Hệ miễn dịch diệu kỳ: Tủy xương

Trong loạt bài “Hệ miễn dịch diệu kỳ” này, chúng ta sẽ khám phá sức mạnh thực sự của khả năng miễn dịch, cách các cơ quan hoạt động không mệt mỏi để bảo vệ cơ thể. Chúng tôi cũng sẽ cung cấp những biện pháp thiết thực để bảo vệ những món quà quan trọng mà trời ban này.

Tủy xương chính là nơi sản xuất ra máu và tế bào miễn dịch. Chúng ta có thể sẽ ngạc nhiên trước số lượng tế bào miễn dịch mà cơ thể chúng ta có và cách chúng phối hợp với nhau hiệu quả như thế nào.

Hãy tưởng tượng một thành phố nhộn nhịp bên trong xương của chúng ta, nơi hàng tỷ tế bào làm việc không mệt mỏi để xây nên những “tòa nhà” sự sống, bao gồm cả máu, đó là đô thị của tủy xương!

Tủy xương là một mô mềm và quan trọng chịu trách nhiệm sản xuất liên tục các tế bào máu nuôi dưỡng và bảo vệ cơ thể. Nó có những chức năng thiết yếu với một cấu trúc đặc biệt. Nghiên cứu mới mang lại phát hiện đáng ngạc nhiên về những nguồn sản xuất máu.

Vai trò quan trọng của tủy xương trong khả năng miễn dịch và tạo máu

Tủy xương chiếm khoảng 4% trọng lượng cơ thể và là một mô mềm giống như thạch được xây dựng trên các trabeculae dài. Các trabeculae là những cấu trúc giống như chùm tia. Tuỷ xương thực hiện chế tạo khoảng 95% tổng tế bào máu của cơ thể. Nó được bảo vệ bởi lớp vỏ cứng bên ngoài.

Tủy xương có khả năng tái sinh và phục hồi. Điều này cho thấy vai trò quan trọng của nó trong việc tạo máu và miễn dịch.

Có 2 loại tủy xương: đỏ và vàng. Tủy đỏ là nhà máy “hoạt động”. Tủy vàng chủ yếu bao gồm các mô mỡ và thường không hoạt động.

Khi chúng ta mới sinh ra, toàn bộ tủy xương đều có màu đỏ. Trong thời kỳ đầu trưởng thành, tủy đỏ giảm dần và được thay thế bằng tủy vàng cho đến tuổi 25. Khi đó tủy vàng trở nên phổ biến hơn.

Vai trò của tủy xương đỏ và vàng

Tủy xương đỏ không ngừng sản xuất hầu hết các loại tế bào máu khác nhau mà cơ thể cần. Nó là nguồn cung cấp máu phong phú đảm bảo dòng chất dinh dưỡng được đưa vào cơ thể một cách trơn tru. Đồng thời, đưa ra dòng máu trưởng thành và các tế bào mô đệm có khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác.

Tế bào mô đệm tủy xương có khả năng biệt hóa thành các mô liên kết khác nhau như sụn, xương, mỡ, cơ, tế bào nội mô và nguyên bào sợi. Điều này có tiềm năng ứng dụng trong y học tái tạo.

Tủy xương đỏ thực sự rất bận rộn. Các tế bào máu của chúng ta chết liên tục. Các tế bào bạch cầu hay tế bào lympho thường sống trong vài giờ đến vài ngày; tiểu cầu tồn tại được khoảng 10 ngày; và hồng cầu tồn tại được khoảng 120 ngày.

Tủy xương phải liên tục thay thế các tế bào này để duy trì mức độ thích hợp. Ở người trưởng thành, hầu như các tế bào hồng cầu và tiểu cầu đều được sản xuất trong tủy xương đỏ chiếm từ 60-70% tổng số tế bào lympho. Phần còn lại đạt đến độ trưởng thành ở tuyến ức, lá lách và các hạch bạch huyết.

Điều đáng kinh ngạc là mỗi ngày tủy xương giải phóng vào máu hơn 2,5 tỷ tế bào hồng cầu mới, 1 tỷ tế bào bạch cầu hạt và 2,5 tỷ tiểu cầu mới trên mỗi kg trọng lượng cơ thể.

Tủy xương đỏ và vàng. (Ảnh: Designua/Shutterstock)

Ở người trưởng thành, tủy đỏ chủ yếu nằm ở các xương như đốt sống, hông, xương ức, xương sườn, hộp sọ và các đầu xương dài như xương cánh tay, xương đùi và xương chày.

Tủy vàng lấp đầy phần xương xốp còn lại và các khoang trung tâm của xương dài. Tủy xương vàng đóng vai trò là kho chứa chất béo, cung cấp chất dinh dưỡng cho tủy đỏ đồng thời duy trì môi trường tối ưu cho chức năng tủy xương.

Những ngôi sao sáng của tủy xương

Tủy xương chứa các tế bào gốc, có khả năng biến thành 2 dòng tế bào chính: tủy và bạch huyết. Dòng tủy lớn hơn hình thành hầu hết các tế bào bạch cầu (ví dụ: bạch cầu đơn nhân, bạch cầu trung tính, bạch cầu ưu kiềm, bạch cầu ái toan và tế bào đuôi gai), hồng cầu và tiểu cầu từ megakaryocytes.

Dòng bạch huyết nhỏ hơn sẽ tạo ra các tế bào lympho, bao gồm tế bào T, tế bào B và tế bào sát thủ tự nhiên. Đây là những chiến binh chủ chốt của hệ miễn dịch.

Tủy xương tạo ra các tế bào máu trong một quá trình biệt hóa. Dòng tủy lớn hơn hình thành hầu hết các tế bào bạch cầu. Dòng bạch huyết nhỏ hơn tạo ra các tế bào lympho T và B. (Ảnh: Designua/Shutterstock)

Hoạt động của hệ miễn dịch

Có nhiều loại tế bào miễn dịch mạnh mẽ được giải phóng từ tủy xương như bạch cầu trung tính, bạch cầu ái toan, tế bào chủ, bạch cầu ưu kiềm, bạch cầu đơn nhân, tế bào sát thủ tự nhiên và tế bào lympho B và T.

Mỗi tế bào giống như một người lính sở hữu những kỹ năng chuyên biệt để chống lại virus, vi khuẩn và tế bào ung thư.

Các tế bào có nguồn gốc từ dòng tủy

Bạch cầu trung tính là loại tế bào bạch cầu phong phú nhất và được sản xuất rất nhanh. Chúng chiếm khoảng 60-70% tế bào bạch cầu lưu thông khắp cơ thể. Chúng là những chiến binh đầu tiên chống lại các bệnh nhiễm trùng và đóng vai trò giống như cảnh sát trong khả năng miễn dịch bẩm sinh.

Bạch cầu ái toan rất hiệu quả trong việc chống lại ký sinh trùng. Ký sinh trùng là sinh vật đa bào mà tế bào miễn dịch khó nuốt. Tuy nhiên, thay vì nuốt ký sinh trùng, bạch cầu ái toan tấn công chúng bằng cách giải phóng các chất hóa học xâm nhập vào màng tế bào của chúng.

Ngoài ra, bạch cầu ái toan còn kích hoạt phản ứng viêm trong cơ thể bằng cách giải phóng các hóa chất. Chúng là những yếu tố phổ biến gây ra phản ứng dị ứng. Mặc dù dị ứng thường gây phiền toái nhưng trong một số trường hợp, chúng là có lợi để bảo vệ cơ thể khỏi các chất độc hại có nguy cơ gây ung thư.

Tế bào bạch cầu mast đóng vai trò quan trọng trong việc tạo viêm và giải phóng các chất trung gian gây viêm. Sau khi phát sinh từ tủy xương, chúng lưu thông và cư trú trong các mô liên kết ở hầu hết mọi cơ quan trong cơ thể. Chúng gây ra làn sóng phản ứng dị ứng đầu tiên.

Bạch cầu ưu kiềm đóng vai trò là tuyến phòng thủ thứ cấp trong các phản ứng dị ứng, giải phóng các chất gây viêm như histamine. Cùng với tế bào mast, bạch cầu ưu kiềm là nguyên nhân gây ra tình trạng quá mẫn ngay lập tức, khiến cơ thể có nhiều khó chịu.

Bạch cầu đơn nhân chiếm 5% số tế bào có nhân tuần hoàn trong máu người trưởng thành bình thường. Chúng có thể biệt hóa thành đại thực bào và tế bào đuôi gai. Bạch cầu đơn nhân có hai vai trò riêng biệt. Thứ nhất là thường xuyên tuần tra cơ thể để tìm mầm bệnh. Thứ hai là điều phối phản ứng miễn dịch đối với tình trạng viêm nhiễm.

Đại thực bào có thể nhấn chìm mầm bệnh với số lượng lớn và tốt hơn bạch cầu trung tính trong việc tấn công mầm bệnh. Nó có thể hoạt động lâu hơn.

Sau khi các đại thực bào và tế bào đuôi gai nuốt mầm bệnh, chúng sẽ phân tích nó và chuyển thông tin liên quan đến hệ miễn dịch đặc hiệu (hệ miễn dịch xuất hiện trong tình huống đặc thù khi cơ thể tiếp xúc kháng nguyên) để có hành động tiếp theo. Chúng là “sứ giả” giữa hệ miễn dịch bẩm sinh và đặc hiệu.

Mặc dù chức năng của chúng tương tự nhau nhưng chúng có thế mạnh riêng. Các đại thực bào mạnh hơn trong quá trình thực bào (nhấn chìm và tiêu hóa các hạt). Các tế bào đuôi gai có khả năng phân tích và truyền thông tin tốt hơn, giống như “các tín hiệu”.

Tế bào sát thủ tự nhiên cũng là một phần của đội quân đặc nhiệm, tiên phong và tiền tuyến của hệ miễn dịch tự nhiên. Nó chịu trách nhiệm chính trong việc tiêu diệt các tế bào bị nhiễm virus và các tế bào ung thư đột biến trong cơ thể.

Các tế bào có nguồn gốc từ dòng bạch huyết

Tế bào T là một nhóm tế bào bạch cầu (lympho) quan trọng và đa dạng. Chúng đóng vai trò chính trong phản ứng miễn dịch thích nghi. Nhìn chung, có 2 loại tế bào T chính: tế bào trợ giúp và tế bào gây độc. Tế bào trợ giúp hỗ trợ các tế bào miễn dịch khác, và tế bào gây độc tiêu diệt các tế bào bị nhiễm virus và khối u.

Tế bào T có nhiều thụ thể trên bề mặt và chỉ có thể liên kết với một dạng kháng nguyên. Kháng nguyên là một chất có khả năng tạo ra phản ứng miễn dịch được tìm thấy trên các tế bào bình thường trong cơ thể, trên virus, vi khuẩn và khối u.

Khi thụ thể tế bào T phù hợp với kháng nguyên virus trên tế bào bị nhiễm bệnh, tế bào T gây độc sẽ giải phóng độc tố để tiêu diệt tế bào đó. Tế bào T gây độc cũng có thể tiêu diệt tế bào lạ và tế bào ung thư.

Tế bào B cũng là tế bào lympho. Nó tạo ra vũ khí mạnh mẽ và chuyên dụng mà hệ miễn dịch có thể sử dụng. Đó chính là kháng thể. Chúng giống như những nhà máy sản xuất vũ khí mà kháng thể là những tay súng bắn tỉa ngụy trang.

Tất cả những chiến binh đặc biệt này đều có nguồn gốc từ tủy xương và vô cùng quan trọng với cơ thể.

Bất ngờ về Nhà máy sản xuất tế bào máu khác

Một cách tự nhiên, người ta có thể cho rằng tủy xương là nơi duy nhất tạo ra các tế bào máu, bao gồm cả tiền thân của tế bào T và B trước khi chúng trưởng thành ở tuyến ức hoặc lá lách.

Tuy nhiên, đây chỉ là một phần của bức tranh. Một nghiên cứu mới đây đã tiết lộ rằng, một loạt các chất tạo máu đôi khi đến từ nơi không ngờ tới.

Chúng ta biết rằng, trước khi chúng ta sinh ra, gan là nơi sản xuất tế bào máu chính cho đến tháng thứ 3 của thai kỳ, cho đến khi tủy đảm nhiệm vai trò này.

Chúng ta cũng biết rằng, lá lách tạo ra các tế bào máu trong thời kỳ mang thai.

Nhưng vào năm 2019, các nhà khoa học từ Trung tâm Dịch chuyển Miễn dịch, Đại học Columbia, đã tìm thấy một nguồn tế bào máu mới đáng ngạc nhiên trong cơ thể con người.

Nghiên cứu được công bố trên Cell Stem Cell. Trong quá trình cấy ghép ruột, các nhà nghiên cứu đã phát hiện một bất ngờ: Trong cơ thể của những người được cấy ghép bắt đầu thấy xuất hiện các tế bào máu của người hiến tặng lưu chuyển. Hiện tượng máu với 2 bộ DNA khác nhau được gọi là máu “chimerism” (hiện tượng loạn gen trong một cơ thể).

Sự hiện diện của kiểu hình tế bào lympho từ người hiến tặng cho thấy sự liên quan của tế bào gốc tạo máu và tế bào tiền thân (HSPC). Điều đáng ngạc nhiên là các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy sự hiện diện của HSPC có nguồn gốc từ người hiến tặng trong niêm mạc ruột.

Điều này cho thấy rằng dường như ruột có khả năng đặc biệt là tạo ra các tế bào máu.

Nó đã được chứng minh khi các tế bào gốc tạo máu của người hiến tặng được phát hiện không chỉ ở niêm mạc ruột được cấy ghép mà còn ở nhiều bộ phận khác của cơ thể người nhận, bao gồm ruột non, gan và các hạch bạch huyết.

Các nhà nghiên cứu phát hiện tế bào gốc tạo máu và tế bào tiền thân được tạo ra trong ruột bằng mô ruột được cấy ghép. (Ảnh: The Epoch Times)

Các tế bào máu được tạo ra từ ruột được cấy ghép sau đó sẽ được phân phối đến cơ thể người nhận.

Hơn nữa, các tế bào máu lấy từ mô của người hiến tặng dường như đã được người nhận hướng dẫn để không tấn công cơ thể người nhận. Tương tự như vậy, các tế bào miễn dịch của người nhận cũng được huấn luyện để có khả năng chịu đựng các mô của người hiến tặng.

Điều này cho thấy sự giao tiếp giữa hai bộ tế bào máu trở nên thân thiện với nhau. Những bệnh nhân có nhiều tế bào máu hiến tặng có tỷ lệ đào thải nội tạng thấp hơn.

Cả 2 nghiên cứu mới thú vị này đều có thể làm sáng tỏ thêm một chiến lược trong quản lý tình trạng đào thải sau ghép tạng.

Vi khuẩn đường ruột giúp tạo ra tế bào máu

Bạch cầu trung tính là những người lính quan trọng trong cuộc chiến chống lại vi trùng có hại với cơ thể. Theo một cách truyền thống, chúng được biết đến là xuất phát từ tuỷ xương.

Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Đại học Hokkaido đã phát hiện ra mối liên hệ thú vị giữa ruột và việc sản xuất bạch cầu trung tính. Khi mức độ của các tế bào máu thiết yếu này thấp, hệ sinh thái phức tạp của vi khuẩn đường ruột sẽ tham gia để giúp tạo ra nhiều tế bào máu thiết yếu hơn.

Những phát hiện này cho thấy sự tương tác giữa hệ vi sinh vật đường ruột và việc sản xuất bạch cầu hạt (loại tế bào bạch cầu phổ biến nhất). Từ đó gợi ý một cách mới để phục hồi sau tình trạng giảm bạch cầu trung tính, khi mức bạch cầu trung tính thấp bất thường.

Các nhà khoa học cũng đã tóm tắt cách bạch cầu trung tính và vi trùng đường ruột của chúng ta nói chuyện với nhau ở cấp độ phân tử.

Như vậy, một lần nữa ruột lại được chứng minh là một nguồn lợi ích sức khỏe tiềm năng đáng chú ý, bao gồm cả việc tạo máu cho cơ thể.

Nhiều người có nhận thức là 70% khả năng miễn dịch của chúng ta bắt đầu từ ruột. Ruột của chúng ta là nguồn cung dinh dưỡng, đóng vai trò quan trọng trong chức năng miễn dịch. Điều này trùng hợp ngẫu nhiên với các nghiên cứu gần đây cho thấy mối liên hệ giữa ruột và việc sản xuất bạch cầu trung tính.

Tóm lại, trong những cơ quan bảo vệ tốt nhất của hệ miễn dịch, tủy xương dẫn đầu trong việc sản xuất tất cả các loại tế bào máu. Tuy nhiên, tủy không đơn độc vì nó có sự hỗ trợ bí mật từ ruột và hệ vi sinh đường ruột.

(Còn tiếp)

Phần tiếp: Bảo vệ và củng cố tủy xương để ngăn ngừa ung thư chết người

(Bài đăng trên The Epoch Times – Epoch Health của tác giả: By Makai Allbert)

Cát Mộc biên dịch

Makai Allbert: là cây viết chuyên về sức khỏe tại New York. Anh có bằng cử nhân khoa học y sinh và hiện đang theo đuổi bằng thạc sĩ về nhân học.