炎癥介質(zhì)
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炎癥介質(zhì)是在急性炎癥反應(yīng)過程中發(fā)揮重大作用的一類物質(zhì)。急性炎癥反應(yīng)中的血管擴(kuò)張、通透性升高和白細(xì)胞滲出的發(fā)生機(jī)制,是炎癥發(fā)生機(jī)制的重要課題。有些致炎因子可直接損傷內(nèi)皮,引起血管通透性升高,但許多致炎因子并不直接作用于局部組織,而主要是通過內(nèi)源性化學(xué)因子的作用而導(dǎo)致炎癥,故又稱之為化學(xué)介質(zhì)或炎癥介質(zhì)(inflammatory mediator)。根據(jù)炎癥介質(zhì)的來源,可以把炎癥介質(zhì)分為兩大類:細(xì)胞釋放的炎癥介質(zhì)、體液中產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)。
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細(xì)胞釋放的炎癥介質(zhì)
細(xì)胞釋放的炎癥介質(zhì)又有很多種,其中最重要的是血管活性胺、花生四烯酸代謝產(chǎn)物、
血管活性胺
包括組胺和5-羥色胺(5-HT)。組胺主要存在于肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞的顆粒中,也存在于血小板。引起肥大細(xì)胞釋放組胺的刺激包括:①創(chuàng)傷或熱等物理因子;②免疫反應(yīng),即抗原與結(jié)合于肥大細(xì)胞表面的IgE相互作用時(shí),可使肥大細(xì)胞釋放顆粒;③補(bǔ)體片斷,如過敏毒素(anaphylatoxin);④中性粒細(xì)胞溶酶體陽離子蛋白;⑤某些神經(jīng)肽。在人類,組胺可使細(xì)動脈擴(kuò)張,細(xì)靜脈內(nèi)皮細(xì)胞收縮,導(dǎo)致血管通透性升高。組胺可被組胺酶滅活。組胺還有對嗜酸性粒細(xì)胞的趨化作用。
5-HT由血小板釋放,膠原和抗原抗體復(fù)合物可刺激血小板發(fā)生釋放反應(yīng)。雖然在大鼠其作用與組胺相似,但在人類炎癥中的作用尚不十分清楚。
花生四烯酸代謝產(chǎn)物
包括前列腺素(PG)和白細(xì)胞三烯(leukotriene,LT),均為花生四烯酸(arachidonic acid,AA)的代謝產(chǎn)物。AA是二十碳不飽和脂肪酸,是在炎癥刺激和炎癥介質(zhì)(如C5a)的作用下激活磷脂酶產(chǎn)生的,在炎癥中,中性粒細(xì)胞的溶酶體是磷脂酶的重要來源。AA經(jīng)環(huán)加氧酶和脂質(zhì)加氧酶途徑代謝,生成各種產(chǎn)物。
總之,炎癥刺激花生四烯酸代謝并釋放其代謝產(chǎn)物,導(dǎo)致發(fā)熱、疼痛、血管擴(kuò)張、通透性升高及白細(xì)胞滲出等炎癥反應(yīng)。另一方面,抗炎藥物如阿司匹林、消炎痛和類固醇激素則能抑制花生四烯酸代謝、減輕炎癥反應(yīng)。
白細(xì)胞產(chǎn)物
被致炎因子激活后,中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞可釋放氧自由基和溶酶體酶,促進(jìn)炎癥反應(yīng)和破壞組織,成為炎癥介質(zhì)。
1)活性氧代謝產(chǎn)物:其作用包括三個(gè)方面:①損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)致血管通透性增加。②滅活抗蛋白酶(如可滅活α1抗胰蛋白酶),導(dǎo)致蛋白酶活性增加,可破壞組織結(jié)構(gòu)成分,如彈力纖維。③損傷紅細(xì)胞或其它實(shí)質(zhì)細(xì)胞。
當(dāng)然,血清、組織液和靶細(xì)胞亦有抗氧化保護(hù)機(jī)制,故是否引起損傷取決于兩者之間的平衡狀態(tài)。
2)中性粒細(xì)胞溶酶體成分:因中性粒細(xì)胞的死亡、吞噬泡形成過程中的外溢及出胞作用,溶酶體成分可外釋,介導(dǎo)急性炎癥。其中中性粒細(xì)胞蛋白酶,如彈力蛋白酶、膠原酶和組織蛋白酶可介導(dǎo)組織損傷。
陽離子蛋白質(zhì)具有如下生物活性:①引起肥大細(xì)胞脫顆粒而增加血管通透性;②對單核細(xì)胞的趨化作用;③起中性和嗜酸性粒細(xì)胞游走抑制因子的作用。
細(xì)胞因子
細(xì)胞因子(cytokines)主要由激活的淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞產(chǎn)生,可調(diào)節(jié)其他類型細(xì)胞的功能,在細(xì)胞免疫反應(yīng)中起重要作用,在介導(dǎo)炎癥反應(yīng)中亦有重要功能。
IL-1(白細(xì)胞介素-1)和TNF(腫瘤壞死因子)的分泌可被內(nèi)毒素、免疫復(fù)合物、物理性損傷等多種致炎因子刺激,可通過自分泌、旁分泌和全身作用等方式起作用。特別是它們可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)粘附分子,增進(jìn)白細(xì)胞與之粘著。也可以引起急性炎癥的發(fā)熱。TNF還能促進(jìn)中性粒細(xì)胞的聚集和激活間質(zhì)組織釋放蛋白水解酶。IL-8是強(qiáng)有力的中性粒細(xì)胞的趨化因子和激活因子。
血小板激活因子
血小板激活因子(platelet activating factor,PAF)是另一種磷脂起源的炎癥介質(zhì),乃由IgE致敏的嗜堿性粒細(xì)胞在結(jié)合抗原后產(chǎn)生。除了能激活血小板外,PAF可增加血管的通透性、促進(jìn)白細(xì)胞聚焦和粘著,以及趨化作用。此外還具有影響全身血液動力學(xué)的功能。嗜堿性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞均能釋放PAF。PAF一方面可直接作用于靶細(xì)胞,還可刺激細(xì)胞合成其他炎癥介質(zhì),特別是PG和白細(xì)胞三烯的合成。
其他炎癥介質(zhì)
P物質(zhì)可直接和間接刺激肥大細(xì)胞脫顆粒而引起血管擴(kuò)張和通透性增加。內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和其他細(xì)胞所產(chǎn)生的一氧化氮可引起血管擴(kuò)張和具細(xì)胞毒性。
體液中產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)
血漿中有三種相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng),即激肽、補(bǔ)體和凝血系統(tǒng);為重要的炎癥介質(zhì)。
激肽系統(tǒng)
激肽系統(tǒng)的激活最終產(chǎn)生緩激肽(bradykinin),后者可引起細(xì)動脈擴(kuò)張、內(nèi)皮細(xì)胞收縮、細(xì)靜脈通透性增加,以及血管以外的平滑肌收縮。緩激肽很快被血漿和組織內(nèi)的激肽酶滅活,其作用主要局限在血管通透性增加的早期。
補(bǔ)體系統(tǒng)
補(bǔ)體系統(tǒng)由一系列蛋白質(zhì)組成,補(bǔ)體的激活有兩種途徑—經(jīng)典和替代途徑。在急性炎癥的復(fù)雜環(huán)境中,下列因素可激活補(bǔ)體:①病原微生物的抗原成分與抗體結(jié)合通過經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體,而革蘭氏陰性細(xì)菌的內(nèi)毒素則通過替代途徑激活補(bǔ)體。此外,某些細(xì)菌所產(chǎn)生的酶也能激活C3和C5。②壞死組織釋放的酶能激活C3和C5。③激肽、纖維蛋白形成和降解系統(tǒng)的激活及其產(chǎn)物也能激活補(bǔ)體。
補(bǔ)體可從以下三個(gè)方面影響急性炎癥:①C3a和C5a(又稱過敏毒素)增加血管的通透性,引起血管擴(kuò)張,都是通過引起肥大細(xì)胞和單核細(xì)胞進(jìn)一步釋放炎癥介質(zhì);C5a還能激活花生四烯酸代謝的脂質(zhì)加氧酶途徑,使中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞進(jìn)一步釋放炎癥介質(zhì);②C5a引起中性粒細(xì)胞粘著于血管內(nèi)皮細(xì)胞,并且是中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的趨化因子;③C3b結(jié)合于細(xì)菌細(xì)胞壁時(shí)具有調(diào)理素作用,可繒強(qiáng)中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的吞噬活性,因?yàn)樵谶@些吞噬細(xì)胞表面有C3b的受體。
C3和C5是最重要的炎癥介質(zhì)。除了前述的激活途徑外,C3和C5還能被存在于炎癥滲出物中的蛋白水解酶激活,包括纖維蛋白溶酶和溶酶體酶。因此而形成中性粒細(xì)胞游出的不休止的環(huán)路,即補(bǔ)體對中性粒細(xì)胞有趨化作用,中性粒細(xì)胞釋放的溶酶體又能激活補(bǔ)體。
凝血系統(tǒng)
Ⅻ因子激活不僅能啟動激肽系統(tǒng),而且同時(shí)還能啟動血液凝固和纖維蛋白溶解兩個(gè)系統(tǒng)。凝血酶在使纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白的過程中釋放纖維蛋白多肽,后者可使血管通透性升高,又是白細(xì)胞的趨化因子。
纖維蛋白溶解系統(tǒng)可通過激肽系統(tǒng)引起炎癥的血管變化。由內(nèi)皮細(xì)胞、白細(xì)胞和其他組織產(chǎn)生的纖維蛋白溶酶原激活因子,能使纖維蛋白溶酶原轉(zhuǎn)變成纖維蛋白溶酶,后者通過如下三種反應(yīng)影響炎癥的進(jìn)程:①通激活第Ⅻ因子啟動緩激肽的生成過程;②裂解C3產(chǎn)生C3片斷;③降解纖維蛋白產(chǎn)生其裂解產(chǎn)物,進(jìn)而使血管通透性增加。
炎癥介質(zhì)的作用有兩點(diǎn)值得注意。第一,不同介質(zhì)系統(tǒng)相互之間有著密切的聯(lián)系,這些炎癥介質(zhì)的作用也是交織在一起的。第二,幾乎所有介質(zhì)均處于靈敏的調(diào)控和平衡體系中。一方面在細(xì)胞內(nèi)處于嚴(yán)密隔離狀態(tài)的介質(zhì),或在血漿和組織內(nèi)處于前體狀態(tài)的介質(zhì),都必須經(jīng)過許多步驟才能被激活,在其轉(zhuǎn)化過程中,限速機(jī)制控制著產(chǎn)生介質(zhì)的生化反應(yīng)的速度。另一方面,介質(zhì)一旦被激活和被釋放,將迅速被滅活或破壞。機(jī)體就是通過這種調(diào)控體系使體內(nèi)介質(zhì)處于動態(tài)平衡。
主要炎癥介質(zhì)的的作用小結(jié)于表
參看
參考文獻(xiàn)
《病理學(xué)》人民衛(wèi)生出版社第七版醫(yī)學(xué)教材.李玉林主編
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