ระบบภูมิคุ้มกันทำงานอย่างไร?

อ่านประมาณ 12 นาที

ระบบภูมิคุ้มกันคือระบบป้องกันตามธรรมชาติของร่างกาย โดยไม่ได้รวมตัวกันอยู่ที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกาย แต่เป็นเครือข่ายของเซลล์ โมเลกุล เนื้อเยื่อ และอวัยวะที่ทำงานร่วมกันเพื่อปกป้องร่างกาย องค์ประกอบแต่ละอย่างเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันทั้งหมด [2]

ระบบภูมิคุ้มกันแบ่งออกเป็นสองแขนง ได้แก่ ระบบภูมิคุ้มกันแต่กำเนิด (innate immune system) และระบบภูมิคุ้มกันแบบรับมา (acquired หรือ adaptive immune system) ระบบภูมิคุ้มกันแต่กำเนิดทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันทั่วไปต่อเชื้อก่อโรคทั่วไป (แบคทีเรีย ไวรัส หรือจุลินทรีย์อื่นๆ ที่ทำให้เกิดโรค) จึงเป็นที่รู้จักในชื่อระบบภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะ ส่วนระบบภูมิคุ้มกันแบบรับมาจะทำงานต่อภัยคุกคามที่เฉพาะเจาะจง และเรียนรู้ที่จะกระตุ้นการตอบสนองที่แม่นยำต่อไวรัสหรือแบคทีเรียที่ร่างกายเคยสัมผัสมาแล้ว ส่วนประกอบต่างๆ ของระบบภูมิคุ้มกันจะให้การปกป้องทั้งสองรูปแบบ [2][3]

สิ่งกีดขวางทางกายภาพและทางเคมี: ด่านป้องกันด่านแรก

ก่อนที่ผู้บุกรุกจะเข้ามาได้ ร่างกายจะพยายามหยุดยั้งด้วยสิ่งกีดขวาง เช่น ผิวหนัง เยื่อบุ และสารเคมี (น้ำตา น้ำลาย กรดในกระเพาะอาหาร) ผิวหนังเป็นอวัยวะที่ใหญ่ที่สุดของร่างกายและทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันเชื้อก่อโรคและสารพิษ นอกจากนี้ ผิวหนังยังมีเซลล์ภูมิคุ้มกันและท่อน้ำเหลืองเป็นของตัวเองด้วย [2]

ภูมิคุ้มกันแต่กำเนิด: การตอบสนองที่รวดเร็วและครอบคลุม

หากเชื้อโรคสามารถเล็ดลอดเข้ามาได้ ภูมิคุ้มกันแต่กำเนิดจะทำงานภายในเวลาไม่กี่นาทีหรือไม่กี่ชั่วโมง โดยจะไม่แยกแยะระหว่างไวรัสและแบคทีเรีย แต่จะโจมตีทุกสิ่งที่ดูแปลกปลอม ซึ่งรวมถึงเซลล์ฟาโกไซต์ (phagocytic cells) เช่น แมคโครฟาจ (macrophages) และนิวโทรฟิล (neutrophils) รวมถึงการอักเสบและไข้ แมคโครฟาจเป็นที่รู้จักในชื่อ "ผู้กลืนกินรายใหญ่" ของระบบภูมิคุ้มกัน เพราะพวกมันจะเขมือบและทำลายแบคทีเรียและเซลล์ที่เป็นอันตรายอื่นๆ และเช่นเดียวกับเดนดริติกเซลล์ (dendritic cells) พวกมันจะนำเสนอแอนติเจนให้กับเซลล์อื่นๆ ในระบบภูมิคุ้มกันเพื่อระบุตัวตนและทำลายทิ้ง [2]

ภูมิคุ้มกันแบบรับมา: การตอบสนองที่ช้าและมีความเชี่ยวชาญ

ส่วนนี้จะใช้เวลาหลายวันในการกระตุ้นครั้งแรก แต่มีความแม่นยำสูงและมีความจำ เซลล์บีลิมโฟไซต์ (B lymphocytes) จะหลั่งแอนติบอดีเพื่อป้องกันเซลล์ผู้บุกรุกที่เป็นอันตราย โดยเซลล์ B แต่ละเซลล์จะถูกตั้งโปรแกรมให้ผลิตแอนติบอดีชนิดเฉพาะเจาะจง เซลล์ทีลิมโฟไซต์ช่วยเหลือนัก (CD4+ helper T lymphocytes) จะส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือไปยังเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ (เช่น CD8+ cytotoxic T lymphocytes) เพื่อให้การตอบสนองเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ส่วนเซลล์ทีไซโตท็อกซิก (CD8+ cytotoxic T lymphocytes) จะทำลายเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสนับพันเซลล์ในแต่ละวัน และเซลล์เหล่านี้ยังสามารถโจมตีและทำลายเซลล์มะเร็งได้โดยตรงอีกด้วย [2][1]

ร่างกายจำแนกเชื้อก่อโรคได้อย่างไร: แอนติเจนและแอนติบอดี

แอนติเจน (antigen) คือสารใดๆ ที่ระบบภูมิคุ้มกันถือว่าแปลกปลอม ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นโปรตีนหรือน้ำตาลบนพื้นผิวของเชื้อก่อโรค ส่วนแอนติบอดี (antibodies) คือโปรตีนที่เข้าไปจับกับเครื่องหมายเฉพาะ (แอนติเจน) บนผู้บุกรุกที่เป็นอันตราย เช่น เชื้อโรค ไวรัส หรือเซลล์เนื้องอก นอกจากนี้ แอนติบอดีจะทำเครื่องหมายเซลล์ที่เป็นอันตรายเหล่านี้เพื่อให้ถูกโจมตีและทำลายต่อไป [2][1]

เซลล์เม็ดเลือดขาว (leucocitos) คือเซลล์หลัก โดยมี neutrófilos และ macrófagos ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภูมิคุ้มกันที่มีมาแต่กำเนิด (innate immunity) ทำหน้าที่กลืนกินสิ่งแปลกปลอม ส่วน linfocitos เป็นส่วนหนึ่งของภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว (adaptive immunity) โดย linfocitos T ทำหน้าที่ประสานงานหรือทำลายเซลล์ที่ติดเชื้อ ในขณะที่ linfocitos B ผลิตแอนติบอดี สำหรับ citocinas คือโมเลกุลส่งสัญญาณที่ช่วยให้เซลล์ภูมิคุ้มกันประสานงานการตอบสนองต่อผู้บุกรุกได้อย่างถูกต้อง [2][1]

การอักเสบและโรคแพ้ภูมิตัวเอง

การอักเสบคือการตอบสนองที่มองเห็นได้ของภูมิคุ้มกันที่มีมาแต่กำเนิด ได้แก่ อาการแดง ร้อน บวม และปวด เพื่อนำเม็ดเลือดขาวไปยังบริเวณที่เสียหาย เมื่อระบบภูมิคุ้มกันทำงานผิดปกติจนแยกแยะไม่ออกระหว่างสิ่งที่เป็นของร่างกายกับสิ่งแปลกปลอม อาจทำให้เกิดการโจมตีเนื้อเยื่อของตนเองและก่อให้เกิดโรคแพ้ภูมิตัวเอง เช่น รูมาตอยด์ (artritis reumatoide), ไทรอยด์อักเสบฮาชิโมโตะ (tiroiditis de Hashimoto) หรือโรคพุ่มพวง (lupus eritematoso sistémico) โดยมี linfocitos T reguladores ทำหน้าที่ควบคุมและถ่วงดุลเพื่อให้แน่ใจว่าระบบภูมิคุ้มกันจะไม่ตอบสนองรุนแรงเกินไป การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันเรื้อรังนี้เรียกว่าโรคแพ้ภูมิตัวเอง [2, 4]

การแพ้: ความผิดพลาดในการระบุตัวตน

อาการแพ้คือความผิดพลาดในการตัดสินใจ โดยระบบจะสร้าง IgE ต่อสารที่ไม่เป็นอันตราย (เช่น ละอองเกสร, อาหาร) ซึ่งไปกระตุ้น mastocitos ให้หลั่งฮิสตามีนและทำให้เกิดการอักเสบ เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับสมมติฐานด้านสุขอนามัย (hygiene hypothesis) ที่ว่า ในสภาพแวดล้อมที่สะอาดเกินไป กลไกที่ใช้ต่อต้านพยาธิจะหันมาโจมตีสิ่งที่ไม่เป็นอันตรายแทน [3]

วัคซีนและความจำทางภูมิคุ้มกัน

วัคซีนจะนำเสนอแอนติเจนโดยไม่ทำให้เกิดโรคร้ายแรง เพื่อกระตุ้น linfocitos B และ T ให้สร้างเซลล์ความจำ หากเชื้อโรคของจริงเข้าสู่ร่างกาย การตอบสนองจะรวดเร็วและรุนแรงขึ้นด้วยความจำดังกล่าว [2][1]

อิทธิพลของการนอนหลับ อาหาร และความเครียด

70-80% ของระบบป้องกันร่างกายอาศัยอยู่ในลำไส้ การนอนหลับลึกช่วยเพิ่ม citoquinas และการทำงานของ linfocitos T ในขณะที่การขาดการนอนหลับจะลดการตอบสนองต่อการติดเชื้อ การรับประทานอาหารที่อุดมด้วยกากใย วิตามิน (C, D, zinc) และโพรไบโอติกส์ ช่วยเสริมสร้างไมโครไบโอตาและลดการอักเสบเรื้อรัง ส่วนความเครียดเรื้อรังจะเพิ่มระดับ cortisol ซึ่งไปกดการทำงานของ linfocitos และทำให้ระบบป้องกันร่างกายอ่อนแอลง [5]

เนื้อเยื่อและอวัยวะสำคัญ ได้แก่ ไขกระดูก (ผลิตเซลล์), ต่อมน้ำเหลือง (กรองและฝึก linfocitos), ม้าม, ต่อมไทมัส และไส้ติ่ง [2] นอกจากนี้ ระบบภูมิคุ้มกันยังช่วยป้องกันมะเร็งผ่านการรักษามะเร็งด้วยภูมิคุ้มกันบำบัด (immunoterapia) ซึ่งใช้ประโยชน์จากพลังของระบบนี้ [2]

โดยสรุป ระบบภูมิคุ้มกันเป็นการบูรณาการระหว่างการจดจำแอนติเจนและขั้นตอนต่างๆ เพื่อทำลายหรือล้างฤทธิ์สารแปลกปลอม โดยทำงานประสานกันระหว่างภูมิคุ้มกันที่มีมาแต่กำเนิดและภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว [1][2]