Tổn thương mô là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

Giới thiệu chung về tổn thương mô

Tổn thương mô (tissue injury) là quá trình làm thay đổi cấu trúc và chức năng của tế bào, mô hoặc cơ quan dưới tác động của các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học hoặc miễn dịch. Khi xảy ra tổn thương, tế bào có thể trải qua các phản ứng thích nghi ban đầu, tiếp đó dẫn đến rối loạn chức năng hoặc chết tế bào nếu kích thích vượt quá khả năng bù trừ.

Yếu tố vật lý gây tổn thương mô bao gồm chấn thương cơ học (va đập, cắt, nghiền nát), nhiệt độ (bỏng nhiệt hoặc lạnh) và áp lực cơ học kéo dài. Tổn thương hóa học phát sinh khi tế bào bị tiếp xúc với độc tố, thuốc, kim loại nặng hoặc các chất oxy hóa mạnh. Đối với tổn thương sinh học, các tác nhân như vi khuẩn, virus, nấm và ký sinh trùng xâm nhập, giải phóng độc tố nội bào và kích hoạt đáp ứng miễn dịch quá mức.

Về mặt lâm sàng, tổn thương mô là khởi đầu của hầu hết các bệnh lý cấp và mạn tính: từ áp xe nhiễm trùng, viêm khớp, đến xơ vữa động mạch, đột quỵ và ung thư. Hiểu rõ cơ chế và biểu hiện của tổn thương mô giúp chẩn đoán chính xác, đánh giá mức độ nghiêm trọng và phát triển liệu pháp điều trị hiệu quả.

Phân loại tổn thương mô

Có bốn nhóm nguyên nhân chính gây tổn thương mô:

• Vật lý: Chấn thương cơ học (đứt, bầm, ép), bỏng nhiệt hoặc lạnh, bức xạ ion hóa.
• Hóa học: Tiếp xúc với độc tố (cồn, acid, base), thuốc (acetaminophen quá liều) và kim loại nặng (thủy ngân, chì).
• Sinh học: Nhiễm trùng vi khuẩn (Staphylococcus aureus), virus (Hepatitis B/C), ký sinh trùng (Plasmodium) hoặc nấm (Candida).
• Miễn dịch: Tự miễn (viêm khớp dạng thấp), quá mẫn (dị ứng, sốc phản vệ) và bệnh bạch cầu.

Trong nhiều trường hợp, tổn thương mô có thể do phối hợp nhiều cơ chế. Ví dụ, trong chấn thương sọ não, ngoài tác động cơ học, rối loạn tuần hoàn não kéo dài gây stress oxy hóa và viêm neuron. Tương tự, gan nhiễm mỡ do rượu kết hợp với stress chuyển hóa làm tổn thương tế bào gan cả về cấu trúc lẫn chức năng.

Cơ chế sinh lý bệnh

Tổn thương tế bào bắt đầu khi các yếu tố gây hại vượt quá khả năng bảo vệ của cơ chế chống oxy hóa nội bào. Stress oxy hóa phát sinh khi nồng độ gốc tự do (reactive oxygen species – ROS) tăng cao, làm peroxy hóa màng lipid, biến tính protein và hư hại DNA.

Rối loạn cân bằng ion nội bào, đặc biệt là Ca²⁺, kích hoạt hàng loạt enzym phá hủy màng như phospholipase, protease và endonuclease. Sự mất ổn định ty thể do ROS và Ca²⁺ dư thừa làm giảm tổng hợp ATP, cuối cùng dẫn đến sụp đổ năng lượng và quá trình chết tế bào không kiểm soát (necrosis).

Apoptosis (chết theo chương trình) cũng đóng vai trò quan trọng trong tổn thương mô mạn tính và điều hòa miễn dịch. Hai con đường nội sinh (ty thể) và ngoại sinh (thụ thể tín hiệu Fas) đều kích hoạt caspase, phân giải protein khung và cô đặc nhân. Chết tế bào theo chương trình thường ít gây phản ứng viêm so với hoại tử.

• Stress oxy hóa: ROS tăng → peroxy hóa lipid màng.
• Rối loạn Ca²⁺: kích hoạt enzym phân giải (phospholipase, protease).
• Hư hại ty thể: suy giảm ATP → necrosis.
• Apoptosis: caspase-3, -8, -9 kích hoạt phân mảnh DNA.

Đặc điểm đại thể và vi thể

Ở cấp đại thể, tổn thương mô biểu hiện dưới dạng:

• Sưng (edema): Tích tụ dịch kẽ do tăng tính thấm mạch.
• Xuất huyết: Vỡ mạch máu nhỏ, hình thành vết tụ máu.
• Hoại tử: Mô chuyển sang màu xám đục hoặc trắng, mềm nhão.
• Xơ hóa: Tăng sinh nguyên bào sợi và lắng đọng collagen.

Ở cấp độ vi thể, nhuộm H&E cho thấy các đặc điểm điển hình:

Biểu hiện	Mô tả
Pyknosis	Cô đặc nhân, nhuộm mạnh eosin
Karyorrhexis	Phân mảnh nhân thành mảnh nhỏ
Karyolysis	Phân huỷ nhân, nhuộm nhạt dần
Phù bào	Sưng bào tương, không gian bào tăng
Gián đoạn màng	Màng tế bào xuất hiện khoảng trống

Các dấu hiệu vi thể giúp phân biệt giữa hoại tử và apoptosis. Trong hoại tử, tế bào phình to, màng vỡ, kèm viêm cấp; trong apoptosis, tế bào co lại, tạo bóng apoptotic và thường không gây viêm xung quanh.

Phản ứng viêm

Phản ứng viêm là đáp ứng bảo vệ tại chỗ khi mô bị tổn thương, nhằm loại bỏ tác nhân gây hại và chuẩn bị điều kiện cho quá trình sửa chữa. Viêm cấp tính khởi phát nhanh, đặc trưng bởi tăng tính thấm thành mạch, thoát huyết thanh và bạch cầu trung tính thâm nhập vào mô.

Các cytokine tiền viêm như TNF-α, IL-1β và chemokine (IL-8) được giải phóng từ tế bào tổn thương và bạch cầu tại chỗ, thu hút thêm các tế bào miễn dịch. Quá trình này có thể kèm theo biểu hiện lâm sàng sưng, đỏ, nóng, đau và mất chức năng (NCBI – Inflammation).

Viêm mạn tính phát triển khi tác nhân gây hại không được loại bỏ hoàn toàn hoặc có cơ chế tự miễn. Đặc trưng bởi thâm nhập lympho, đại thực bào và hình thành mô hạt. Mô hạt (granuloma) gồm đại thực bào biến dạng (epithelioid cells), tế bào Langhans và nguyên bào sợi, điển hình trong lao, sarcoidosis.

Sửa chữa và tái tạo mô

Quá trình phục hồi mô sau tổn thương chia làm ba pha liên tiếp: viêm, tăng sinh và tái cấu trúc. Pha viêm đảm nhận chức năng làm sạch xác tế bào và mảnh vụn thông qua đại thực bào và neutrophil.

Pha tăng sinh bắt đầu sau 2–3 ngày, với nguyên bào sợi tổng hợp collagen, mạch máu non (angiogenesis) do VEGF và FGF-2 kích thích, tạo mô hạt (granulation tissue). Tế bào ngoại mô (endothelial) hình thành mạch mới, cung cấp oxy và dưỡng chất cho vùng tổn thương.

Pha tái cấu trúc kéo dài hàng tuần đến hàng tháng, collagen type III ban đầu được thay thế bằng collagen type I bền vững hơn. Ma trận ngoại bào được tái tạo và sắp xếp theo hướng chịu lực. Tỷ lệ tổng hợp và phân hủy collagen được điều chỉnh bởi MMPs (matrix metalloproteinases) và TIMPs (tissue inhibitors of MMPs).

Các phương pháp chẩn đoán

Sinh thiết mô học vẫn là tiêu chuẩn vàng để đánh giá tổn thương mô, sử dụng nhuộm H&E để quan sát cấu trúc tế bào và nhuộm đặc hiệu (PAS, trichrome) để phân biệt collagen hoặc glycogen. Miễn dịch hóa mô miễn dịch (IHC) phát hiện dấu ấn phân tử như caspase-3 (apoptosis) hoặc CD68 (đại thực bào).

Chẩn đoán hình ảnh bao gồm MRI và CT giúp xác định diện tổn thương, mức độ phù nề và xuất huyết. Ví dụ trong chấn thương cơ, MRI T2/FLAIR nhạy với phù mô kẽ; CT độ phân giải cao ưu thế đánh giá xương và tổn thương vôi hóa.

• Sinh hóa máu và dấu ấn sinh học: LDH, CK-MB, troponin I/T đánh giá tổn thương cơ tim; AST, ALT cho tổn thương gan.
• Siêu âm Doppler: Đo tốc độ dòng máu tại cơ quan, phát hiện thiếu máu cục bộ hoặc tắc mạch.
• Optical coherence tomography (OCT): Quan sát vi cấu trúc mô võng mạc, vữa xơ động mạch và mô não.

Hậu quả hệ thống và toàn thân

Tổn thương mô rộng hoặc nặng có thể dẫn đến phản ứng viêm toàn thân (SIRS), suy tim, hội chứng suy đa tạng (MODS) và sốc. Các mediator viêm như IL-6, TNF-α lan tỏa gây tăng tính thấm mạch toàn thân, giảm tưới máu mô và rối loạn đông máu (WHO – Sepsis).

Rối loạn điện giải và cân bằng kiềm toan thường gặp trong hoại tử tế bào ồ ạt, dẫn đến tăng kali máu, toan chuyển hóa. Sốc nhiễm khuẩn hoặc sốc độc tố do viêm lan tỏa có thể khởi phát mất huyết áp, suy thận cấp và rối loạn hô hấp cấp (ARDS).

Biến chứng	Cơ chế	Biểu hiện lâm sàng
MODS	Viêm lan tỏa, giảm tưới máu	Suy thận, gan, phổi, tuần hoàn
Sốc	Giãn mạch, giảm thể tích tuần hoàn	Hạ huyết áp, vã mồ hôi, lú lẫn
ARDS	Phù phổi viêm	Khó thở, giảm oxy máu

Ứng dụng lâm sàng và điều trị

Quản lý tổn thương mô tập trung vào kiểm soát nguyên nhân, giảm viêm và hỗ trợ sửa chữa. NSAIDs và corticosteroid ức chế quá mức viêm cấp, giảm biểu hiện đau và phù nề. Trong tổn thương nặng, kháng sinh hoặc kháng virus đặc hiệu loại bỏ tác nhân sinh học.

Liệu pháp tế bào gốc trung mô (MSC) và cytokine như PDGF, TGF-β được nghiên cứu để thúc đẩy tái tạo mô tim, da và thần kinh. Các scaffold sinh học kết hợp growth factors tạo môi trường bền vững cho tế bào gốc phát triển và biệt hóa (NCBI PMC – MSC Therapy).

Vật liệu giải phóng thuốc có kiểm soát (drug-eluting scaffold) cho phép phóng thích từ từ peptide kháng viêm hoặc thuốc chống phân huỷ collagen, giúp cân bằng tổng hợp ngoại bào ma trận trong quá trình sửa chữa.

Ý nghĩa nghiên cứu tương lai

Phát triển chỉ điểm sinh học (biomarkers) dự báo mức độ tổn thương và đáp ứng điều trị, ví dụ miRNA huyết tương và exosome mang protein đặc hiệu. Phân tích single-cell RNA-seq trên mô tổn thương giúp xác định các quần thể tế bào tham gia viêm và tái tạo.

Công nghệ in sinh học 3D bioprinting và organoid mô phỏng tổn thương đa mô, hỗ trợ thử nghiệm thuốc và phát triển mô cấy ghép. Kết hợp AI và học máy để dự báo tiến triển mô và tối ưu phác đồ điều trị cá thể hóa, hướng đến y học chính xác.

Tài liệu tham khảo

• Robbins SL, Cotran RS. “Robbins Basic Pathology.” 10th ed. Elsevier; 2017.
• Medzhitov R. “Origin and physiological roles of inflammation.” Nature. 2008;454(7203):428–435.
• Rock KL, Kono H. “The inflammatory response to cell death.” Annu Rev Pathol. 2008;3:99–126.
• Chambers A, et al. “Mesenchymal stem cell therapies for tissue repair.” Cell Stem Cell. 2019;24(5):730–748.
• WHO. “Sepsis and septic shock.” https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/sepsis
• NCBI Bookshelf. “Inflammation.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK285560/