I. Nguyên nhân gây bệnh ở người và động vật

Bệnh là sự sai lệch hoặc tổn thương về cấu trúc và chức năng của bất kì bộ phận, cơ quan, hệ thống nào của cơ thể, biểu hiện bằng một bộ triệu chứng đặc trưng giúp thầy thuốc chẩn đoán xác định và chẩn đoán phân biệt.

Bệnh được chia thành bệnh truyền nhiễm và bệnh không truyền nhiễm.

Nguyên nhân gây bệnh gồm hai nhóm:

• Bên ngoài: tác nhân sinh học, vật lí, hóa học.
• Bên trong: yếu tố di truyền, thoái hóa mô do tuổi già,…

Cơ chế chung: tác nhân gây bệnh tác động vào tế bào, cơ quan → gây tổn thương cấu trúc và rối loạn chức năng → xuất hiện triệu chứng bệnh lí.

1. Tác nhân bên ngoài

a) Tác nhân sinh học

b) Tác nhân vật lí

c) Tác nhân hóa học

2. Tác nhân bên trong

3. Điều kiện để tác nhân gây được bệnh

Cơ thể chỉ mắc bệnh khi tác nhân hội tụ đủ 3 yếu tố:

1. Có khả năng gây bệnh.
2. Có con đường xâm nhiễm phù hợp.
3. Có số lượng đủ lớn.

Vì sao xung quanh ta có rất nhiều mầm bệnh nhưng xác suất mắc bệnh lại rất nhỏ? Vì cơ thể người và động vật có khả năng miễn dịch chống lại sự xâm nhiễm và gây bệnh của các tác nhân đó.

II. Khái niệm miễn dịch

Miễn dịch là khả năng cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh, đảm bảo cho cơ thể khỏe mạnh, không mắc bệnh.

Chức năng bảo vệ này do hệ miễn dịch đảm nhận. Hệ miễn dịch gồm: mô, cơ quan, tế bào bạch cầu và một số phân tử protein trong máu, cùng tạo thành các phòng tuyến chống lại vi khuẩn, virus, nấm, kí sinh trùng,…

Hệ miễn dịch tạo thành hai phòng tuyến:

• Miễn dịch không đặc hiệu
• Miễn dịch đặc hiệu

III. Miễn dịch không đặc hiệu

Miễn dịch không đặc hiệu còn gọi là miễn dịch bẩm sinh hoặc miễn dịch tự nhiên.

Đặc điểm: đáp ứng giống nhau với mọi tác nhân gây bệnh (không phân biệt loại mầm bệnh), tốc độ nhanh, có sẵn (không cần tiếp xúc trước với kháng nguyên), không có khả năng nhớ.

Gồm 2 thành phần:

• Hàng rào bảo vệ vật lí và hóa học.
• Các đáp ứng không đặc hiệu: thực bào, viêm, sốt, tạo peptide và protein chống lại mầm bệnh.

1. Hàng rào bảo vệ vật lí và hóa học

Lớp tế bào biểu mô lót trong các hệ tiêu hóa, hô hấp, bài tiết, sinh dục và da tạo thành hàng rào ngăn chặn mầm bệnh ngay từ cửa ngõ xâm nhập.

Ngoài ra:

• Nước mắt, nước mũi chứa lysozyme tiêu diệt và rửa trôi vi sinh vật.
• Dịch tiêu hóa, dịch mật chứa acid và enzyme tiêu diệt vi khuẩn, virus, nấm.
• Mồ hôi chứa lactic acid và acid béo ức chế sinh trưởng của vi sinh vật.

2. Các đáp ứng không đặc hiệu

Khi mầm bệnh vượt qua hàng rào vật lí – hóa học, chúng sẽ gặp các đáp ứng không đặc hiệu.

a) Thực bào

Cơ quan tạo ra bạch cầu: tủy xương, tuyến ức, lá lách và các hạch bạch huyết.

b) Viêm

Phản ứng viêm xảy ra khi một vùng của cơ thể bị tổn thương và bắt đầu nhiễm trùng. Diễn biến:

1. Tế bào tổn thương tiết chất hóa học kích thích dưỡng bào và bạch cầu ưa kiềm giải phóng histamin.
2. Histamin làm mạch máu vùng lân cận dãn ra và tăng tính thấm đối với huyết tương.
3. Mạch máu dãn → đưa nhiều máu và bạch cầu đến vùng tổn thương.
4. Bạch cầu thực bào vi khuẩn, virus → ngăn chúng phát tán sang vùng khác.

c) Sốt

Sốt là tình trạng thân nhiệt tăng lên và duy trì ở mức cao hơn thân nhiệt bình thường.

Cơ chế: Đại thực bào thực bào vi khuẩn, virus → tiết chất gây sốt → kích thích trung khu điều hòa thân nhiệt ở vùng dưới đồi → cơ thể tăng sinh nhiệt và sốt.

Tác dụng bảo vệ của sốt:

• Ức chế vi khuẩn, virus tăng sinh.
• Làm gan tăng nhận sắt từ máu (sắt là chất cần cho sinh sản của vi khuẩn) → giảm sắt tự do → vi khuẩn khó sinh sản.
• Làm tăng hoạt động thực bào của bạch cầu.

Lưu ý: Sốt vừa có ích vừa có hại. Sốt cao trên $39^\circ\text{C}$ có thể gây co giật, hôn mê, thậm chí tử vong.

d) Các peptide và protein chống lại mầm bệnh

Interferon:

• Do tế bào bị nhiễm virus tiết ra (bản chất là protein).
• Kích thích các tế bào chưa bị nhiễm ở bên cạnh sản sinh protein ức chế sự nhân lên của virus.

Hệ thống bổ thể:

• Khoảng 30 protein lưu hành trong máu ở trạng thái bất hoạt.
• Chỉ được hoạt hóa khi tiếp xúc với các chất trên bề mặt vi khuẩn.
• Sự hoạt hóa gây ra chuỗi phản ứng hóa sinh làm tan vỡ tế bào có vi khuẩn xâm nhập.

IV. Miễn dịch đặc hiệu

Miễn dịch đặc hiệu còn gọi là miễn dịch thích ứng hoặc miễn dịch thu được, chỉ có ở động vật có xương sống.

Đây là phản ứng đặc hiệu chống lại từng mầm bệnh riêng biệt, thực chất là phản ứng giữa tế bào miễn dịch, kháng thể với kháng nguyên.

So với miễn dịch không đặc hiệu: tốc độ chậm hơn, cần tiếp xúc trước với kháng nguyên, đặc hiệu với từng kháng nguyên, có khả năng nhớ và hiệu quả cao hơn.

1. Kháng nguyên

Kháng nguyên là những phân tử ngoại lai gây ra đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Hầu hết là các đại phân tử: protein, polypeptide, polysaccharide.

Nguồn gốc kháng nguyên: nhô ra từ mầm bệnh (vi khuẩn, virus, nấm, động vật đơn bào,…), từ tế bào lạ (mô cấy truyền), hoặc là độc tố vi khuẩn, nọc rắn.

Quyết định kháng nguyên (epitope): là những nhóm amino acid nhỏ trên kháng nguyên. Mỗi kháng nguyên thường có một số quyết định kháng nguyên. Nhờ epitope mà tế bào miễn dịch và kháng thể nhận biết được kháng nguyên tương ứng.

2. Tế bào B, tế bào T và kháng thể

Thụ thể kháng nguyên: Tế bào B và tế bào T (tế bào lympho B, lympho T) đều mang thụ thể kháng nguyên trên màng sinh chất. Thụ thể có vùng nhận diện và gắn với kháng nguyên qua epitope tương ứng, giống như chìa khóa với ổ khóa.

Tất cả thụ thể trên một tế bào B (hoặc một tế bào T) đều giống hệt nhau → chỉ gắn với một loại kháng nguyên tương ứng.

Kháng thể (globulin miễn dịch – Ig):

• Khi tế bào B hoạt hóa → phân chia tạo thành tương bào → tương bào sản sinh thụ thể kháng nguyên và đưa vào máu.
• Thụ thể kháng nguyên tự do trong máu chính là kháng thể.
• Cấu tạo: gồm chuỗi nhẹ và chuỗi nặng liên kết với nhau, tạo nên vị trí kết hợp kháng nguyên.
• Mọi kháng thể do các tương bào thuộc cùng một dòng tế bào B tạo ra đều giống hệt nhau.

Vai trò các thành phần tham gia miễn dịch đặc hiệu:

3. Cơ chế miễn dịch đặc hiệu

Miễn dịch đặc hiệu gồm miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào.

(1) Nhận diện kháng nguyên

Mầm bệnh xâm nhập → bị tế bào trình diện kháng nguyên (đại thực bào, tế bào B, tế bào chia nhánh) bắt giữ và thực bào → đem kháng nguyên trình diện cho tế bào T hỗ trợ → tế bào T hỗ trợ hoạt hóa.

(2) Tăng sinh tế bào T hỗ trợ

Tế bào T hỗ trợ hoạt hóa phân chia tạo dòng tế bào T hỗ trợ và dòng tế bào T hỗ trợ nhớ. Từ đây khởi phát cả hai nhánh miễn dịch.

(3a) Miễn dịch dịch thể

• Tế bào T hỗ trợ tiết cytokine → hoạt hóa tế bào B.
• Tế bào B tăng sinh và biệt hóa → tương bào và tế bào B nhớ.
• Tương bào sản sinh kháng thể IgG.
• Kháng thể lưu hành trong máu, tiêu diệt mầm bệnh trong máu theo nhiều cách khác nhau.

(3b) Miễn dịch tế bào

• Cytokine từ tế bào T hỗ trợ làm tế bào T độc hoạt hóa.
• Để hoạt hóa, tế bào T độc còn cần tương tác với tế bào trình diện kháng nguyên.
• Tế bào T độc phân chia → dòng tế bào T độc hoạt hóa và dòng tế bào T độc nhớ.
• Tế bào T độc lưu hành trong máu, tiết độc tố (protein độc) tiêu diệt các tế bào đã nhiễm mầm bệnh.

So sánh hai nhánh miễn dịch đặc hiệu:

4. Đáp ứng miễn dịch nguyên phát và thứ phát

• Đáp ứng nguyên phát: xảy ra khi hệ miễn dịch tiếp xúc lần đầu với kháng nguyên.
• Đáp ứng thứ phát: xảy ra khi hệ miễn dịch tiếp xúc lần sau với chính loại kháng nguyên đó, nhờ tế bào nhớ đã hình thành ở lần đầu.

Nhờ đáp ứng thứ phát nhanh và mạnh, người và vật nuôi không bị bệnh hoặc bệnh rất nhẹ.

Ứng dụng: Vaccine

• Bản chất của vaccine là kháng nguyên đã được xử lí, không còn khả năng gây bệnh (vi khuẩn, virus đã chết hoặc đã suy yếu; protein tái tổ hợp; gene hoặc RNA mã hóa protein của virus, vi khuẩn,…).
• Tiêm chủng vaccine là biện pháp chủ động tạo ra đáp ứng miễn dịch nguyên phát.
• Khi mầm bệnh thật xâm nhập, tế bào nhớ đã có sẵn sẽ tạo đáp ứng thứ phát nhanh và hiệu quả → phòng được bệnh.

Lưu ý: Vaccine không phải là kháng thể; vaccine chỉ kích thích cơ thể tự tạo ra kháng thể đặc hiệu và tế bào nhớ.

💡 Kháng nguyên của virus cúm luôn biến đổi khiến các dòng tế bào nhớ không nhận ra chủng mới → vaccine cúm phải sản xuất mới và tiêm nhắc lại hằng năm.

5. Dị ứng

Dị ứng là phản ứng quá mức của cơ thể đối với một kháng nguyên nhất định (cơ thể quá mẫn cảm với kháng nguyên đó).

Dị nguyên là kháng nguyên gây ra phản ứng dị ứng, có trong: phấn hoa, bào tử nấm, lông động vật, nọc ong, hải sản, sữa, một số thuốc kháng sinh,…

Cơ chế phản ứng dị ứng:

Histamin là chất gây triệu chứng dị ứng chủ yếu: dãn mạch ngoại vi, tăng tính thấm mao mạch, ngứa, hắt hơi, sổ mũi, chảy nước mắt, co thắt phế quản gây khó thở,…

Sốc phản vệ:

• Xảy ra khi dị nguyên gây giải phóng lượng lớn histamin trên diện rộng.
• Hậu quả: co thắt phế quản, dãn mạch máu ngoại vi, huyết áp giảm nhanh → não và tim không nhận đủ máu và $\text{O}_2$ → có thể tử vong sau vài phút.
• Thường gặp khi: ong đốt, tiêm kháng sinh (penicillin, cephalosporin), ăn tôm, cua, lạc,… ở người quá mẫn cảm.

Đây là cơ sở khoa học của việc thử phản ứng trước khi tiêm kháng sinh.

V. Các bệnh phát sinh do chức năng hệ miễn dịch bị phá vỡ

1. Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS)

Nguyên nhân: do HIV – một loại retrovirus.

Cơ chế: HIV xâm nhập và tăng sinh trong tế bào T hỗ trợ, tiêu diệt tế bào này → làm suy yếu dần cả miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào.

Hậu quả: khả năng chống nhiễm trùng và ung thư ngày càng suy giảm, bất kì mầm bệnh nào cũng có thể phát triển gây bệnh. Những bệnh phát sinh khi hệ miễn dịch suy giảm gọi là “bệnh cơ hội” (lao, tiêu chảy, viêm não, viêm phổi, ung thư,…). Do nhiều bệnh cùng xuất hiện nên gọi là hội chứng.

⚠️ Lưu ý: HIV tấn công tế bào T hỗ trợ – tế bào giữ vai trò trung tâm, vừa hoạt hóa tế bào B (miễn dịch dịch thể), vừa hoạt hóa tế bào T độc (miễn dịch tế bào). Vì vậy cả hai nhánh miễn dịch đặc hiệu đều bị suy yếu.

2. Bệnh ung thư

Bản chất: một nhóm tế bào trở nên bất thường, phân chia liên tục, không kiểm soát → tạo thành khối u ác tính.

• U ác tính phát triển nhanh, xâm lấn các mô bình thường bên cạnh.
• Tế bào ung thư có thể tách khỏi khối u, theo máu hoặc bạch huyết đến vị trí khác tạo khối u mới → gọi là di căn.
• Khi ung thư di căn vào tủy xương → cản trở chức năng sản sinh tế bào máu (trong đó có bạch cầu) → hệ miễn dịch suy yếu → giảm khả năng tiêu diệt tế bào ung thư và mầm bệnh.

⚠️ Ung thư là bệnh không truyền nhiễm.

3. Bệnh tự miễn

Bệnh tự miễn là bệnh mà hệ miễn dịch bị rối loạn, mất khả năng phân biệt kháng nguyên ngoại lai với tế bào, cơ quan của chính cơ thể → tế bào miễn dịch hoặc kháng thể tấn công, hủy hoại chính cơ thể mình.

Nguyên nhân: do gene hoặc do yếu tố môi trường (tia phóng xạ, hóa chất, virus, vi khuẩn,…) làm biến đổi thành phần cấu tạo của tế bào cơ thể → hệ miễn dịch coi tế bào đó là chất ngoại lai. Đã phát hiện hơn 60 bệnh tự miễn.

Kiến thức cốt lõi

• Nguyên nhân gây bệnh gồm tác nhân bên ngoài (sinh học, vật lí, hóa học) và bên trong (đột biến gene, đột biến nhiễm sắc thể, thoái hóa mô do tuổi già).
• Miễn dịch là khả năng cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh.
• Miễn dịch không đặc hiệu = hàng rào vật lí, hóa học + các đáp ứng không đặc hiệu (thực bào, viêm, sốt, peptide – protein chống mầm bệnh).
• Miễn dịch đặc hiệu = miễn dịch dịch thể (tế bào B → kháng thể) + miễn dịch tế bào (tế bào T độc → độc tố).
• Tiêm vaccine chủ động tạo đáp ứng miễn dịch nguyên phát và tế bào nhớ.
• Dị ứng là phản ứng quá mức của cơ thể với kháng nguyên; nặng nhất là sốc phản vệ.
• Ung thư, bệnh tự miễn, AIDS phát sinh do chức năng hệ miễn dịch bị phá vỡ.

Cô Nguyễn Ngọc Châu

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú