ภูมิคุ้มกันของร่างกาย

ภูมิคุ้มกันของร่างกาย
     เมื่อมนุษย์ดำรงชีวิตอยู่ในสิ่งแวดล้อม มนุษย์ก็จะต้องเผชิญกับสิ่งแวดล้อมต่างๆ มากมาย ทั้งสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสมและที่ไม่เหมาะสม และสิ่งแวดล้อมบางอย่างก็อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์ได้ เช่น จุลินทรีย์ สารเคมี ไวร้ส สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กและฝุ่นละอองต่าง ๆ เป็นต้น ดังนั้นร่างกายมนุย์จึงจำเป็นต้องมีระบบภูมิคุ้มกัน เพื่อช่วยต่อต้านและกำจัดสิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ ที่เข้าสู่ร่างกาย เพื่อให้มนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้อย่างปกติสุข และมีสุขภาพกายที่สมบูรณ์แข็งแรง
     เราเรียกสิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ ที่เข้าสู่ร่างกายของมนุษย์ว่า แอนติเจน (antigen) ซึ่งเป็นสารหรือสิ่งมีชีวิตที่เมื่อเข้าสู่ร่างกายแล้ว จะส่งผลทำให้เกิดการตอบสนองของร่างกายหรือก่อให้เกิดโรคในมนุษย์ได้ ดังนั้นร่างกายมนุษย์จึงจำเป็นต้องมีกลไกตอบสนองในการกำจัดสิ่งแปลกปลอมเหล่านี้ เพื่อให้การทำงานของระบบต่าง ๆ ภายในร่างกายสามารถดำเนินไปได้อย่างปกติ โดยเราเรียกระบบภายในร่างกายที่มีหน้าที่ต่อต้านสิ่งแปลกปลอมและความผิดปกติต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นกับร่างกายว่า ระบบภูมิคุ้มกัน (immune system) 

     ลักษณะการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน
          ในร่างกายของมนุษย์ประกอบด้วยระบบภูมิคุ้มกันต่าง ๆ มากมายหลายระบบ ซึ่งแต่ละระบบจะมีกลไกการทำงานที่แตกต่างกัน โดยสามารถจำแนกลักษณะการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน ตามความจำเพาะเจาะจงในการป้องกันสิ่งแปลกปลอมได้เป็น 2 ลักษณะ คือ ระบบภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะเจาะจง และระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะเจาะจง ซึ่งมีความแตกต่างกันดังนี้
               1.  ระบบภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะเจาะจง (nondpecific defense mechanism)
                    ระบบภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะเจาะจง เป็นกลไกการกำจัดสิ่งแปลกปลอมที่เข้ามาในร่างกายแบบไม่จำเพาะเจาะจง มีความสามารถในการป้องกันหรือทำลายเชื้อจุลินทรีย์หรือสิ่งแปลกปลอมไม่สูงนัก อาจกำจัดเชื้อจุลินทรีย์ได้เพียงระดับหนึ่งเท่านั้น ระบบภูมิคุ้มกันนี้จะมีการเปลี่ยนแปลงไปตามอายุ พันธุกรรม ฮอร์โมน และภาวะโภชนาการของแต่ละบุคคล ซึ่งสามารถแบ่งลักษณะของกลไกการทำงานได้เป็น 3 แบบ คือ การป้องกันทางกายวิภาค การป้องกันโดยสารเคมีในร่างกายและการป้องกันโดยการสะกดกลืนกิน ดังนี้
                    1)  การป้องกันทางกายวิภาค (anatamical barrier) คือ กลไกการป้องกันสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกาย ซึ่งเกิดจากการกีดขวางตามธรรมชาติ ได้แก่ ผิวหนัง (skin) เยื่อเมือก (mucous) ที่บุตามผิวของอวัยวะต่าง ๆ และขนอ่อน (cilia) ตามอวัยวะต่าง ๆ รวมถึงกลไกการบีบตัวของกล้ามเนื้อกระเพาะปัสสาวะ เป็นต้น
                        1.  ผิวหนัง เป็นด่านป้องกันที่อยู่ด้านนอกของร่างกาย มีบทบาทในการป้องกันเชื้อจุลินทรีย์ ฝุ่นละอองรวมทั้งสิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ ไม่ให้เข้าสู่ร่างกาย โดยที่ผิวหนังจะมีความชุ่มชื้นต่ำ ทำให้เชื้อจุลินทรีย์ต่าง ๆ ที่มาเกาะตามผิวหนังขาดความชุ่มชื้นและตายได้ในที่สุด นอกจากนี้ที่ผิวหนังยังมีสารกลุ่มเคอราติน (keratin) ซึ่งช่วยป้องกันการติดเชื้อ และผิวหนังยังสามารถขจัดเชื้อจุลินทรีย์ออกไปได้ ด้วยการหลุดลอกของผิวหนังชั้นนอก
                         2.  เยื่อบุผิว เป็นส่วนที่มีเยื่อเมือกช่วยดักจับเชื้อจุลินทรีย์ด้วยการหุ้มเคลือบ โดยประกอบกับการทำงานของขนที่มีขนาดเล็ก (cilia) ซึ่งสามารถพบได้ตามระบบทางเดินหายใจ เช่น โพรงจมูก ช่วยกวาดสิ่งแปลกปลอมหรือเชื้อจุลินทรีย์ให้เคลื่อนที่ไปทางหลอดลมหรือโพรงจมูก และขับออกจากร่างกายโดยการไอ จาม หรือขับออกในรูปเสมหะ ที่อาจคายออกหรือกลืนลงสู่กระเพาะอาหารแล้วถูกขับออกทางอุจจาระได้ นอกจากโพรงจมูกแล้ว กลไกการป้องกันสิ่งแปลกปลอมเช่นนี้ อาจพบได้ตามช่องเปิดของร่างกายส่วนต่าง ๆ อีกด้วย
                         3.  การปัสสาวะ ในท่อปัสสาวะจะมีสภาพที่เป็นกรดอ่อน ๆ ซึ่งสามารถป้องกันเชื้อจุลินทรีย์ที่บุกรุกเข้าสู่ร่างกายบางชนิดได้ โดยเมื่อมีการปนเปื้อนของเชื้อในระบบ เชื้อจุลินทรีย์หรือสิ่งแปลกปลอมจะถูกกล้ามเนื้อของกระเพาะปัสสาวะบีบตัวและผลักดันออกจากร่างกายด้วยแรงดันของการปัสสาวะ การอั้นปัสสาวะเป็นประจำจะก่อให้เกิดการสะสมและการอักเสบเนื่อกจากเชื้อจุลินทรีย์ที่อยู่ในกระเพาะปัสสาวะได้
                    2)  การป้องกันโดยสารเคมีในร่างกาย (chemical factor) คือ กลไกการป้องกันสิ่งแปลกปลอมเข้าสู่ร่างกายที่เกิดขึ้นจากสารเคมีต่าง ๆ ที่ร่างกายหลั่งออกมา ทำให้เกิดสภาพที่ไม่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ เช่น เอนไซม์บางชนิดที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ สารคัดหลั่งบางชนิดที่ทำให้ร่างกายมีสภาพความเป็นกรด-เบสสูงจนไม่เหมาะต่อการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ เป็นต้น การป้องกันโดยสารเคมีในร่างกาย ได้แก่อวัยวะต่าง ๆ ดังต่อไปนี้
                         1.  ต่อมเหงื่อ เป็นต่อมที่สามารถขับน้ำเหงื่อ ซึ่งเป็นสารคัดหลั่งที่มี pH ระหว่าง 3-5 ประกอบด้วยกรดต่าง ๆ เช่น กรดไขมัน (fatty acid) กรดแลคติก (lactic acid) กรดคาร์โปอิก (carproic acid) และกรดคาร์ไพลิก (caprylic acid) เป็นต้น เหงื่อจึงเป็นสารที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราบางชนิดถูกทำลายและขับออกจากรูขุมขนได้
                          2.  ต่อมน้ำตา สามารถหลั่งน้ำตา ซึ่งประกอบด้วยเอนไซม์ไลโซไซม์ (lysozyme) ที่สามารถทำลายผนังเซลล์ของแบคทีเรียได้ น้ำตาจึงเป็นสารละลายที่ช่วยป้องกันการติดเชื้อจุลินทรีย์ในดวงตา นอกจากนี้หากมีสิ่งแปลกปลอมเข้าสู่ดวงตา ต่อมน้ำตาจะมีการหลั่งน้ำตาออกมามาก เพื่อช่วยชะล้างสิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ ออกไปจากดวงตาได้
                          3.  ช่องปาก ในช่องปากประกอบด้วยต่อมน้ำลาย ซึ่งสามารถหลั่งน้ำลายที่มีความเป็นด่าง จึงช่วยยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์บางชนิดได้ นอกจากนี้ในน้ำลายยังประกอบด้วยเอนไซม์ไลโซไซม์ ซึ่งช่วยทำลายเชื้อจุลินทรีย์บางชนิดได้ด้วย
                          4.  อวัยวะเพศ ภายในช่องคลอดของเพศหญิงจะมีสภาพเป็นกรด ซึ่งเป็นสภาวะที่ไม่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อโรคหลายชนิด ส่วนในอวัยวะเพศชายจะมีสารประกอบโพลีเอมีน (polyamine) อยู่ในน้ำอสุจิ เรียกว่า สเปอร์ไมน์ (spermine) สามารถยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบคทีเรียแกรมบวกจึงช่วยลดการติดเชื้อในอวัยวะเพศชายได้
                          5.  ระบบย่อยอาหาร ในระบบย่อยอาหารจะมีกรดเกลือ (hydrochloric acid; HCI) ซึ่งเป็นน้ำย่อยที่หลั่งออกมาจากกระเพาะอาหาร มีสมบัติความเป็นกรดสูง สามารถทำลายแบคทีเรียต่าง ๆ ได้หลายชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรคอุจจาระร่วง และไวรัสที่ไม่มีผนังหุ้มต่าง ๆ และยังสามารถย่อยสลายสารกลุ่มไลโพโปรตีน (lipoprotein) ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเชื้อจุลินทรีย์ได้
                           นอกจากการป้องกันโดยสารต่าง ๆ ที่ร่างกายผลิตออกมาแล้ว ตามอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกาย จะมีเชื้อจุลินทรีย์อาศัยอยู่ โดยเชื้อจุลินทรีย์เหล่านี้จะอาศัยอยู่ในร่างกายตามปกติและไม่ก่อโรค เรียกว่า จุลินทรีย์ประจำถิ่น (Normal Flora) ซึ่งเชื้อประจำถิ่นเหล่านี้จะเป็นผู้แย่งอาหารและพื้นที่อยู่อาศัยของเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อโรครวมทั้งยังสร้างสารต่อต้านการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ชนิดอื่น ทำให้เชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อโรคชนิดต่าง ๆ ไม่ให้มีปริมาณมากจนเกินไป แต่หากร่างกายได้รับยาฆ่าเชื้อเป็นประจำ จะทำให้เกิดการรบกวนระบบปกป้องโดยธรรมชาติของเชื้อจุลินทรีย์ประจำถิ่นเหล่านี้ ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการเสียสมดุลของเนื้อเยื่อที่ตำแหน่งดังกล่าวได้
                    3)  การสะกดกลืนกิน (phagocytosis) เป็นกลไกการป้องกันสิ่งแปลกปลอมในร่างกายที่มีความสำคัญมากเกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานของเม็ดเลือดขาวต่าง ๆ ในร่างกาย โดยเมื่อเชื้อจุลินทรีย์หรือสิ่งแปลกปลอมเข้าสู่ร่างกาย จะทำให้เนื้อเยื่อบริเวณนั้นเกิดการอักเสบขึ้น (inflammatory) จากนั้นเซลล์เม็ดเลือดขาวต่าง ๆ จะเข้าจับกินเชื้อจุลินทรีย์และทำลายสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่เซลล์ แล้วจึงเกิดการย่อยสลายตัวเองพร้อมกับเชื้อจุลินทรีย์ให้ตายพร้อมกันกลายเป็นหนอง โดยขั้นตอนในการทำลายเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอมของเม็ดเลือดขาว จะประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้
                          1.  การเคลื่อนตัวเพื่อเข้าไปหาสิ่งแปลกปลอมนั้น (chemotaxis)
                          2.  กระบวนการเปลี่ยนแปลงสมบัติของจุลินทรีย์หรือสิ่งแปลกปลอม (opsonization)
                          3.  การกลืนหรือล้อมเข้าเซลล์ (ingestion)
                          4.  กระบวนการย่อยทำลายในเซลล์ (intracellular digestion) หรือการฆ่าทำลายจุลินทรีย์ (killing)
                          5.  การปล่อยสิ่งแปลกปลอมที่ถูกทำลายออกสู่ภายนอกเซลล์ (elimination)
                    4)  อินเตอร์เฟอรอน (interferon; IFN) เป็นกลุ่มของโปรตีนที่มีความสำคัญในการขัดขวางการแบ่งตัวของไวร้ส จึงช่วยป้องกันการติดเชื้อไวรัสได้ อินเตอร์เฟอรอนจะถูกกระตุ้นให้สร้าขึ้นในร่างกายจากการรับเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียบางชนิด ในปัจจุบันอินเตอร์เฟอรอนจัดเป็นสารที่มีศักยภาพสูง ดังนั้นมีการศึกษาเพื่อพัฒนาให้สามารถใช้งานทางการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้สำหรับรักษาโรคติดเชื้อไวรัสชนิดต่าง ๆ และโรคมะเร็ง ที่ยังเป็นปัญหาในการรักษาโรคในปัจจุบัน
                    5)  เซลล์เอ็นเค (natual killer cell; NK cell) เป็นเซลล์กลุ่มลิมโฟไซต์ สร้างขึ้นจากเซลล์ต้นกำเนิดซึ่งอยู่ในไขกระดูก โดยเซลล์นี้เจริญเต็มที่ได้ในกระแสเลือดไขกระดูก และม้าม เซลล์ชนิดนี้จะมีหน้าที่ทำลายเซลล์เนื้องอก (tumor cell) และเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส
                    6)  ระบบคอมพลีเมนต์ (complement system) เป็นระบบที่ประกอบด้วยกลุ่มของโปรตีนมากกว่า 20 ชนิดในซีรัมหรือน้ำเลือด ซึ่งโปรตีนเหล่านี้จะถูกกระตุ้นจากการรวมตัวของแอนติเจนและแอนติบดี (antigen antibody complex) เกิดปฏิกิริยาเชื่อมโยงอย่างต่อเนื่องและมีกระบวนการที่ซับซ้อน ได้ผลผลิตจากปฏิกิริยาที่สามารถเข้าจับตัวกับผิวของเชื้อโรคหรือแอนติเจนก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหน้าที่และรูปร่าง จนทำให้เซลล์เสียสภาพและตายในที่สุด การเกิดระบบคอมพลีเมนต์นี้ ได้แก่ การอักเสบ (inflammation) และสภาวะช็อก (anaphylaxis) เป็นต้น      
          2.  ระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะเจาะจง (specific defense mechanism)
               ระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะเจาะจง หรือการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน (immune response) เป็นกลไกการกำจัดสิ่งแปลกปลอมหรือแอนติเจนต่าง ๆ ในร่างกาย ที่มีความจำเพาะต่อแอนติเจนแต่ละชนิด ซึ่งได้แก่ จุลินทรีย์ สารพิษ และโมเลกุลของสารต่าง ๆ ภายนอกร่างกาย รวมถึงเซลล์หรือสิ่งที่เกิดขึ้นจากความผิดปกติในร่างกาย
               การตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายทั้งแบบไม่จำเพาะเจาะจงและแบบจำเพาะเจาะจง ล้วนจำเป็นต้องมีเซลล์     ลิมโฟไซต์เพื่ดให้เกิดการตอบสนองของภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะเจาะจง จะสามารถแบ่งได้เป็น 2 ระบบ ดังนี้
                    1)  ระบบภูมิคุ้มกันจากกระแสเลือดและสารคัดหลั่ง (Kumoral Immune Response; HIR) คือ ระบบภูมิคุ้มกันที่เกิดจากเซลล์ลิมโฟไซต์ชนิดบีตอบสนองต่อแอนติเจนแต่ละชนิดอย่างจำเพาะเจาะจง ทำให้มีการสร้างแอนติบอดีขึ้น เพื่อกำจัดแอนติเจนต่าง ๆ ที่เข้ามาในร่างกาย เรียกว่าแอนติบอดีที่สร้างขึ้นอย่างจำเพาะนี้ว่า อิมมิวโนโกลบูลิน (immunoglobulin)
                    เมื่อร่างกายเราได้รับแอนติเจน ร่างกายของเราจะสามารถสร้างแอนติบอดีได้ภายใน 14 วัน ทั้งนี้ขึ้นกับชนิดของแอนติเจน ปริมาณของแอนติเจนที่ได้รับ และวิธีการเข้าสู่ร่างกาย โดยระบบภูมิคุ้มกันจากกระแสเลือดและสารคัดหลั่ง เป็นระบบที่สามารถถ่ายทอดจากผู้ที่มีภูมิคุ้มกัน (immunized donor) ไปยังผู้ที่ยังไม่มีภุมิคุ้มกัน (native host) ได้ ด้วยการส่งผ่านทางกระแสเลือด
                     2)  ระบบภูมิคุ้มกันจากเซลล์ (cell-mediated immune response; CMIR หรือ cell-mediated immunity; CMI) คือ ระบบภูมิคุ้มกันที่เกิดจากการตอบสนองทางภูมคุ้มกันของเซลล์ ซึ่งเซลล์ที่ทำหน้าที่รับผิดชอบ คือ เซลล์ลิมโฟไซต์ที่มีการตอบสนองต่อสารจำเพาะ (specificcally sensitized lymphocyte; SSL) หรือ ลิมโฟไซต์ชนิดที่ (T lymphocyte) ซึ่งมีการพัฒนาผ่านทางต่อมไทมัส จนได้เป็นเซลล์ที่สมบูรณ์ 3 ชนิด คือ เซลล์ที่ทำลายสิ่งแปลกปลอม เซลล์ทีผู้ช่วย และเซลล์ทีกดระงับ ซึ่งเซลล์ทีต่าง ๆ เหล่านี้จะไปสะสมอยู่ตามอวัยวะต่าง ๆ ได้แก่ ต่อมน้ำเหลือง ต่อมทอนซิลและม้าม รวมถึงกระแสเลือดทั่วร่างกาย
                         1.  เซลล์ทีทำลายสิ่งแปลกปลอม หรือเซลล์ทีไซโททอกซิก (cytotoxic T cell; T_c) ทำหน้าที่ทำลายแอนติเจนที่เข้าสู่ร่างกาย ซึ่งได้แก่ เซลล์จุลินทรีย์ เซลล์ร่างกายที่ติดเชื้อ หรือเซลล์มะเร็ง ด้วยการหลั่งโปรตีนออกมาทำลายเซลล์ติดเชื้อให้แตกสลายและตายในที่สุด

                         2.  เซลล์ทีผู้ช่วย หรือเซลล์ทีเฮลเปอร์ (helper T cell; T_H) ทำหน้าที่กระตุ้นลิมโฟไซต์ชนิดบี ให้สร้างแอนติบอดีที่จำเพาะต่อชนิดแอนติเจน ทั้งยังทำหน้าที่กระตุ้นการทำงานของเซลล์ทีชนิดอื่น ๆ ด้วย
                         3.  เซลล์ทีกดระงับ หรือเซลล์ทีซัพเพรสเซอร์ (supressor T cell; T_s) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของลิม โฟไซต์ชนิดบีและชนิดทีที่เป็นเซลล์ทีผู้ช่วย หรือเซลล์ทีทำลายสิ่งแปลกปลอมให้อยู่ในสภาวะสมดุล