Hệ miễn dịch là một cấu trúc vô cùng hiệu quả kết hợp tính đặc hiệu, tính thích ứng và lợi dụng các đặc tính nhằm tăng tính miễn dịch. Tuy nhiên, hệ thống phòng thủ này vẫn xảy ra những sai hỏng, ta có thể chia vào ba phạm trù chính: suy giảm miễn dịch, bệnh tự miễn, và các đáp ứng quá mẫn.

Suy giảm miễn dịch

Suy giảm miễn dịch xảy ra khi một hoặc nhiều thành phần của hệ miễn dịch không hoạt động. Khả năng đáp ứng của các hệ miễn dịch chống lại mầm bệnh là thấp hơn ở cả người trẻ và người cao tuổi, và đáp ứng miễn dịch bắt đầu suy giảm từ khoảng 50 tuổi do lão hóa miễn dịch tự nhiên.[72][73] Ở các nước phát triển, béo phì, nghiện rượu, và sử dụng ma túy là những nguyên nhân phổ biến dẫn đến chức năng miễn dịch kém.[73] Tuy nhiên, suy dinh dưỡng lại là nguyên nhân phổ biến nhất của suy giảm miễn dịch ở các nước đang phát triển.[73] Thức ăn thiếu chất đạm có liên quan đến miễn dịch qua trung gian qua tế bào, bổ thể, chức năng thực bào, nồng độ kháng thể IgA, và sản xuất cytokine. Ngoài ra, sự mất tuyến ức lúc trẻ do đột biến di truyền hoặc cắt bỏ phẫu thuật cũng dẫn đến suy giảm miễn dịch trầm trọng và dễ bị nhiễm trùng.[74]

Suy giảm miễn dịch cũng có thể được di truyền thừa kế (inheritance-phân biệt với genetic).[14] Bệnh u hạt mãn tính, bệnh mà thực bào giảm khả năng tiêu diệt các mầm bệnh, là một ví dụ về sự suy giảm miễn dịch do di truyền, hay suy giảm miễn dịch bẩm sinh. AIDS và một số loại ung thư gây ra tình trạng suy giảm miễn dịch thu được.[75][76]

Bệnh tự miễn

Đáp ứng miễn dịch quá mức lại là thái cực còn lại của rối loạn chức năng miễn dịch, đặc biệt là các bệnh tự miễn. Lúc này, hệ thống miễn dịch không thể phân biệt chính xác giữa "của bản thân" và "không của bản thân", và tự tấn công một phần của chính cơ thể. Trong điều kiện bình thường, nhiều tế bào T và kháng thể phản ứng với các peptide của cơ thể [77]. Một trong những chức năng của việc biệt hóa các tế bào miễn dịch (ở tuyến ức và tủy xương) là đưa các lymphocyte non với các kháng nguyên được tạo ra trong cơ thể và sẽ loại bỏ các tế bào nhận ra các kháng nguyên của chính bản thân, nhằm hạn chế bệnh tự miễn.

Đáp ứng quá mẫn

Đáp ứng quá mẫn là một đáp ứng miễn dịch mà gây tổn thương các mô của cơ thể. Chúng được chia thành bốn loại (từ I - IV) dựa trên các cơ chế liên quan và thời gian đáp ứng quá mẫn. Quá mẫn loại I là phản ứng tức thời còn gọi là phản vệ, thường liên quan đến dị ứng. Các triệu chứng có thể từ khó chịu nhẹ cho đến tử vong. Quá mẫn loại I do trung gian là kháng thể IgE, làm các tế bào phì và bạch cầu trung tính giải phóng hạt khi được liên kết ngang với kháng nguyên.[78] Quá mẫn loại II xảy ra khi các kháng thể gắn kết với kháng nguyên trên chính tế bào của bệnh nhân, đánh dấu chúng để tiêu hủy. Nó cũng được gọi là quá mẫn phụ thuộc kháng thể (hoặc quá mẫn gây độc tế bào), và do trung gian bởi các kháng thể IgG và IgM.[78] Các phức hợp miễn dịch (lắng kết của các kháng nguyên, các bổ thể, và các kháng thể IgG và IgM) tích tụ trong các mô khác nhau sẽ kích hoạt phản ứng quá mẫn loại III.[78] Quá mẫn loại IV (còn gọi là quá mẫn qua trung gian tế bào hoặc hay quá mẫn đình trệ-delayed type hypersensitivity) thường mất từ ​​hai đến ba ngày để phát triển. Đáp ứng loại IV có liên quan đến nhiều bệnh tự miễn và nhiễm trùng nhưng cũng có thể liên quan đến bệnh viêm da tiếp xúc (dị ứng thường xuân). Những đáp ứng này được trung gian bởi tế bào T, bạch cầu đơn nhân và đại thực bào.[78]

Viêm tự phát

Viêm là một trong những phản ứng đầu tiên của hệ miễn dịch đối với nhiễm trùng.[79] Nhưng nó có thể xuất hiện mà không rõ nguyên nhân.

Viêm được gây ra bởi các eicosanoid và các cytokine, được các tế bào bị thương hoặc nhiễm khuẩn phóng thích. Eicosanoid bao gồm prostaglandin gây ra sốt và giãn mạch máu liên quan đến chứng viêm, và leukotriene thu hút các bạch cầu nhất định.[80][81] Các cytokine thông thường bao gồm interleukin có trách nhiệm truyềnt tin giữa các tế bào bạch cầu; chemokine thúc đẩy hướng hóa; và interferon có tác dụng chống virus, chẳng hạn như ngừng tổng hợp protein trong tế bào chủ.[82] Các nhân tố sinh trưởng và các yếu tố độc tế bào cũng có thể được giải phóng. Những cytokine này và các hóa chất khác tuyển các tế bào miễn dịch vào vị trí nhiễm trùng và thúc đẩy việc chữa lành bất cứ mô nào bị tổn thương sau khi tiêu diệt các tác nhân gây bệnh.[83]