở; (6) các khí hòa tan.

            Nồng độ của từng ion trong huyết tương được duy trì hằng định và được điều hòa nhờ nhiều yếu tố, đặc biệt là thận và các cơ quan bài tiết khác cũng như một số hormone.  Sự ổn định nầy được gọi là sự cân bằng nội môi (homeostasis), đặc biệt cần thiết cho các chức năng của cơ thể. Khi nồng độ của các ion trong huyết tương tăng sẽ dẫn đến sự tăng các ion nầy trong dịch mô, gây ra những rối loạn nghiêm trọng.  Nồng độ của các ion nầy cũng rất quan trọng trong việc xác định độ pH của dịch cơ thể.

(2) Các protein huyết tương chiếm khoảng 7 - 9% trọng lượng huyết tương, gồm ba loại chính: fibrinogen, albumin và globulin, hầu hết đều được tổng hợp từ gan.  Các protein nầy có vai trò quan trọng trong việc xác định áp suất thẩm thấu của huyết tương, ảnh hưởng đến sự trao đổi chất ở mao mạch và sự cân bằng nước của cơ thể.  Chúng giúp ổn định pH của huyết tương cũng như kiểm soát độ nhớt của huyết tương. 

Hình 1.  Nguồn gốc của các tế bào máu

            Ngoài ra, khi liên kết với các hormone, acid béo hoặc các lipid, một số vitamin và các chất khoáng, các protein sẽ hổ trợ cho sự vận chuyển các chất nầy bởi máu.  Thêm vào đó, fibrinogen và một số globulin có vai trò trong sự đông máu, một số globulin khác tham gia vào đáp ứng miễn nhiễm.

            (3) Các chất hữu cơ trong huyết tương gồm glucoz, các chất béo, phospholipid, acid amin, acid lactic và cholesterol.  Một số được hấp thu từ ruột, một số đi vào máu từ gan.  Acid lactic là sản phẩm của sự đường phân, chúng được chuyên chở từ máu vào gan.  Tại đây một số được dùng để tái tổng hợp carbohydrate, một số sau đó được oxy hoá thành .  Cholesterol có vai trò chính là tiền chất (precursor) của hầu hết các hợp chất steroid quan trọng trong cơ thể.

            (4) Huyết tương cũng chuyên chở các sản phẩm thải có nitơ từ các cơ quan bài tiết như thận.  Ở động vật hữu nhũ, những chất thải nầy chủ yếu ở dạng ure, một số ít là ammonia và acid uric.

            (5) Trong số các sản phẩm được huyết tương chuyên chở, các hormone có vai trò đặc biệt quan trọng.  Cấu trúc, chức năng và cơ chế tác động của chúng đã được đề cập chi tiết ở chương 7.

(6) Có ba chất khí chính hòa tan trong huyết tương.  Một là N2 khuếch tán từ phổi vào máu, trơ về mặt sinh lý.  Hai khí khác là đặc biệt quan trọng sẽ được đề cập chi tiết ở phần sau.

            b. Bạch cầu

Các tế bào bạch cầu của người có nhân lớn, hình dạng không đều (Hình1).  Chúng được tạo ra từ các nguyên bào đặc biệt trong tủy xương và được phóng thích vào dòng máu.  Ngoài máu, bạch cầu còn có rất nhiều trong hệ bạch huyết.  Chúng cũng có khả năng di chuyển tự do trong các mô liên kết.  Một số có chuyển động kiểu amip và có thể thoát ra khỏi mạch máu và mạch bạch huyết bằng các xuyên qua thành mạch ở chỗ tiếp giáp giữa các tế bào nội bì.  Thực chất các tế bào bạch cầu di chuyển trong một hệ thống liên tục bao gồm máu, bạch huyết và các mô liên kết.  Các tế bào bạch cầu khác nhau giữ vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể chống lại các vi sinh vật gây bệnh như chúng ta sẽ thấy trong phần sau.

c. Hồng cầu

Các hồng cầu của người là những tế bào nhỏ, hình đĩa lõm hai mặt, không có nhân.  .  Mặc dù số lượng hồng cầu được duy trì ổn định ngày này qua ngày khác, vẫn có một số tế bào chết đi và một số mới được sinh ra.  Thời gian sống bình thường của một hồng cầu là 120 ngày.  Mỗi giây có hơn 2 triệu hồng cầu bị phá hủy chủ yếu trong gan và tụy, tại đây chúng bị nuốt bởi các đại thực bào.  Cũng có những tế bào thực bào trong các hạch bạch huyết để phá hủy những tế bào hồng cầu thoát từ máu vào hệ bạch huyết.

Ở cá thể trưởng thành, các hồng cầu được sản sinh từ các nguyên bào trong tủy xương (Hình 1).  Các tế bào hồng cầu chưa trưởng thành có nhân, ti thể, bộ Golgi...  nhưng về cuối giai đoạn phát triển, chúng mất nhân và các bào quan khác, tích tụ nhiều hemoglobin, sau đó đi vào máu.

            Phân tử Hemoglobin (Hb) là một protein hình cầu có bốn chuỗi polypeptide. Mỗi chuỗi đều có chứa một nhóm phụ phức tạp gọi là nhóm Hem, có một nguyên tử Fe ở trung tâm (Hình 2).

Mỗi nguyên tử  Fe của Hb  có thể kết hợp với một nguyên tử oxy.  Ở phổi, nồng độ oxy trong môi trường chung quanh tương đối cao, mỗi phân tử Hb  kết  hợp với  bốn  phân tử oxy tạo thành  một hợp  chất  là  oxyhemoglobin làm cho máu có màu đỏ tươi. Trong mao mạch của hệ tuần hoàn, nơi có nồng độ oxy tương đối thấp, Hb sẽ phóng thích oxy. Khả năng máu chuyên chở  tùy thuộc vào số lượng hồng cầu trên một đơn vị thể tích, kích thước hồng cầu và số Hb trong mỗi tế bào hồng cầu.  Tình trạng gọi là thiếu máu (anemia) xảy ra khi tổng Hb trong máu thấp.  Nó có thể liên quan đến sự giảm số lượng hồng cầu hoặc sự giảm mức Hb trong mỗi tế bào.  Vì vậy thiếu máu có thể xảy ra do một số nguyên nhân như mất máu, thiếu Fe và một số vitamin trong khẩu phần ăn, sự thành lập các tế bào không bình thường (như tế bào hồng cầu hình liềm) và sự tổn thương tủy xương như bệnh, nhiễm chất phóng xạ hoặc các hóa chất độc.

           

d. Tiểu cầu

Tiểu cầu là những thể nhỏ, không màu, có nhiều hạt, kích thước nhỏ hơn hồng cầu rất nhiều. Tiểu cầu được sản sinh ra khi tế bào chất của các tế bào tủy xương (megakaryocyte) bị tách ra và đi vào hệ tuần hoàn.

            Chức năng chính của tế bào là giải phóng Thromboplastin để gây đông máu.  Khi gặp một vật lạ hay bề mặt tiếp xúc nhám, tiểu cầu sẽ ngưng kết thành cục nhờ đó đóng kín vết thương.  Ngoài ra khi tiểu cầu bị vỡ chúng sẽ phóng thích serotonin gây co mạch để cầm máu.

2. Sự đông máu

TOP

Sự đông máu là một sự thích nghi tiến hóa cho sự sửa chữa cấp thời của hệ tuần hoàn và để ngăn cản sự mất quá độ của dịch cơ thể khi mạch máu bị tổn thương.  Sự đáp ứng tức thời của mạch máu là khép lại, làm cho máu chảy chậm lại.  Các tiểu cầu ở vùng nầy cũng dính vào nhau và dính vào mô tổn thương, tạo ra một đám tiểu cầu bị ngưng kết.  Ðám tiểu cầu có thể làm chậm hoặc làm ngừng chảy máu từ các mạch tổn thương nhưng chúng rất dễ bị đẩy ra khỏi vị trí.  Chúng được ổn định bằng sự thành lập của một cục máu (một mạng lưới các sợi được tạo ra chung quanh các tiểu cầu ở các mô tổn thương).  Các tế bào khác có thể đan xen vào các sợi làm căng cục máu.  Các sợi nầy được hợp thành từ các protein fibrin.  Sợi fibrin được thành lập trong quá trình đông máu khi một protein tan trong huyết tương là fibrinogen được biến đổi thành fibrin không hòa tan.  Mặc dù quá trình nầy rất phức tạp và gồm hàng loạt phản ứng, để đơn giản nó có thể được tóm gọn lại trong hai phản ứng sau:         

                                          

Quá trình bắt đầu khi bề mặt của mạch máu bị tổn thương phóng thích ra một chất gọi là thromboplastin, chất nầy kết hợp với các protein khác của máu tạo thành một phức hợp được hoạt hóa.  Phức hợp nầy biến đổi protein của huyết tương là prothrombin thành thrombin.  Ion và một phospholipid chuyên biệt trên bề mặt của tiểu cầu cần thiết để cho quá trình xảy ra.  Bước cuối cùng của quá trình là thrombin biến đổi fibrinogen thành fibrin.

            Nếu chẳng may một trong các yếu tố cần thiết cho quá trình đông máu bị thiếu, toàn bộ chuỗi phản ứng có thể bị hỏng.  Thí dụ những người mắc bệnh máu khó đông (hemophilia) thiếu yếu tố VIII  là một loại protein cần cho sự thành lập phức hệ hoạt động để biến đổi prothrombin thành thrombin.  Không có protein nầy máu không đông được, do đó ngay cả một vết đứt nhỏ cũng làm cho người bệnh chảy máu đến chết. 

II. HỆ TUẦN HOÀN

Người cũng như các động vật hữu nhũ có một hệ tuần hòa kín, bao gồm một tim, một số động mạch, mao mạch và tĩnh mạch .  Các động mạch (artery) là những mạch chuyên chở máu từ tim đi ra, trong khi tĩnh mạch (vein) mang máu trở về tim.  Cần lưu ý rằng cơ sở để phân biệt động mạch  và tĩnh mạch là chiều di chuyển của máu chứ không phải là hàm lượng oxy trong máu.  Các mao mạch (capillary) là những mạch máu rất nhỏ nối liền giữa động mạch  và tĩnh mạch .  Chúng thường chạy từ các tiểu động mạch (arteriole) đến các tiểu tĩnh mạch (venule).  Các mao mạch rất quan trọng vì phần lớn sự trao đổi chất giữa máu và các mô khác diễn ra qua lớp thành mỏng của chúng.

1. Con đường tuần hoàn

TOP

Bây giờ chúng ta hãy theo dõi sự di chuyển của máu trong hệ tuần hoàn của người bắt đầu với máu trở về tim từ tay hoặc chân.  Máu này đi vào buồng trên, bên phải của tim, gọi là tâm nhĩ phải (right atrium) theo một trong hai tĩnh mạch  lớn là tĩnh mạch  chủ trên hoặc tĩnh mạch chủ dưới (anterior or posterior vena cava).  Sau đó máu di chuyển qua một van gọi là van ba lá (tricuspid valve) đi vào tâm thất phải (right ventricle) là buồng bên phải ở phần dưới tim.  Ở đây do máu này trở về tim từ mô, có ít nên ít có giá trị cho cơ thể.  Vì vậy sự co của tâm thất phải sẽ đẩy máu qua van bán nguyệt (pulmonary semilunar valve) đi vào động mạch  phổi (pulmonary artery), ngay sau đó động mạch  phổi chia thành hai nhánh trái phải, mỗi nhánh đi vào một phổi.  Tại phổi, động mạch  phổi phân nhánh nhiều lần và mỗi nhánh tận cùng nối với một lưới mao mạch dầy đặc nằm trong thành của phế nang (alveoli).  Ở đây sự trao đổi khí xảy ra, khuếch tán từ máu vào không khí trong phế nang và được thu nhận bởi các Hemoglobin trong hồng cầu của máu.  Từ các mao mạch, máu đi qua các tĩnh mạch  nhỏ, sau đó hợp nhất lại thành các tĩnh mạch phổi (pulmonary vein) lớn hơn chạy từ phổi ngược về tim.  Bốn tĩnh mạch  phổi đổ vào buồng trên bên trái của tim gọi là tâm nhĩ trái (left atrium).  Từ tâm nhĩ trái, máu đi qua van hai lá (bicuspid valve) vào tâm thất trái (left ventricle) là buồng dưới bên trái của tim.  Như vậy tâm thất trái chứa máu giàu   Khi co bóp, nó đẩy máu qua van bán nguyệt (aortic semilunar valve) vào một động mạch  rất lớn gọi là động mạch  chủ (aorta) để phân bố máu đến các động mạch  cung cấp cho tất cả các phần của cơ thể (Hình 3).

 Hình 3.  Tim người 

Sau khi xuất phát từ phần trước của tim, động mạch  chủ tạo thành một cung chạy vòng ra phía sau theo thành sống lưng giữa ngực và bụng.  Dọc theo chiều dài động mạch  chủ phát sinh nhiều nhánh động mạch  mang máu đi khắp nơi của cơ thể.  Mỗi động mạch  lại phân nhánh thành các động mạch  nhỏ hơn cho đến khi các động mạch nhỏ nhất nối với các mao mạch trong mô.  Tại đây , chất dinh dưỡng, hormone và các  chất  khác rời  khỏi máu đi vào mô.  , các chất thải có nitơ,  được thu nhận vào mao mạch.  Sau đó máu chạy từ mao mạch về các tĩnh mạch  nhỏ, từ từ hợp nhất thành các tĩnh mạch lớn dần, sau cùng một hoặc nhiều tĩnh mạch  lớn thoát ra từ các cơ quan sẽ đổ vào một trong hai tĩnh mạch  rất lớn đi vào tâm nhĩ phải: tĩnh mạch  cửa trước nhận máu từ đầu, cổ, tay, và tĩnh mạch  cửa sau nhận máu từ các phần còn lại của cơ thể (Hình 4).

Hình 4. Mô hình hệ tuần hoàn của người

Thành của động mạch và tĩnh mạch  được cấu tạo từ ba lớp: (1) lớp ngoài cùng là mô liên kết có nhiều sợi làm cho động mạch  có tính đàn hồi; (2) lớp giữa là cơ trơn có thể làm thay đổi kích thước mạch máu; (3) lớp trong cùng là mô liên kết cùng với nội bì.  Hai lớp mô liên kết phía ngoài và phía trong của thành động mạch  và tĩnh mạch  kết thúc ở đầu tận cùng làm cho mao mạch chỉ có một lớp tế bào nội bì mỏng (Hình 5). 

Thành của động mạch  và tĩnh mạch  không thấm đối với các chất trong máu và dịch mô nên hầu như không có sự trao đổi chất ở động mạch  hoặc tĩnh mạch.  Ngược lại, qua lớp thành mỏng của mao mạch sự trao đổi chất diễn ra.


                        A                                                                      B

Hình 5. A) Ảnh hiển vi điện tử một động mạch (trái) và một tĩnh mạch (phải)

B) Sơ đồ các lớp của thành động mạch, tĩnh mạch và mao mạch

     

2. Sự bơm máu

a. Hoạt động của tim

( Chu kỳ tim: Mặc dù tim người có sự phân chia hoàn toàn thành hai nửa trái và phải nhưng cả hai đều đập giống nhau theo một trình tự nhất định. Nhờ thứ tự co bóp lần lượt của các buồng tim và sự có mặt của các van tim, chỉ cho máu dồn theo một chiều, nên máu mới chảy được thành vòng. Mỗi chu kỳ tim bắt đầu bằng pha co đồng thời của hai tâm nhĩ trái và phải.  Máu không dồn trở lại tĩnh mạch mà trào xuống hai tâm thất vì sức ép lúc co tâm nhĩ đã làm tắt lỗ thông với tĩnh mạch, đồng thời mở các van ba lá và van hai lá (Hình 6A và B). Ngay sau đó, hai tâm thất cùng co, máu không dồn trở lại hai tâm nhĩ mà tràn vào động mạch chủ và động mạch phổi, vì sức ép lúc co tâm thất đã làm đóng các van nhĩ thất đồng thời làm mở các van bán nguyệt (Hình 6C và D). 

Hình 6.  Tóm tắt các sự kiện của một chu kỳ tim

*Tính tự động của tim

Các tế bào cơ tim có tính tự động nghĩa là chúng có khả năng tự đập theo một kiểu riêng, không cần sự kích thích từ hệ thần kinh.  Nếu tất cả các liên hệ thần kinh đến tim bị cắt bỏ, tim vẫn tiếp tục đập bình thường, mặc dù nhịp đập có thể thay đổi.  Tuy nhiên  nhịp đập  của tim cũng được điều hòa một phần nhờ các kích thích từ  hai dây thần kinh, một làm tăng và một làm giảm nhịp đập của tim.  Sự khởi đầu của nhịp đập thông thường đến từ hạch xoang-nhĩ còn gọi là hạch S-A (sino-atrial node).  Nó là một khối nhỏ của mô hạch (nodal tissue) trên thành của tâm nhĩ phải ở gần nơi tĩnh mạch  cửa trước đổ vào.  Mô hạch có bản chất co bóp như cơ nhưng có thể dẫn truyền xung như thần kinh.  Một khối mô hạch thứ hai là hạch nhĩ-thất hay hạch A-V (atrio-ventricular node) nằm ở vùng giữa tâm nhĩ và tâm thất phải.  Từ hạch A-V một bó các sợi mô hạch gọi là bó His (bundle of His) chạy dọc trong thành của hai tâm thất, phân nhánh thành các sợi Purkinje đến tất cả các phần của cơ tâm thất.  (Hình 7).

Ở mức điều hòa bên trong, hạch S-A tạo ra một xung hưng phấn lan truyền qua thành của hai tâm nhĩ làm tâm nhĩ co lại.  Khi xung nầy truyền đến hạch A-V, hạch sẽ bị kích thích và xung hưng phấn sẽ nhanh chóng lan truyền từ nó đến tất cả các phần của tâm thất theo các sợi của bó His.  Những xung nầy sẽ kích thích tâm thất co bóp.

* Tiếng tim và điện tim

Nhịp đập của tim (số lần tim co bóp trong một phút) ở người bình thường trong trạng thái nghỉ là  70 lần /phút nhưng  thay  đổi tùy theo từng cá thể.  Trong lúc đập, tim phát ra những âm thanh đặc biệt, có thể nghe được dễ dàng bằng một ống nghe (stethoscope).  Ðầu tiên là một âm dài, trầm được tạo ra do sự đóng của các van nhĩ thất khi tâm nhĩ co.  Tiếp theo là một âm ngắn, đục và cao được tạo ra do sự đóng các van bán nguyệt.  Tiếng tim bình thường là một dấu hiệu báo cho các bác sĩ biết rằng tất cả các van đều hoạt động thích hợp.  Nếu một van bị tổn thương và không thể đóng lại hoàn toàn, một âm thanh như tiếng gió thổi có thể nghe được khi máu rò rĩ ngược qua van nầy.  Van tim càng tổn thương nhiều thì hoạt động của tim càng kém hiệu quả.

            Khi tim co, cơ tim trải qua một loạt thay đổi điện thế.  Những thay đổi nầy có thể được phát hiện bằng cách cắm điện cực vào da và ghi lại bằng một dụng cụ gọi là điện tâm kế (electrocardiograph).  Những bất thường trong hoạt động của tim sẽ làm thay đổi dạng của điện tâm đồ (electrocardiogram).

            Ở trạng thái nghỉ ngơi, tim của người trưởng thành bơm khoảng 5 lit máu/phút, tương đươmg với tổng lượng máu trong cơ thể.  Máu lưu thông trên một đoạn ngắn như máu cung cấp cho cổ, ngực có thể trở về tim nhanh và tuần hoàn nhiều lần trong một đoạn ngắn như máu cung cấp cho cổ, ngực có thể trở về tim nhanh và tuần hoàn nhiều lần trong 1 phút, trong khi máu đến các phần xa hơn của cơ thể như chân có thể mất nhiều phút để trở về tim.  Sự kết hợp giữa nhịp đập của tim và sự tăng lượng máu mỗi lần đập có thể làm tăng tổng lượng máu được bơm trong một phút lên gấp 4 - 7 lần so với lúc nghỉ.

b. Huyết áp và tốc độ của dòng máu

* Huyết áp

Khi tâm thất trái co bóp, nó tống máu với áp suất cao vào động mạch  chủ và máu dồn về hướng các động mạch .  Thành của động mạch  đàn hồi và sóng co bóp làm căng chúng.  Lúc tim giãn, tim không tạo ra áp lực trên máu động mạch  nên áp suất trong động mạch  giảm nhưng các sợi đàn hồi của thành động mạch  vẫn duy trì một ít áp suất.  Như vậy có một chu kỳ đều đặn của áp suất trong các động mạch  lớn, đạt cao nhất lúc tim co và thấp nhất lúc tim giãn.

            Ở người, huyết áp động mạch  trong  tuần hoàn hệ thống thường được đo ở phần trên cánh tay.  Vào giai đoạn nghỉ ở người nam trưởng thành huyết áp tối đa (lúc tim co) là 120 mmHg và huyết áp tối thiểu (lúc tim giãn) là 80 mmHg.  Huyết áp giảm liên tục khi máu di chuyển càng lúc càng xa tim.  Huyết áp  cao nhất ở động mạch  chủ trong phần nối với tim, giảm đều ở những phần xa hơn của động mạch  chủ và các nhánh động mạch, giảm rất nhanh ở các động mạch  nhỏ và mao mạch.  Nó tiếp tục giảm (mặc dù chậm hơn) trong tĩnh mạch  và thấp nhất ở các tĩnh mạch  chủ gần tim.  (Hình 8).  Sự giảm huyết áp trong các phần kế tiếp của hệ tuần hoàn là kết quả của sự ma sát giữa dòng máu và thành mạch.  Một khuynh độ như thế của áp suất là cần thiết nếu máu chảy liên tục vì chất dịch chỉ có thể di chuyển từ vùng có áp suất cao đến vùng có áp suất thấp hơn.

 

 

Hình 8.  Biểu đồ áp suất máu ở những phần khác nhau

trong hệ tuần hoàn của người 

* Tốc độ dòng máu

Dọc theo lộ trình của dòng máu có nhiều thay đổi xảy ra.  Thứ nhất, do sự gia tăng khoảng cách từ tim, khoảng cách giữa áp suất tim co và áp suất tim giãn giảm xuống vì độ đàn hồi của thành động mạch có khuynh hướng làm giảm biên độ của huyết áp.  Thứ hai, tốc độ của dòng máu có khuynh hướng giảm khi máu di chuyển qua các nhánh động mạch  và các động mạch  nhỏ, tốc độ thấp nhất ở mao mạch và lại tăng lên trong các tĩnh mạch  nhỏ và tĩnh mạch .  Những thay đổi nầy trong tốc độ dòng máu là kết quả của sự thay đổi trong tổng bề mặt cắt ngang của hệ thống mạch.  Tốc độ của dòng máu tỉ lệ nghịch với bế mặt cắt ngang: bề mặt cắt ngang càng lớn, tốc độ dòng máu càng chậm.  Khi các động mạch  phân nhánh thành các động mạch  nhỏ rồi thành các mao mạch, tổng bề mặt cắt ngang tăng lên và tốc độ dòng máu chậm lại.  Khi các mao mạch hợp thành các tĩnh mạch  nhỏ rồi thành các tĩnh mạch, tổng bề mặt cắt ngang lại giảm xuống và tốc độ dòng máu tăng lên.

Vì huyết áp trung bình trong tĩnh mạch rất thấp, khoảng 2 mmHg ở tĩnh mạch cửa gần tim nên phải có cơ chế khác hơn là huyết áp để đưa máu trở về tim, đặc biệt là máu ở những phần cự thấp phải di chuyển ngược chiều trọng lực.  Các cử động của cơ hoành và lồng ngực trong quá trình hô hấp góp phần lớn vào việc đưa máu tĩnh mạch  về tim.  Khi hít vào, cơ hoành co đồng thời lồng ngực mở rộng ép lên xoang bụng.  Aïp suất âm được tạo ra trong lồng ngực khi hít vào làm cho các tĩnh mạch  ở ngực mở rộng, kéo máu vào và đẩy máu về tim.  Ðồng thời sự nén của xoang bụng làm tăng áp suất ở vùng đó, đẩy máu lên tĩnh mạch  cửa sau.  Thành tĩnh mạch  tương đối mỏng và dễ đàn hồi.  Lúc cơ thể cử động, các cơ nằm cạnh tĩnh mạch  co lại ép vào tĩnh mạch , đẩy máu trong tĩnh mạch  đi lên.  Máu chỉ có thể di chuyển về tim vì trong tĩnh mạch  có các van một chiều ngăn không cho máu chảy ngược lại.

c. Chức năng của mao mạch

Các mao mạch xâm nhập vào tất cả các phần của mọi mô. Người ta ước lượng rằng mô cơ có khoảng 60000 mao mạch/1cm2 của một lát cắt ngang. Ðường kính của mao mạch rất nhỏ, xấp xỉ đường kính của những hồng cầu di chuyển ngang qua chúng. Sự phân nhánh rộng rãi và đường kính nhỏ của mỗi mao mạch không chỉ cho phép chúng đi đến tất cả các phần của toàn bộ các mô mà còn đảm bảo một bề mặt thích hợp có lợi cho quá trình trao đổi. Sự phân nhánh cũng làm tăng tổng bề mặt cắt ngang của hệ thống làm cho dòng máu di chuyển trong mao mạch chậm hơn nhiều so với trong động mạch hoặc tỉnh mạch. Sự di chuyển chậm của dòng máu cho phép quá  trình  trao  đổi  xảy ra nhiều lần. Lòng mao mạch rất nhỏ cũng giúp cho thời gian có lợi trong sự trao đổi, nhờ sự tăng độ ma sát của dòng máu và sự giảm huyết áp trong buồng mao mạch.

Sự trao đổi vật chất giữa máu trong mao mạch và dịch mô ngoài mao mạch xảy ra theo ít nhất là một trong ba cách: (1) vật chất có thể di chuyển hoàn toàn bằng sự khuếch tán qua màng của một tế bào nội bì trên thành mao mạch, ngang qua tế bào chất của tế bào, và đi ra ngoài qua màng tế bào ở phía đối diện; (2) sự vận chuyển có thể xảy ra thông qua một số lượng lớn các không bào trong các tế bào nội bì. Các không bào nầy thu nhận vật chất bằng sự nội nhập bào ở một phía của tế bào, di chuyển ngang qua tế bào và sau đó phóng thích vật chất bằng sự ngoại xuất bào ở phía đối diện; (3) khoảng trống giữa các tế bào kế cận nhau (khe = cleft) trong mao mạch của hầu hết các phần cơ thể cho phép sự thấm lọc nước và phần lớn các chất hòa tan, trừ protein. (Hình 9). Cần lưu ý rằng cơ chế vận chuyển trong không bào và sự thấm lọc giữa các tế bào không đòi hỏi sự vận chuyển của các chất qua màng tế bào. 

            Hình 9. Ảnh hiển vi điện tử lát cắt ngang qua mao mạch

            Trái: Hai tế bào nội bì  tạo nên thành mao mạch. Cần lưu ý các túi ẩm bào (mũi tên) có thể chuyên chở các chất từ trong mao mạch ra ngoài và ngược lại.

            Phải: Ảnh phóng to thành của một mao mạch cho thấy khe giữa hai tế bào nội bì (mũi tên) cũng như các túi ẩm bào. 

Chúng ta hãy khảo sát quá trình trao đổi chi tiết hơn.  Ở cuối động mạch nhỏ của một buồng mao mạch, tính trung bình thì áp suất của máu cao hơn áp suất của dịch mô ngoài mao mạch khoảng 36mmHg.  Áp suất được tạo ra bởi các chất dịch như máu và dịch mô, tác động vào thành của mao mạch được gọi là áp suất thủy tĩnh (hydrostatic pressure).  Áp suất thủy tĩnh của máu do hoạt động bơm của tim tạo ra.  Do độ kháng ma sát của mao mạch và sự gia tăng bề mặt cắt ngang, áp suất này giảm xuống còn 15mmHg lúc máu đi đến tận cùng tĩnh mạch của buồng mao mạch.  Áp suất thủy tĩnh của máu có xu hướng đẩy các chất ra khỏi mao mạch vào dịch mô chung quanh.  Nếu chỉ có một lực nầy, sẽ có một sự mất đều đặn nước và những chất hòa tan từ máu do sự thấm lọc qua các khe của thành mao mạch.  Tuy nhiên, có tương đối ít sự mất nước từ máu trong mao mạch.  Rõ ràng là có một vài lực tác động ngược với lực thủy tĩnh.

            Lực nầy xuất phát từ sự khác biệt giữa nồng độ thẩm thấu của máu và dịch mô.  Máu của động vật hữu nhũ có nồng độ protein tương đối cao (7 - 9 g/100ml) và những đại phân tử nầy không thể dễ dàng đi qua được thành mao mạch.  Trong dịch mô có cùng loại protein nhưng nồng độ thấp hơn nhiều (2 g/100ml).  Do sự chênh lệch nồng độ protein ở hai phía của thành mao mạch, máu và dịch mô có áp suất thẩm thấu khác nhau.  Bình thường áp suất thẩm thấu của máu cao hơn của dịch mô khoảng 25 mmHg.  Vì vậy máu là ưu trương so với dịch mô, làm cho nước có xu hướng đi từ dịch mô vào máu bằng sự thẩm thấu.

            Như vậy trong khi áp suất thủy tĩnh của máu (tạo ra bởi tim) có xu hướng đẩy nước ra khỏi mao mạch thì áp suất thẩm thấu lại có khuynh hướng kéo nước vào mao mạch.  Sự di chuyển của nước sẽ được xác định bằng dộ lớn tương đối của hai lực đối kháng nầy.  Cần lưu ý rằng tại tận cùng động mạch của buồng mao mạch, sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh là 36 mmHg và sự chênh lệch áp suất thẩm thấu là 25 mmHg.  Làm bài toán trừ chúng ta thấy rằng có một áp suất khoảng 11 mmHg có khuynh hướng đẩy nước ra khỏi mao mạch.  Ở tận cùng tĩnh mạch của buồng mao mạch, sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh giảm xuống còn 15 mmHg, trong khi sự chênh lệch áp suất thẩm thấu hầu như không đổi (dĩ nhiên, sự mất nước của máu làm tăng nhẹ nồng độ của protein trong máu và kéo theo sự gia tăng áp suất thẩm thấu nhưng sự thay đổi nầy tương đối ít và có thể bỏ qua).  Vì vậy có một áp suất khoảng 10 mmHg có xu hướng kéo nước vào trong mao mạch (Hình 10).

 

 

Hình 10.  Sơ đồ trình bày cơ chế của sự lọc các chất qua thành mao mạch           

Tóm lại sự cân bằng giữa áp suất thủy tĩnh của máu và áp suất thẩm thấu là yếu tố để nước được đẩy ra khỏi mao mạch tại các tận cùng của động mạch và được kéo vào mao mạch tại các tận cùng của tĩnh mạch.  Vì nước có mang theo các phân tử của nhiều chất hòa tan, chúng ta có thể nói rằng máu trong mao mạch trước tiên nhả các chất cho mô tại tận cùng động mạch và sau đó thu nhận các chất để vận chuyển từ tận cùng tĩnh mạch.  Trong quá trình nầy, thường chỉ có một ít nước bị mất đi từ máu. 

           3. Hệ bạch huyết (the lymphatic system)

 húng ta đã thấy rằng phần lớn các chất dịch rời khỏi mao mạch tại tận cùng của các động mạch nhỏ và thường được tái hấp thu ở tận cùng của các tĩnh mạch nhỏ. Nhưng điều gì xảy ra đối với phần dịch còn lại? Có thể chúng được đưa trở lại máu bằng những phương tiện khác hơn sự tái hấp thu trực tiếp vào các mao mạch máu? Ðúng vậy, các động vật có xương sống có một hệ đặc biệt gọi là hệ bạch huyết giữ nhiệm vụ đưa nước và các chất hòa tan từ mô về máu. Hệ bạch huyết gồm một mạng lưới các mạch được phân bố rộng rãi khắp các phần của cơ thể. Những mạch nầy bao gồm các tĩnh mạch và các mao mạch bạch huyết. Các mao mạch bạch huyết là những mạch rất nhỏ, bịt đầu, nằm ở các khoảng gian bào. Dịch mô có protein và các chất khác được hấp thu vào mao mạch bạch huyết. Các mao mạch nầy tập trung lại thành các tĩnh mạch bạch huyết nhỏ, sau đó tiếp tục hợp nhất thành các tĩnh mạch bạch huyết lớn hơn và cuối cùng là hai ống bạch huyết rất lớn đổ vào tĩnh mạch  lớn của hệ tuần hoàn máu ở phần trên của ngực, gần tim (Hình 11).

            Các mao mạch bạch huyết có tính thấm cao đối với protein; tất cả các protein bị rò rĩ khỏi mao mạch máu có thể khuếch tán vào các mao mạch bạch huyết để được đưa về máu. Quá trình nầy rất quan trọng trong việc duy trì cân bằng thẩm thấu bình thường giữa máu và dịch mô.

            Bên cạnh việc đưa dịch mô và protein thừa về máu, hệ bạch huyết còn tiến hành nhiều chức năng khác. Nó giữ vai trò chính trong đáp ứng miễn nhiễm như chúng ta sẽ thấy ở phần sau của chương. Các mạch bạch huyết cũng thu nhận các chất béo được hấp thu từ ruột.

            Ngoài các mạch bạch huyết, ở động vật hữu nhũ còn có các hạch bạch huyết. Chúng nằm dọc theo các mạch bạch huyết chính và được tạo thành từ một mạng lưới các mô liên kết. Hạch là nơi trú ẩn của nhiều tế bào bạch cầu thực bào. Khi bạch huyết di chuyển qua hạch, nó được lọc và những phần tử như các tế bào chết, các mãnh vở tế bào, các tế bào ung thư và các vi khuẩn bị nhốt lại và bị phá hủy bởi các tế bào thực bào. Các phần tử như bụi không bị các tế bào thực bào phá hủy sẽ được trử lại trong hạch. Vì những hạch nầy hoạt động trong suốt quá trình viêm nhiễm, chúng thường bị sưng lên và gây đau nhức như trường hợp các hạch hạnh nhân sưng lên khi cổ họng bị viêm.

Vì hệ bạch huyết không nối với động mạch của hệ tuần hòan máu, bạch huyết không thể di chuyển do áp lực xuất phát từ tim. Chuyển động của bạch huyết giống như chuyển động của máu trong tĩnh mạch, là kết quả của sự thay đổi áp suất được kích thích bởi cử động hô hấp và do sự co của các cơ vân ép lên thành của mạch bạch huyết đẩy bạch huyết về phía trước qua các van một chiều. 

III. CÁC CƠ CHẾ MIỄN NHIỄM 

Cơ thể động vật và người thường bị bao vây bởi vô số mầm bệnh. Các vi khuẩn, virus, nấm và các sinh vật ký sinh có mặt khắp nơi: trong thức ăn, nước uống, không khí, đất, thậm chí trong cơ thể sinh vật. Các vi sinh vật nầy có thể gây nguy hiểm khi chúng xâm nhập vào cơ thể. May thay, ở người có một hệ thống bảo vệ (hệ miểm nhiễm) hoạt động phá hủy các vi sinh vật từ ngoài xâm nhập. Ở người hệ miễn nhiễm bao gồm nhiều cơ quan như tuyến ức (thymus), các hạch bạch huyết, tủy xương, tụy tạng và ruột thừa. Tất cả các tế bào miễn nhiễm xuất phát từ các nguyên bào trong phôi, sau đó di chuyển đến các mô và cơ quan  chuyên  biệt, tại đây chúng sản sinh ra các hồng cầu và bạch cầu.  Hồng cầu mang oxy cho máu và  không  cóï vai trò miễn nhiễm. Những tế bào bạch cầu nhất là các đại thực bào, tế bào B, T, NK và tế bào mast giữ vai trò quan trọng nhất trong đáp ứng miễn nhiễm.

            Hầu như tất cả động vật đều  cóï các tế bào thực bào để tiêu hóa vi khuẩn và các tế bào chết.  Những đại thực bào này bị lôi cuốn bởi các hóa chất phóng thích từ các mô bị bịnh hoặc các tế bào lạ;  tại đó chúng tạo ra sự viêm và một chất nước của các tế bào chết và các mãnh vở khác mà thường được gọi làì mủ.   Phản ứng tự vệ tương đối chậm và không  cóï tính chọn lọc nầy chuẩn bị cho một hệ miễn nhiễm  cóï tính chuyên  biệt cao ở động vật  cóï xương. Cóï lẽ đó làì sự thích nghi đối với cơ thể  cóï kích thước to và một đời sống dài hơn. Các đáp ứng miễn nhiễm bao gồm hai hệ thống: miễn nhiễm qua thể dịch và miễn nhiễm qua trung gian tế bào. Cả hai hệ thống hoạt động chung để phá hủy các kháng nguyên (antigen) là những chất thường từ bên ngoài xâm nhập vào cơ thể.

            Hệ thống miễn nhiễm thể dịch bảo vệ cơ thể chống lại các kháng nguyên thông qua sự tiết các protein chuyên biệt gọi là kháng thể (antibody), làm bất hoạt hoặc phá hủy kháng nguyên trên bề mặt của vi khuẩn, nấm, virus nằm bên ngoài tế bào, cũng như các chất độc tự do trong máu và huyết tương. Ngược lại, hệ miễn nhiễm qua trung gian tế bào trực tiếp phá hủy các vi khuẩn qua việc sản xuất những tế bào chuyên biệt tấn công vào các chất xâm nhập. Chúng bảo vệ cơ thể chống lại những mầm bệnh như virus sống trong tế bào. 

1. Sự đáp ứng miễn nhiễm qua thể dịch

a. Phân tử kháng thể của tế bào B

Trong quá trình phát triển phôi,  cóï hàng triệu tế bào B được tạo ra và mỗi tế bào  cóï hàng ngàn kháng thể giống nhau gắn trên màng tế bào.

            Mỗi phân tử kháng thể có hình chữ Y và gồm 4 sợi polypeptid, 2 sợi "nặng" và 2 sợi "nhẹ" nối với nhau bằng liên kết disulfide. Trình tự amino acid của khoảng 3/4 trên mỗi sợi nặng và khoảng 1/2 trên mỗi sợi nhẹ là giống nhau trong tất cả các kháng thể và tạo thành vùng không thay đổi. Vùng còn lại của các sợi (ở đầu tận cùng của hai nhánh chữ Y) thay đổi rất nhiều. Vị trí để các kháng nguyên gắn vào ( 2 vị trí giống nhau trên mỗi phân tử kháng thể) là  ở đầu các đoạn  cóï thể thay đổi được.  Mỗi đầu nầy là một cái túi hay cái khe do một phần sợi nặng và một sợi nhẹ nối với nhau.Vùng nầy  cóï thể gắn với 6 acid amin hay các đơn vị carbohydrate của một kháng nguyên  như kiểu enzim gắn vào các giá thể (Hình 12). 

Hình 12. Phân tử kháng thể của tế bào B

b. Sự phát triển của đáp ứng thể dịch

Hçnh 13. Sæû caím æïng lympho baìo B do

                khaïng nguyãn
Text Box: Hçnh 13. Sæû caím æïng lympho baìo B do khaïng nguyãn Khi một kháng nguyên thích hợp gắn vào một kháng thể của tế bào B, kháng nguyên sẽ bị nuốt vào bởi sự nội thực bào và kháng nguyên được tiêu hóa trong tế bào chất thành những mãnh nhỏ. Một số mãnh sau đó được gắn vào các protein chuyên biệt và được chuyên chở ra bề mặt tế bào B, nợi đây chúng được trình diễn để các tế bào khác nhận dạng. Ðiều nầy hoạt hóa các tế bào B, làm cho chúng lớn lên và bắt đầu phân cắt (Hình 13).  Sau vài ngày chúng cho ra các tế bào plasma và các tế bào trí nhớ. Các tế bào plasma sản xuất và tiết ra hàng ngàn phân tử kháng thể giống như các kháng thể trên màng của chúng. Các kháng thể nầy lưu thông tự do trong máu và bạch huyết và tấn công vào các kháng nguyên khi chúng bắt gặp. Các tế bào trí nhớ (memory cell) : giống như các tế bào B. Chúng lưu lại trong hệ tuần hoàn hàng tháng hoặc hàng năm, giúp cho các đáp ứng trở nên nhanh chóng hơn nếu cũng loại kháng nguyên đó  xuất hiện trở lại.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vì mỗi phân tử kháng thể có thể gắn với 2 phân tử kháng nguyên, các kháng thể  có khuynh hướng làìm ngưng kết các kháng nguyên, vi sinh vật hay siêu khuẩn mang kháng nguyên, làm trung hòa các mầm bịnh một cách trực tiếp.Sự ngưng kết tạo ra 3 phản ứng :

( Thứ nhất, sự ngưng kết làm cho các đại thực bào trong bạch huyết dễ dàng nhận diện  kháng nguyên gắn với kháng thể, và nuốt lấy chúng.  Ðó là phản ứng với các độc tố, siêu khuẩn, và phần lớn các vi khuẩn.

( Thứ hai, các bạch cầu NK nhận ra các kháng thể, bám lấìy chúng  và tiết ra các hóa chất để tiêu diệt chúng.

( Sau cùng các kháng thể khởi động một hệ thống bổ sung (complement system) với hơn 20 protein huyết tương.  Trong chuỗi phản ứng nầy,  mỗi protein xúc tác làìm  hoạt hóa protein kia. 

            Có 4 nhóm protein tập hợp lại thành 18 kênh trên màng tế bào lạ,  nước vào tế bào theo các kênh nầy làìm tế bào trương và vở ra (Hình 14).

Hình 14.  Các cách thức kháng thể thể dịch phá hủy mầm bệnh 

2. Ðáp ứng miển nhiễm qua trung gian tế bào

a. Thụ thể của tế bào T

Các tế bào T hầu hết giống như các tế bào B nhưng chúng không có các kháng thể gắn trên màng. Thay vào đó, mỗi tế bào T có các thụ thể, giống như các kháng thể nhưng chỉ có hai sợi polypeptid khác nhau.Thụ thể   của tế bào T  không được  tiết ra, mà được gắn chặt vào màng tế  bào bằng cái đuôi của nó.

Giống như kháng thể của tế bào B,  mỗi sợi polypeptid của  thụ thể có một đoạn  không thay đổi và một đoạn có thể thay đổi phía ngoài cùng. Khoảng trống giữa hai đoạn có thể thay đổi là nơi gắn vào của các kháng nguyên. Mỗi tế bào T  sản xuất các thụ thể  chuyên  biệt cho  mỗi một định vị kháng nguyên, và hầu như  mỗi tế bào T  có tính  chuyên  biệt độc nhất (Hình 15).

Thụ thể của tế bào T khác với các kháng thể ở chỗ  mỗi lần chúng chỉ có thể gắn với một kháng nguyên mà thôi. Thêm vào đó,  mỗi nhánh  có một chỗ dùng để gắn  với một vùng xác định trên màng tế bào khác trong cơ thể. Vùng này là một protein trên màng  do gen MHC (major histocompatibility  complex) tạo ra.  Chính phân tử MHC là  thành phần rất tích cực trong đáp ứng tế bào T . Có 2 loại phân tử MHC: MHC-II (tìm thấy trên màng tế bào B , tế bào cytotoxic T và các đại thực bào) và MHC-I (tìm gặp trong tất cả các tế bào  còn lại của cơ thể).

            Phân tử MHC gồm  có 2 sợi polypeptide, mỗi sợi đều có cả 2 đoạn thay đổi và  không thay đổi.  Phân tử MHC gắn vào kháng nguyên và đưa nó lên bề mặt tế bào để gắn với thụ thể  thích hợp của tế bàoT (Hình 16). Kế đó các chỗ gắn được củng  cố chặt chẽ bằng các glycoprotein  chuyên  biệt (như CD8 cho MHC-I, và CD4 cho MHC-II). 

            b. Phát triển đáp ứng qua trung gian tế bào

Khi một tế bào  bị nhiễm một virus, vỏ protein của virus (kháng nguyên) được gắn vào protein MHC-I trong tế bào chất.( nếu kháng nguyên quá to  không vừa với MHC thì nó sẽ được tiêu hóa thành mảnh nhỏ hơn). Sau đdó phức hệ MHC-I/kháng nguyên được chuyên chở ra bề mặt của màng tế bào.

Một khi phức hệ MHC/kháng nguyên được thành lập trên màng  của các tế bào  bị nhiễm, tế bào nguyên thủyT đến gắn vào phức hệ nầy.  Ðược  kích thích tế bào T lớn lên và phân cắt để cho ra nhiều tế bào tham gia lập tức vào đáp ứng miễn nhiễm, đồng thời cũng cho ra các tế bào trí nhớ làìm cho các phản ứng kế  tiếp nhận nhanh chóng hơn.

Dạng lympho bào T được kích động là tế bào cytotoxic T.   Nó tiêu diệt tế bào mang phức hệ MHC-I/kháng nguyên bằng cách gắn thụ thể vào phức hệ, chọc thủng tế bào  bị nhiễm làìm  nước vào tế bào, trương lên và vỡ ra.  Còn các loại lympho bào T  chuyên  biệt khác - gọi là tế bào  giúp đỡ và đàn áp - phản ứng với phức hệ MHC-II/ kháng nguyên, và tham gia vào điều hành đáp ứng miễn nhiễm.

            Tế bào  giúp đỡ T khởi sự điều hành đáp ứng miễn nhiễm bằng cách gắn vào protein MHC-II mang kháng thể đã được xử lý thỏa đáng đến màng tế bào của hệ miễn nhiễm. Một tế bào giúp đỡ được hoạt hóa có thể tiến tới khống chế kháng nguyên bằng  cách tiết ra interleukin. Sự gắn interleukin vào các thụ thể làìm cho số lượng tế bào  giúp đỡ được nhân lên (Hình 17B).  Chất interleukin được  tiết ra  còn gây sự phân cắt của bất kỳ tế bàoT xung quanh đã được hoạt  hóa bởi các kháng nguyên  chuyên  biệt. Tế bào  giúp đỡ cũng gắn vào tế bào T mang định vị kháng nguyên thích hợp, làìm chúng tấn công mạnh hơn các tế bào  bị nhiễm.

            Khi được gắn vào lympho bào B tế bào  giúp đỡ lại  tiết ra một loại  interleukin thứ hai làìm cho tế bào B  tiết ra kháng thể gắn vào kháng nguyên trên tế bào gây bệnh (Hình 17A). Một loại interleukin thứ ba cảm ứng tế bào cytotoxic T tiêu diệt các tế bào gây bệnh (Hình 17C). Loại interleukin thứ tư cung cấp năng lượng cho các đại thực bào xung quanh tiêu hóa các mầm bệnh có gắn kháng thể (Hình 17D).   

Hình 17.  Hoạt động điều hành của lympho bào T 

            Nhiệm vụ của tế bào đàn áp T (suppressor T cell) là tránh cho hệ miễn nhiễm phản ứng thái quá. Tế bào đàn áp gắn vào tế bào  giúp đỡ (theo tính  chuyên  biệt kháng nguyên) ức chế hoạt động của tế bào nầy (Hình 17E).   Tính  chuyên  biệt kháng nguyên của tế bào  giúp đỡ bắt đầu tăng lên khi  có sự gia tăng số phức hệ MHC-II/  kháng nguyên  nhưng các tế bào đàn áp phải chờ số tế bào  giúp đỡ tăng lên rồi  mới nhân lên và hoạt động; do đó, đáp ứng đàn áp đi sau đáp ứng  giúp đỡ cho tới khi tỉ lệ gặp gỡ kháng nguyên gia tăng.   Một khi hệ miễn nhiễm bắt đầu  có hiệu quả, hệ đàn áp đuổi kịp và  cuối cùng  khống chế các đáp ứng.

IV. HỘI CHỨNG AIDS          

AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome)  là một bịnh tiêu hủy hầu hết đáp ứng miễn nhiễm  bằng cách loại trừ tất cả tế bào  giúp đỡ T quan trọng. 

1. Siêu khuẩn HIVS

    Siêu khuẩn HIV-I (human immunodeficiency virus, type I) gây ra AIDS là loại siêu khuẩn phức tạp khác thường.  Nó gồm  có 2 sợi ARN trong bộ gen,  mỗi sợi được bao phủ bởi một cặp protein (P7 và P9), và tất cả được bao bọc trong hai lớp rất khác nhau.  Lớp trong thì tương đương với vỏ siêu khuẩn, cấu tạo bởi một loại protein (P24).  Lớp ngoài phức tạp hơn: đó là hai lớp lipid nhận từ một tế bào ký chủ khi siêu khuẩn nẩy chồi,  nhưng mặt trong mang một loại protein hướng về phía trong (P17) và một glycoprotein (GP120) hướng ra phía ngoài.  HIV  gặp và chui vào ký chủ bằng glycoprotein GP120 gắn vào protein CD4 của tế bào  giúp đỡ T (Hình 18). 

Hình 18. Cấu trúc của HIV

Siêu khuẩn HIV-1 mang 4 enzim.  Enzim 1 và 2 hoạt động chung với nhau như enzim phiên mã ngược (reverse transcriptase): men polymeraz tổng hợp ADN bổ sung cho ARN sợi đơn, và men ARNpolymeraz tách rời khuôn siêu khuẩn ra khỏi ADN bổ sung để men polymeraz tạo ADN sợi đôi để gắn vào bộ gen của ký chủ.  Enzim thứ ba là integraz, cắt ADN của ký chủ và chèn các gen của siêu khuẩn vào bộ gen của ký chủ.  Enzim thứ tư là proteaz.

            Siêu khuẩn có thể gây tiêu bào  hoàn toàn hoặc bán tiêu bào (semi-lytic phage). Trong trạng thái bán tiêu bào, siêu khuẩn sinh sản  chậm chạp và  không  giết chết ký chủ của nó.  Ðể đi đến trạng thái tiêu bào hoàn toàn đòi hỏi phải  có cú sốc hay một sự đe dọa với ký chủ như  có sự tham gia của nó trong đáp ứng miễn nhiễm chẳng hạn.  Siêu khuẩn sinh sản bằng cách sao chép trọn bộ gen của nó và cũng bằng cách sản xuất các mARN khác nhau, một số đa gen, để sau đó tổng hợp trực tiếp vỏ protein GP120, loại "P" protein, integraz và proteaz.  Protein, protein đa, và ARN tích tụ trong màng tế bào ký chủ, chỉ  có GP120 hướng ra ngoài.  Khi các protein màng tập hợp đầy đủ, màng bắt đầu nẩy chồi, proteaz cắt protein đa thành phân tử nhỏ,  sản xuất ra enzim của siêu khuẩn và protein của vỏ.  Khi vỏ được tạo ra, siêu khuẩn được phóng thích đi tìm một tế bào ký chủ khác. 

2. Sự tấn công vào hệ miễn nhiễm

Ðầu tiên, hệ miễn nhiễm phản ứng lại siêu khuẩn, tế bào B phóng thích kháng thể thích hợp, tế bào T nhân đáp ứng lên, đại thực bào nuốt các siêu khuẩn tự do. Nhưng siêu khuẩn vẫn tiếp tục sống, ẩn nấp trong tế bào T và  không  bị tiêu hóa trong đại thực bào.  Mặc dù số lượng tế bào T có thể duy trì bình thường khoảng một năm nhưng các tế bào  bị nhiễm dần dần sẽ bị tiêu bào hay bán tiêu bào.  Khi kháng nguyên GP120  xuất hiện trên bề mặt của tế bào T, các tế bào nầy  bị tiêu diệt bởi tế bào cytotoxic T và bạch cầu NK  nhưng việc nầy  không  có ích lợi gì cả. Không những tế bào  giúp đỡ T trong cơ thể  bị giảm đi (25% trong 3 năm sau khi nhiễm), mà GP120 được phóng thích vào máu và bạch huyết, nơi đây chúng gắn vào các tế bào  giúp đỡ T khác chưa  bị nhiễm  nhưng  bị tấn công và  bị  giết đi.  Tệ hơn nữa, một tế bào  bị nhiễm GP120 trên màng sẽ gắn vào tế bào T khác và khi siêu khuẩn hòa lẫn với ký chủ, màng tế bào  bị nhiễm sẽ hòa lẫn với tế bào T.  Hàng tá hay hàng trăm tế bào T  bị lôi kéo vào sự hòa trộn nầy; kết quả là tất cả đều chết chung do bị tế bào cytotoxic  giết đi hoặc tế bào đa nhân được tạo ra trở  nên quá to không thể hoạt động.

AIDS  còn ảnh hưởng đến hệ thần kinh.  Ðại thực bào có thể xuyên qua mạch máu vào hệ thần kinh, nơi đây các siêu khuẩn thoát ra, HIV nhiễm các tế bào đặc  biệt,  cô lập các neuron.  Khi các tế bào chết đi, sự dẫn truyền trở  nên chậm chạp, kém hiệu quả, và sự chính xác giảm đi và có thể đưa đến dẫn truyền sai lệch.

Diễn  biến ngày càng trở  nên xấu hơn.  Chẳng bao lâu số lượng tế bào  giúp đở giảm xuống 5% của mức bình thường hay thấp hơn, và bất cứ sự nhiễm nào cũng chỉ gặp một đáp ứng miễn nhiễm rất nhỏ.  Bịnh nhân AIDS thường chết trong vòng 5 đến 10 năm sau khi  bị nhiễm bịnh. 

3. Sự lây lan của AIDS

Nghiên cứu sự lây lan của AIDS cho thấy rằng sự lan truyền HIV hầu như luôn luôn do máu hay chất tinh dịch của một người nào đó vào hệ tuần hoàn của người khác.  Do đó bịnh lan tràn do truyền máu  bị nhiễm, sử dụng lại các kim chích, và do giao phối qua hậu môn. Siêu khuẩn cũng có thể được truyền qua đường âm đạo,  nhưng tỉ lệ nhiễm ở đường nầy thấp hơn.

Sự lan truyền AIDS (hay bất cứ bịnh truyền nhiễm nào)  tùy thuộc vào thời gian ủ trung bình của tác nhân gây bịnh, thời gian  bị nhiễm, tỉ lệ tiếp xúc (trong trường hợp nầy là số người giao phối, kim chích xài đi xài lại), và hiệu quả của mỗi lần lây nhiễm. Trung bình từ khi  bị lây nhiễm đến khi chết độ 8 năm.

Trong số người Mỹ đồng tính luyến ái và người nghiện tiêm tỉnh mạch, tỉ lệ nhiễm lên đến  70% ở các đô thị như San Francisco và New York, là nơi có tỉ lệ tiếp xúc rất cao; trung bình  mỗi bịnh nhân gieo bịnh cho vài người khác.  Ở  những vùng xa đô thị, sự tiếp xúc ít hơn  nên tỉ lệ thấp hơn.  Trong giao phối nam nữ, tỉ lệ truyền bịnh và tỉ lệ tiếp xúc thấp hơn.  Hiện nay, ở châu Âu và châu Mỹ chưa rõ  có sự truyền nhiễm trong giao phối nam nữ (heterosexuals) hay không.  Ở châu Phi, sự lan truyền HIV  cơ bản do sự giao phối nam nữ, và nguy cơ là do giao phối với nhiều người.  Tổ chức Y tế thế giới ước tính ở châu Phi có  gần 60% chết vì AIDS, tổng  cộng  có 2,5 triệu người bị nhiễm HIV năm 1992 (và tăng lên  trên 20 triệu đến cuối thế kỷ nầy). Như vậy rõ ràng là sự giao phối nam nữ cũng có khả năng lây lan bịnh.

4. Triển vọng chữa trị

 Những cố gắng đầu tiên chiến đấu chống lại AIDS rất khó khăn là do thiếu kiến thức về cách truyền lan nhanh chóng của bịnh này, sự tiềm sinh dài và chu trình phát triển của chúng.  Giờ đây thì người ta biết được nhiều hơn, một vấn đề rất rõ ràng là hầu như tất cả các vaccin đều dùng kháng nguyên bề mặt như một tác nhân giúp cho hệ miễn nhiễm nhận biết một chứng bịnh, phương án này lại không có tác dụng với AIDS vì một lý do đơn giản là nó làm cho cơ thể tiêu diệt chính các tế bào của hệ miễn nhiễm trong cơ thể.  Việc giấu CD4 để HIV không gắn vào cũng vô hiệu, vì như vậy sẽ làm bất hoạt đáp ứng miễn nhiễm.

Hướng có triển vọng hơn là ngăn chận một bước nữa bên trong tế bào  bị nhiễm, chẳng hạn như sử dụng AZT (3'-azido-2', 3'dideoxythimidin ). Ðây là một chất tương đồng với thymidin (Hình 19). Khi AZT được cho vào một ADN đang sinh sản thì sự sao chép sẽ dừng lại vì polymeraz của tế bào chủ không thể thêm vào nucleotid kế tiếp. Ở một liều lượng AZT  thấp thích hợp, tế bào chủ vẫn sao chép bình thường (dù  có va chạm đến  tủy xương về sau, gây ra bịnh thiếu máu),  nhưng HIV thì chỉ sinh sản rất hạn chế khi sử dụng thuốc nầy.  AZT có thể làm chậm cái chết của bịnh nhân khoảng một năm, và có thể  có hiệu quả hơn với  những người vừa  bị nhiễm.

            Một trở ngại lớn nhất với AZT là gen qui định polymeraz của HIV có khả năng đột  biến trở  nên kháng AZT (vì  gen nầy có tỉ lệ đột biến rất cao, 1phần 2.000 baz  bị bắt cặp sai trong bộ gen chỉ  có 10 ngàn nucleotid). Tuy nhiên trường hợp nầy đến nay vẫn chưa được thấy.  Thuốc cũng rất đắt tiền và phải sử dụng nhiều liều trong ngày.  Do đó cách chữa trị  có hiệu quả và ít tốn kém vẫn đang được tiếp tục tìm kiếm.  Hiện nay việc phòng ngừa bịnh bằng cách thay đổi tập tính vẫn là tốt hơn tất cả.