炎症与修复1(修改).doc

第六章 炎症与修复吴翠环撰写部分 杨丽敏撰写部分第一节炎症的基本病理变化第二节炎症介质一、变质一、细胞释放的炎症介质二、渗出（一）血管活性胺三、增生（二）花生四烯酸代谢产物（三）细胞因子第三节急性炎症一、 急性炎症特点（四）血小板激活因子二、 血管反应（五）溶酶体成分三、 液体渗出（六）一氧化氮四、 炎症细胞的种类和功能二、体液产生的炎症介质五、 急性炎症类型（一）激肽系统（一） 浆液性炎（二）补体系统（二） 纤维素性炎（三）凝血系统（三） 化脓性炎1脓肿第三节急性炎症2蜂窝织炎四、白细胞渗出3表面化脓和积脓（一）趋化作用（二）白细胞聚集（三）吞噬作用（四） 出血性炎第五节修复一、 慢性炎症特点一、再生二、 肉芽肿的形态学特征（一）再生的调控三、 肉芽肿性炎中有关细胞1.细胞周期和增生四、 肉芽肿性炎的类型及其主要病理变化2.细胞周期和细胞分裂（一）细菌及螺旋体感染3.细胞生长和分化1.结核肉芽肿二、纤维性修复2.麻风肉芽肿（一）肉芽组织3.梅毒树胶（二）纤维化4.伤寒肉芽肿（三）瘢痕改建（二）寄生虫三、创伤愈合1.血吸虫病第六节炎症与修复研究的新动向2.丝虫病（三）真菌（四）尘肺1矽肺2石棉肺3农民肺（五）原因不明五、炎性息肉六、炎性假癌第六章 炎症与修复炎症（inflammation）是具有血管系统的活体组织对损伤因子所发生的防御反应。具有减轻机体受损程度，限制损伤因子在体内扩散和对损伤组织进行修复的作用。人类的许多疾病都属于炎症，即使动脉粥样硬化本质上也是炎症。随着人类医疗实践和科学实验的不断深入，对炎症的发生、发展的认识有了长足的进步，如新的炎症介质的不断发现，阐明了血管反应、白细胞游出和吞噬作用以及再生修复过程的分子机制也将为疾病的治疗带来新的希望。第一节炎症的基本病理变化任何炎症性疾病，其发病原因、发生部位可能不同，但均有它们的共同点，即局部组织的变质（alteration）、渗出（exudation）和增生（Proliferation）这一基本病理变化。在炎症过程中它们以一定的先后顺序发生，且可同时存在。一般说来变质是损伤性过程，而渗出和增生是对损伤的防御反应和修复过程。病理学家通常根据炎症局部变质、渗出和增生哪一种病变占优势，而将炎症概括地分为变质性炎、渗出性炎和增生性炎。一、变质炎症局部组织发生的变性和坏死称为变质。变质既可发生于实质细胞，也可见于间质。实质细胞常出现的变化为水变性、脂肪变性、凝固性坏死或液化性坏死等。间质结缔组织可发生粘液样变性和纤维素样变性或坏死等。必须指出，组织和细胞的变性或坏死在其他病理过程（如缺氧）中也能见到，所以这种改变并非炎症所特有。变质的程度取决于致炎因子的性质、强度和机体的反应性。例如强酸、强碱的作用，对任何个体均造成局部组织的严重变质；肝炎病毒有时使肝细胞发生变性，坏死轻，有时则使肝细胞发生广泛坏死。这种差异，与患者感染病毒的量和免疫反应的不同有关。变质由致炎因子直接作用，或由于炎症发展过程中形成局部血液循环障碍和炎症反应产物的间接作用引起。炎症局部组织细胞损伤的机制，随致炎因子的不同亦各异，如高温使细胞膜发生热凝固；细菌毒素卵磷脂酶可以分解细胞的主要构成部分卵磷脂，导致细胞膜断裂；致病株阿米巴具有膜结合磷脂酶A，促使滋养体表面植物血凝素样粘附分子与靶细胞膜上相应糖基配体结合，转化为溶血性卵磷脂，使细胞膜溶解等，均是直接损伤细胞膜。流行性乙型脑炎时，软化灶的形成，除病毒或免疫反应对神经组织造成的损害外，病灶的局灶性分布可能与局部血液循环障碍有关。在炎症过程中，激活后的白细胞在吞噬过程中的脱颗粒阶段可向细胞外间隙释放溶酶体酶、活性氧自由基、前列腺素和白细胞三烯，这些产物可引起组织的变质，加重炎症过程中细胞和组织损伤。因此，在治疗此类疾病时适当控制白细胞的渗出具有一定意义。炎症局部组织细胞不仅出现变性、坏死的形态变化，而且还可发生一系列代谢变化。分解代谢增强是发炎组织的一个代谢特点。在炎症的初期，局部组织的耗氧量增加，氧化过程增强，以后由于血液循环障碍和酶系统功能障碍，耗氧量和氧的利用减少，使各种氧化不全的代谢产物，如乳酸、脂肪酸、酮体及氨基酸等酸性产物堆积，使炎症局部氢离子浓度升高，出现局部酸中毒。一般来说，局部酸中毒在炎症中心部较明显，炎症越急剧越明显。在组织分解增强时，细胞内的K+也逸出至细胞外，造成炎症局部的K+浓度升高，加重组织变质。此外，在炎症变质过程中还可导致炎症介质的形成与释放。二、渗出炎症局部组织血管内的液体、蛋白质和白细胞通过血管壁进入组织间质、体腔或至体表，粘膜表面的过程称为渗出。所渗出的液体和细胞总称为渗出物或渗出液（exudate）,其内蛋白质含量较高，并有较多的细胞成分及它们的崩解成分即细胞碎片。因而由炎症所引起的浆膜腔渗出液，比重高于1.018，细胞含量多，外观常显浑浊。这些有别于在心力衰竭、静脉回流受阻等情况下，由于血管腔壁内外流体静压平衡失调所形成的漏出液(transudate)。无论渗出还是漏出都可在组织间质造成水肿（edema）、或在浆膜腔造成积液（hydrops）。通过对水肿液的检测有助于确定水肿发生的原因。炎症渗出是由于局部血管通透性升高和白细胞主动游出所致。以血管反应为中心的渗出性病变是炎症的重要标志，在局部具有重要的防御作用。三、增生在致炎因子、组织崩解产物或某些理化因子的刺激下，炎症局部定居组织内的巨噬细胞（如肝的Kupffer 细胞、骨组织的破骨细胞、脑的小胶质细胞、滑膜的A型细胞等）、内皮细胞和成纤维细胞增生。在某些情况下，炎症灶周围的上皮细胞或实质细胞和间质也可发生增生。如在病毒性肝炎时，坏死肝细胞周围常出现肝细胞再生，炎症严重时，肝小叶的网状支架塌陷，则再生的肝细胞因失去支架而不能成条索状排列，且呈团块，即肝细胞结节状再生。此外，间质细胞也可伴随反应性增生，其kupffer细胞增生、肥大，并可变为游走的吞噬细胞，参与炎细胞浸润。以后，成纤维细胞增生并参与修复。一般来讲在炎症早期增生较轻微，炎症后期和慢性炎症时增生较明显。但少数炎症初期增生现象就比较突出，如急性弥漫性增生性肾小球肾炎时，肾小球毛细血管的内皮细胞和系膜细胞明显增生；伤寒早期，肠壁淋巴组织的巨噬细胞增生等。实质细胞和间质细胞的增生与相应的生长因子（如EGF、PDGF、FGF、MDGF等）的作用有关。炎症增生是一种防御反应，可以限制炎症的蔓延，如急性炎症时，局部淋巴结肿大、充血，淋巴窦扩张，淋巴索和淋巴滤泡中的网状细胞和淋巴细胞增生，这些增生的细胞具有很强的吞噬作用，能吞噬和消化病原微生物，消除坏死的细胞并释放溶酶体酶和溶菌酶等。又如成纤维细胞和毛细血管内皮细胞增生所形成的肉芽组织，是炎症后期组织修复和创伤愈合的基础。然而，增生过程亦非都对机体有利，如风湿性心内膜炎时，如果瓣膜的粘连、机化和纤维组织增生严重，常可导致瓣膜狭窄或关闭不全，继而引起心脏功能不全的严重后果；广泛或反复的肝细胞损伤时，肝细胞结节状再生，此外，在Kupffer细胞、肝细胞、胆管上皮细胞等产生的细胞因子（TNF-a、TNF-b、白细胞介素等）及细胞外基质的破坏和毒素的刺激下，位于Dissel间隙中贮存维生素A的贮脂细胞（Ito细胞）可演化为肌成纤维细胞样细胞（myofibroblastlike cell）产生过多的胶原，使肝小叶结构和血液循环途径被改建而形成肝硬化，影响肝功能，严重者可因肝昏迷而死亡。第二节 炎症介质 某些致炎因子可直接引起局部组织发生急性炎症反应，但许多急性炎症反应过程是由一系列内源性化学因子介导实现的，这类化学因子被称为炎症介质（inflammatory mediator）。按照炎症介质的来源分为细胞源性和血浆源性的炎症介质。细胞源性炎症介质常以颗粒的形式储存于细胞内，需要时释放到细胞外，或在致炎因子的作用下由细胞合成并释放；血浆源性的炎症介质主要来自血浆内凝血，纤溶，激肽和补体四个系统的活化产物， 纤维蛋白肽，纤维蛋白降解产物，缓激肽和活化的补体都属于此类。血浆来源的炎症介质常以前体的形式存在于血浆中，必须经一系列蛋白水解酶裂解才能被激活。大多数炎症介质通过与靶细胞表面的特异性受体结合发挥其生物活性，但也有某些炎症介质本身具有酶活性或介导氧代谢产物造成组织损伤等效应。炎症介质作用于靶细胞可使靶细胞产生第二级炎症介质，后者的作用可以与原炎症介质相同或相似，也可以截然相反，即可发生放大或拮抗效应。炎症介质一旦被激活或由细胞释放，存在的时间很短，迅速被降解、灭活、或被抑制。一、细胞释放的炎症介质（一）血管活性胺（vascular amines） 包括组胺和5-羟色胺(5-HT)。它们是炎症过程中第一批释放的介质。1组胺 主要存在于血管周围的肥大细胞，也存在于血液中的嗜碱性粒细胞和血小板的颗粒内。组织和血液中组胺含量与组织中肥大细胞和血液中嗜碱性粒细胞的数量呈正相关。肥大细胞和嗜碱性粒细胞释放的组胺是由左旋组氨酸在组氨酸脱羧酶作用下形成的，通常组胺与肝素结合以颗粒的形式储存在细胞中，当受到创伤、寒冷、热等物理因素，免疫反应，补体片段C3a和C5a，及来自白细胞的组胺释放蛋白，神经多肽(如P物质)，细胞因子(如IL-l和IL-8)以及白细胞的组胺释放因子（histamine release factor，HRF）等刺激时，即以通过脱颗粒的方式释放出来。它不依赖于IgE或其它刺激性抗原的激活。组织细胞膜上存在组胺受体（H1、H2、H3），组胺通过于细胞膜上的组胺受体结合发挥生物学效应。H1受体兴奋主要表现为支气管和血管平滑肌的收缩，还可以使血管内皮细胞收缩，血管通透性增加。组胺还可以直接作用内皮细胞使其瞬间表达选择素P，并释放PGI2、PAF和LTB4。H2受体兴奋，主要表现为血管平滑肌舒张和支气管黏液分泌增加，因此，组胺生物学效应是H1受体和H2受体激动后综合作用的结果。在炎症中，组胺主要使细动脉扩张和细静脉通透性升高，对嗜酸性粒细胞有趋化作用。25-羟色胺 又称血清素（serotonin）, 人类的5-HT主要存在于血小板和肠嗜铬细胞中。5-HT是由体内色氨酸经羟化酶作用先形成5-羟色氨酸，再经脱羧酶作用形成。5-HT是由血小板与血栓素，ADP, 胶原和抗原抗体复合物结合后发生凝集而被释放，也可受血小板活化因子刺激而释放，其作用与组胺类似，主要与血管通透性升高有关。3花生四烯酸的代谢产物 花生四烯酸(arachidonicacid，AA)是二十碳不饱和酸，广泛存在于体内多种器官如前列腺、脑、肾、肺和肠等的细胞内。正常细胞内无游离的AA存在，而是以脂化的形式与细胞的膜磷脂结合。在致炎因子(化学、物理因子及C5a等)作用下，细胞的磷脂酶被激活，使AA从膜磷脂中释放。炎症时，磷脂酶主要来源于嗜中性粒细胞的溶酶体。AA本身无炎症介质作用，当AA释放后经不同代谢途径生成前列腺素，白三烯和脂毒素，通过不同的方式和途径参与并影响炎症过程。从而发挥其炎症介质的作用。 （1）前列腺素（prostaglandin，PG） AA是PG前体，它经过环加氧酶途径产生各种PG，AA的环加氧酶途径是在环加氧酶作用下，最初形成不稳定的环内过氧化物，即PGG2和PGH2,它们有收缩血管和聚集血小板作用，但不稳定。PGH2在PGE2/PGD2异构酶作用下生成稳定的PGE2和PGD2，PGH2在还原酶的作用下生成PGF2。已知PGD2、PGE2 、PGF2三者具有使血管扩张、通透性升高及引起发热、疼痛等作用。PGE2是痛觉过敏物质，通过增强皮肤对疼痛的敏感性而导致疼痛，同时它也是一种强致热剂。临床上应用解热镇痛类药物如阿司匹林、消炎痛等就是通过抑制环氧化酶途径，减少PG的合成而达到治疗目的。PGH2在血管内皮细胞的前列腺素合成酶作用下生成PGI2, PGI2是一种血管扩张剂和血小板聚集抑制剂，并能明显增强血管通透性和其它炎症介质的释放。PGH2在血小板血栓素合成酶作用下生成血栓素A2(TXA2), TXA2是已知的作用最强引起血管收缩和血小板聚集的物质之一。由于体内各种组织细胞具有不同的异构酶，还原酶和合成酶，各种细胞产生的PG的种类有所不同。炎症时，体内产生的前列腺素多为PGE2，PGI2和TXA2。嗜中性粒细胞，肥大细胞和血小板因富含磷脂酶，故是PG的主要来源。PG作为炎症调节介质，它既可以促进炎症的发生，又可以抑制炎症反应。PG的致炎作用表现在几个方面：PGE2可使血管扩张，血管通透性增加，并可引起发热。PGI2可以抑制血小板凝集。PG还是PGE1，PGE2可加强白细胞的趋化作用，增加血管通透性，增加溶酶体酶的释放，促进炎症反应；而PGF1可以减少白细胞的趋化作用，抑制某些炎症介质和溶酶体酶的释放，从而使炎症反应减轻。 前列腺素生物合成的关键酶是环加氧酶(cyclooxygenase, COX), COX有两种类型，COX-1和COX-2。COX-1基因是一种看家基因，几乎所有组织在生理条件下都可以表达。通过COX-1产生的PG主要参于调节正常的生理功能，例如减少胃酸分泌保持胃黏膜完整性、调节正常的血小板功能和调节肾血流量等。COX-2基因可以被迅速诱导，但同时也受到严格的调节。生理条件下，COX-2的表达受到限制，但是在炎症过程中，COX-2可由NO、白介素1和TNF等细胞因子诱导，参与局部炎症和疼痛的产生。非甾体抗炎药物在临床上可以通过抑制COX从而减少了前列腺素的合成达到缓解疼痛和发挥抗炎作用。然而，这些药物在抑制COX-2的同时，也抑制了COX-1，使COX-1不能发挥正常的生理作用，从而产生副作用，如血小板功能障碍、胃溃疡等。非甾体抗炎药物还可以抑制其他炎症介质的表达，如：IL-1, TNF-, iNOS，发挥抗炎作用。同时这类药物还可以使一些抗炎因子（脂调素-1）的表达增加，脂调素-1（lipocortin-1）可以抑制AA从膜磷脂中释放，从而抑制某些炎症介质的产生。（2）白细胞三烯(1eukotrene，LT) AA通过脂质加氧酶途径生成LT，嗜中性粒细胞内的5-脂质加氧酶（5-lipoxygenases, 5-LO）转运至核膜上与5-脂质加氧酶活化蛋白（FLAP）相互作用生成活化的酶体复合物，AA在其作用下产生5-氢过氧花生四烯酸（5-HPETE）, 5-HPETE去氧还原为5-羟花生四烯酸（5-HETE）, 5-HETE再生成一系列的LT, 包括LTB4、LTC4、LTD4和LTE4等。LTB4是嗜中性粒细胞的趋化因子，引起嗜中性粒细胞粘附，聚集于血管内皮细胞，并产生氧自由基，释放溶酶体酶。LTB4还具有多种免疫调节功能，抑制单核细胞、CD4+T细胞和B细胞的增生；抑制CD8+T细胞产生干扰素。LTC4、LTD4和LTE4能引起强烈的血管收缩、支气管痉挛和血管通透性增高。临床使用类固醇激素类药物可抑制AA从膜磷脂中释放，从而减轻炎症反应。还可以通过下调COX2、IL1、TNF和iNOS等基因的表达或上调抗炎蛋白基因的表达等机制来实现其抗炎的目的。（3）脂毒素(Lipoxins) 也是由AA产生的生物活性物质，它们主要是通过转细胞生物合成机制形成。血小板本身不能形成脂毒素，只有当其与白细胞相互作用时由嗜中性粒细胞衍生的中间介质形成脂毒素。如脂毒素A4和B4(LXA4、LXB4)就是由血小板12-脂氧化酶作用于嗜中性粒细胞产生的LTA4所形成的代谢产物。细胞与细胞间的接触可增强转细胞合成机制；如果阻断细胞间的粘附，脂毒素的产生则受抑制。脂毒素可抑制嗜中性粒细胞的粘附及趋化作用，但却能促进单核细胞的粘附。LXA4有刺激血管扩张作用从而削弱LTC4引起的血管收缩作用。脂毒素的量与形成的LT的量成负相关，也就是说脂毒素可能是体内LT活动的负调节因子。3细胞因子和趋化因子（1）细胞因子(cytokine) 主要由激活的淋巴细胞和单核巨噬细胞产生，也可来自内皮细胞、上皮细胞和结缔组织中的细胞。这些细胞因子在免疫和炎症反应过程中产生，并通过与靶细胞上特异性受体结合而发挥作用。它们除参与免疫反应外，还可以影响和调节其它炎性细胞的功能，从而在急、慢性炎症中发挥重要作用。细胞因子种类很多，根据其作用的靶细胞及主要功能可分成下列类型：调节淋巴细胞生长、分化和激活淋巴细胞的细胞因子，如IL-2和IL-4, 它们对淋巴细胞起到正性调节的作用，而IL-10,TGF-起到负性调节的作用。调节与自然免疫有关的细胞因子；如肿瘤坏死因子1 (TNF-1)和IL-l，I型干扰素(1FN-和IFN-)及IL-6；在细胞介导的免疫反应中，激活巨噬细胞的因子，如I型干扰素(1FN-)、IFN-、IFN-、IL-5、IL-10和IL-12等；刺激造血、调节未成熟白细胞生长、分化的因子，如IL-3、IL-7、集落刺激因子(CSF)和干细胞因子等。上述细胞因子中IL-l和TNF是介导炎症的主要细胞因子。IL-l和TNF-主要由活化的巨噬细胞产生， TNF-主要由活化的T淋巴细胞产生，又称为淋巴毒素。内毒素，免疫复合物，毒素，物理损伤和一系列炎症反应可以刺激IL-l和TNF的分泌。它们可以引起内皮细胞表面的粘附分子表达增多，促进内皮细胞与白细胞的粘着、促进嗜中性粒细胞的趋化作用、聚集和激活间质释放蛋白酶，使细胞外基质降解，引起组织损伤，它们还可以引起急性炎症时的发热，厌食，嗜睡，外周血白细胞升高，ACTH的释放等症状。特别是TNF可降低血管抵抗性，引起高血压，心率加快等。（2）趋化因子(chemokine) 趋化因子超家族是一类分子量为8-10kD的小分子蛋白，它可以引起白细胞的定向迁移和活化。趋化因子结构的显著特点是具有相似的氨基酸序列，蛋白分子内部含有4个半胱氨酸残基（Cysteine）并形成了两个内部二硫键，根据这些保守的半胱氨酸残基不同，趋化因子超家族分为四大类。每一类都可以与内皮细胞表面的硫酸肝素糖蛋白结合，主要对黏附在血管内皮细胞上的白细胞发挥趋化作用：C-X-C亚家族（又称亚家族）：该家族由激活的单核细胞、内皮细胞、纤维母细胞及巨噬细胞产生，主要作用于嗜中性粒细胞。如白细胞介素-8(IL-8)，它由活化的巨噬细胞和内皮细胞分泌，可以引起嗜中性粒细胞的定向迁移和活化，却限制单核细胞和嗜酸性粒细胞的活化，并且它还是IL-1和TNF-重要的诱导因子。C-C亚家族（又称亚家族）：该亚家族多由活化的T细胞产生，包括单核细胞趋化蛋白（MCP-1、MCP-2、MCP-3）,单核细胞炎性蛋白1（MIP-1）,RANTES，它们主要是趋化单核细胞，淋巴细胞，嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞，而对嗜中性粒细胞没有趋化作用。RANTES是一种主要由正常T细胞表达和分泌的趋化因子，血小板、肾小管上皮细胞、肾小球系膜细胞、肝脏和脾脏的细胞也可产生，当细胞活化后，其生成反而减少。C亚家族（又称亚家族）：如淋巴细胞趋化蛋白（lymphotactin）主要对淋巴细胞具有特异趋化作用。CX3C亚家族（又称亚家族）：该亚家族以两种形式存在：一种是细胞表面蛋白结合形式，由内皮细胞的炎症介质诱导所产生，能促使单核细胞及T细胞与内皮细胞黏附。另一种是可溶形式，由膜结合蛋白水解产生，既有黏附活性又有趋化活性。4 血小板激活因子(Platelet-Activating Fator，PAF) PAF是具有生物活性的磷脂类炎症介质，来源于血小板、嗜碱性粒细胞、肥大细胞、嗜中性粒细胞、单核细胞和内皮细胞。除能激活血小板外，还可参与炎症过程的许多环节，PAF可以引起血管收缩，支气管痉挛，即使在PAF较低浓度时也可以使血管通透性增加，其作用是组胺引起血管通透性升高的100-10000倍。PAF还可以促使白细胞粘着、白细胞脱颗粒及趋化作用等。此外，PAF还可刺激白细胞及其它细胞合成前列腺素和白细胞三烯。动物实验证明血小板激活因子的拮抗剂可抑制炎症反应。香烟烟雾可以刺激产生大量的氧化的PAF衍生物，它们可以引起血小板，嗜中性粒细胞与内皮细胞的粘附，增强炎症反应及潜在的血栓栓塞的危险。PAF的上述作用是由含有成对受体的单个G蛋白所介导，并受一类能灭活PAF的乙酰基水解酶的调控。5溶酶体成分(Lysosomal constituents) 嗜中性粒细胞和巨噬细胞的死亡及吞噬过程中的酶类外溢均可导致溶酶体酶的释放，从而引起炎症反应。溶酶体成分包括有两种类型特异性颗粒和嗜天青颗粒。特异性颗粒体积小、电子密度低，包括有：溶菌酶、胶原酶、乳铁蛋白、组氨酶、碱性磷酸酶等，占总颗粒的80；嗜天青颗粒体积大，电子密度高，包括有：髓过氧化物酶、酸性水解酶、中性蛋白酶、阳离子蛋白、溶菌酶、磷脂酶A2等。部分溶酶体成分可通过增加血管通透性和增强趋化作用促发炎症。但更主要的作用则是破坏组织，如酸性蛋白酶在吞噬溶酶体的酸性环境下，能降解细菌和吞噬的组织碎片。中性蛋白酶(弹力蛋白酶、胶原酶、组织酶等)通过破坏胶原纤维、弹性蛋白、纤维蛋白、基底膜及软骨而降解各种细胞外成分，导致诸如化脓性及其它破坏性炎症过程中组织的严重坏死和溶解。中性蛋白酶可以直接裂解C3和C5，释放过敏毒素和激肽。溶酶体成分经脱颗粒过程才能发挥作用。当吞噬溶酶体形成后，特异性颗粒和嗜天青颗粒在相应的介质作用下排空内容物，对被吞噬物的杀伤和降解；或在吞噬细胞死亡崩解后颗粒内成分溢出而发挥作用。巨噬细胞内还包含有酸性水解酶，胶原酶，弹性蛋白酶，磷脂酶，纤溶酶原激活剂等，这些酶在慢性炎症反应中也起到一定的作用。人体的血清和组织液中同时也存在抗蛋白酶系统，如1抗胰蛋白酶(1-antitrysin)主要对嗜嗜中性粒细胞的弹性蛋白酶起抑制作用。1-抗胰蛋白酶缺乏的病人，临床常出现以组织损伤为主的炎症反应。同样，人体内也存在抗氧化保护机制，避免或减轻白细胞的氧代谢产物引起组织损伤。6一氧化氮(nitric oxide，NO) NO是一种可溶性气体，主要由内皮细胞，巨噬细胞和脑内的特异性神经细胞产生。NO是由L-精氨酸、分子氧、NADPH及其它辅助因子在不同类型一氧化氮合成酶(NOS)的作用下生成。形成的NO通过cGMP的介导以旁分泌途径作用于靶细胞发挥炎症介质作用。NOS有三种不同的类型，即内皮细胞型(eNOS)、神经细胞型(nNOS)和细胞因子诱导型(iNOS)。它们的激活方式有所不同，eNOS和nNOS是由细胞内(Ca2+)激活，通常仅有少量表达，在钙调素存在的情况下，当细胞内大量ca2+进入即迅速被激活而大量表达，并快速产生NO。由eNOS生成的NO在调节心血管功能起到一定的作用，可以维持足够的血流量，调节微血管的通透性，调节血小板的粘附和聚集。而存在于巨噬细胞内的iNOS的激活则是由细胞因子(TNF-a、IFN)或其它因子激活时诱导发生，无细胞内钙的增加，由iNOS产生的NO在炎症反应中起到一定的作用。NO作为炎症介质的主要作用是松弛血管平滑肌、使血管扩张。此外，它可减少血小板的凝集和粘附、抑制肥大细胞诱发的炎症反应，并作为白细胞募集的调节因子。实验证明，阻断NO的产生，可促进白细胞在毛细血管后小静脉内的滚动和粘着；而由iNOS生成NO可以减少急性炎症灶内白细胞的聚集，还参与脓毒败血症的发病。许多研究证明，抑制内源性NO合成可加重急性炎症，而外源性NO则可保护毒物剌激下的胃肠道黏膜。因此，NO在抗感染过程中也发挥重要作用：参与NO合成的物质本身具有抵抗微生物的作用。NO是一种抗氧化剂，可能是其抗炎另一因素，首先当NO与白细胞的活性氧代谢产物结合后可形成多种能杀灭微生物的代谢产物如过氧亚硝酸盐(OONO)和二氧化氮(N02)等。这些物质通过破坏微生物的DNA、蛋白质和脂类发挥杀灭作用。炎症局部浸润的嗜中性粒细胞是氧化剂的重要来源。其次NO是一种抗粘附分子，抑制嗜中性粒细胞局部聚集，减少氧化物质的主要来源。并且NO抑制嗜中性粒细胞内NADPH酶减少氧化物质合成，从而达到抗氧化的作用。实验发现，iNOS基因的失活增强了微生物的复制，而细胞内高浓度的NO却可限制细菌、寄生虫的生存和病毒的复制。在抗感染的同时，NO也可对细胞和组织造成损伤。7氧自由基（Oxygen-derived free radicals） 氧自由基是嗜中性粒细胞，巨噬细胞在杀灭病原微生物时所释放产生的活性氧代谢产物，包括超氧负离子(O2)、过氧化氢(H202)和羟自由基(0H)。这些代谢产物在细胞内可与一氧化氮(NO)结合形成活性氮中间产物，如：OONO和NO2等，它们具有炎症介质的作用。这些介质少量释放到细胞外时就能使白介素-8、某些细胞因子及内皮细胞和白细胞粘附分子的表达增加，促进炎症的级联反应；当其大量释放到细胞外时则可引起宿主细胞的损伤。表现为介导内皮细胞的损伤，增加血管通透性，激活嗜中性粒细胞，产生更多的氧化物质，它还可以直接破坏红细胞和实质细胞，并能灭活抗蛋白酶(如1-抗胰蛋白酶)，导致蛋白酶含量增加，破坏细胞外基质。人体中还存在抗氧化保护机制，减轻氧自由基对机体组织的损伤。在血清、组织液和靶细胞中均存在一类抗氧化剂，如：血浆铜蓝蛋白、过氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶等。8神经肽(neuropeptides) 神经肽属于中枢和外周神经系统的速激肤(tachykinin)、神经肽家族。如P物质(substance P)，神经肽A(neurokinin A)。P物质存在于肺和胃肠道的神经纤维内，其功能包括痛觉信号的传递、血压的调节及免疫细胞和内分泌细胞的激活，但更突出的则是在炎症初始阶段对血管壁通透性升高方面的作用, 它与血管活性胺和AA代谢产物一起构成了炎症过程第一批释放的介质。G蛋白是P物质特异性受体，缺乏该受体的小鼠当受到足以引起肺毛细血管渗透性增加的刺激后，小鼠可不发生相应反应。二、血浆中的炎症介质补体系统、激肽系统和凝血系统是存在于血浆中，互相关联的三类重要炎症介质。 1补体系统(complement system) 补体系统是存在于血清和组织液中的一组具有酶活性的蛋白质，由30多种可溶性或膜结合蛋白(包括它们的裂解产物)组成。在血浆中补体浓度最高，大部分由肝细胞合成；而在炎症组织中的补体主要来源于巨噬细胞。补体的生成除了受细胞自身的调节外，还受多种因素的影响，如：IL1、IL6、TNF和IFN等。血浆中补体以未活化的形式存在，激活补体的因素很多，与病原微生物有关的是革兰氏阴性细菌的内毒素、细菌产生的酶类及它们的抗原成分与抗体的结合物。此类物质都可通过经典途径或替代途径激活补体C3和C5。坏死组织释放的酶类、激肽以及纤维蛋白形成系统和降解系统的中间产物也能激活补体。补体系统中以C3和C5的激活最为重要，其裂解片断C3a、C5a是该系统最重要的炎症介质。它们在炎症过程中的作用主要表现在三个方面：血管状态的改变：C3a和C5a通过引起肥大细胞释放组胺导致血管扩张和血管通透性升高，C5a还能激活嗜中性粒细胞和单核细胞的花生四烯酸脂质氧化酶代谢途径，促进炎症介质的进一步释放。白细胞的粘附，趋化和活化作用：C5a是嗜中性粒细胞和单核细胞强有力的趋化因子，它还可通过激活嗜中性粒细胞增加整合素的表达，促进其与内皮细胞的粘着。吞噬作用：C3b和C3bi是调理素的重要成分，吞噬过程中附着在细菌等的表面的C3b受体，从而增强吞噬细胞的吞噬活性。 C3a和C5a除能由经典和替代途径激活外，还可被炎性渗出物中的中性粒细胞释放的血浆酶和溶酶体酶等激活。炎症过程中嗜中性粒细胞的游出受补体C5a等趋化作用的影响；反之，嗜中性粒细胞释放的溶酶体酶又能激活补体，因而形成了一个嗜中性粒细胞游出的自我促进的一个正反馈。蛋白抑制剂可以调节补体系统的激活，蛋白抑制剂在宿主细胞膜的出现有利于区别宿主和病原微生物，保护宿主细胞免受不必要的细胞裂解。这些调节机制的平衡能够有效的攻击外来病原微生物，并且保护宿主细胞免受破坏。其调节机制包括两个方面：C3和C5蛋白转化酶的调节：如DAF, 它可以加快C3和C5的裂解，从而调节经典和替代途径激活。抑制物通过与活化的补体成分结合，从而抑制补体途径的激活，如C1抑制物（C1INH）。 2激肽系统 (kinin system) 激肽系统中能发挥炎症介质作用的是缓激肽(bradykinin)，它是由血浆中激肽原(kininogens)经以下机制激活而产生。第因子首先被胶原和基底膜激活，产生的a段使前激肽释放酶(prekallikrein)转变成激肽释放酶(kallikrein)，激肽原在激肽释放酶作用下最终裂解为有生物活性的缓激肽。缓激肽的主要作用是增加血管的通透性，还可使除血管以外的平滑肌收缩及在炎症局部产生疼痛。缓激肽的作用十分短暂，随血流通过肺时迅速被灭活。另外，激肽释放酶也对第因子有较强的激活作用，从而使原始刺激放大。激肽释放酶本身还具有趋化作用，且能直接使C5转化为C5a。3凝血系统(clottingsystem)和纤维蛋白溶解系统(fibrinalytic system)被激活的第因子在启动激肽系统的同时，还能启动凝血系统和纤维蛋白溶解系统。激活的凝血系统中有两类特殊成分具有炎症介质活性：凝血酶(thrombin)和纤维蛋白多肽(fibrinopeptides)，在第因子作用下凝血酶原转变为凝血酶，后者使纤维蛋白原形成不溶性的纤维蛋白并释放出纤维蛋白多肽。凝血酶可促使白细胞粘着和纤维母细胞增生，纤维蛋白多肽能诱导血管通透性升高，并对白细胞有趋化作用；Xa因子，由内，外源性凝血过程中的第X因子转化而成。Xa因子与介导急性炎症的效应细胞蛋白酶受体-1(effector cell protease receptor-1)结合后可引起血管通透性升高及促进白细胞的渗出。 纤维蛋白溶解系统的激活在第因子激活凝血系统的同时也被激活，并且它的激活还与激肽系统的激活密切相关。前述的激肽释放酶使纤维蛋白溶解酶原转变成纤维蛋白解酶，后者的炎症活性表现为：纤维蛋白溶解酶可以降解C3，形成C3a；纤维蛋白溶解酶溶解纤维蛋白所形成的纤维蛋白降解产物具有增加血管通透性的作用。纤维蛋白溶解酶可以激活第因子启动凝血系统。综上所述，血浆中四个系统被激活所形成的产物C3a和C5a、缓激肽、凝血酶、纤维蛋白多肽、Xa因子和纤维蛋白溶解酶所发挥的炎症介质作用既广泛又十分重要，而且彼此间又有着十分密切的关系。如激活的第因子可以启动或间接启动血浆中与炎症反应有关的四大系统（补体系统，激肽系统，凝血系统和纤维蛋白溶解系统）。部分中间产物，尤其是激肽释放酶能反馈激活第因子，使启动效应进一步放大。因而使血浆中的这些炎症介质在炎症过程中发挥的作用显得十分突出。目前，凝血过程与炎症之间的关系受到重视。二者均为机体防御反应的一部分。一方面，凝血过程中产生的炎症介质促进炎症的发展，另一方面，炎症过程中产生的细胞因子也可促进凝血、抑制抗凝血反应。TNF和IL-1可剌激内皮细胞和单核细胞产生组织因子，使生理条件下主要存在于血管外的组织因子在血管内表达增加，从而促进凝血。TNF和IL-1还可引起内皮细胞表面的血栓调节蛋白和蛋白C受体缺失，抑制抗凝反应。另外，IL-6可剌激新生血小板形成，由于这些新生的血小板对凝血酶的敏感性增加，因此可促进凝血。凝血过程与炎症之间存在多种分子联系，二者相互促进，可以形成炎症一凝血环。使它们的作用不断放大，从而可能导致严重后果。4急性期蛋白 机体在炎症反应的过程中，常伴有远离炎症部位的一些反应和多器官功能障碍等系统性变化，这种由局部炎症所触发的系统性反应，在急性和慢性炎症中都能见到，称之为急性时相反应（acute phase response， APR），而在急性时相反应期内合成的一组蛋白称为急性期蛋白（acute phase protein，APP）。APP是炎症反应的生物学标志，也是炎症反应过程的调节因子。急性期蛋白存在与血浆中，主要由肝细胞合成，在组织损伤的急性期合成增多，血浆内的浓度迅速增高。在急性时相反应期中，血浆蛋白浓度增加超过25的称为正性APP，而在急性时相反应期中，血浆蛋白降低25以上的则称为负性APP。APP增加或减少主要源于肝细胞蛋白合成的改变，在APR过程中APP的变化幅度相差很大，如血浆铜兰蛋白可增加50，而C反应蛋白及血清淀粉样蛋白A（SAA）可以增加1000倍以上。正性APP包括有补体系统、凝血纤溶系统、抗蛋白酶系统、CRP、血清淀粉样蛋白A、1酸性糖蛋白、纤维连接蛋白、铁蛋白、血管紧张素原等。负性APP包括有白蛋白、转铁蛋白、Transthyretin、2-HS糖蛋白、甲胎蛋白、甲状腺素结合球蛋白、胰岛素样生长因子、XII因子等。在炎症反应中，炎症部位的单核细胞巨噬细胞产生的细胞因子是APP的主要调节因子，包括IL-6、IL-1、TNF、IFN、TGF、IL-8等。APP在炎症过程中发挥的生物学效应主要是协助损伤的组织恢复并维持内环境的稳定。（1）C反应蛋白（C reactive protein，CRP） 组织损伤的急性期，血浆中CRP的浓度急剧升高，比静止期高1001000倍，在炎症过程中发挥的重要作用。CRP在炎症过程中具有双重作用：一方面CRP可减轻炎症的发生发展。CRP与病原体上多糖或坏死细胞表面的配体结合后，通过经典途径激活补体，促进巨噬细胞对病原体的吞噬。CRP可以激活补体C1、C2、C3和C4，并可消耗少量的C59。与配体结合后的CRP增强替代途径及对C5转化酶的调节。C反应蛋白通过减少C5a和C5b9的产生，发挥抑制补体的调理作用和溶细胞作用，从而限制过度的炎症反应，减轻组织损伤。C反应蛋白下调L-选择素的表达，抑制中性粒细胞与内皮细胞粘附，同时抑制中性粒细胞产生超氧阴离子。另一方面，CRP可诱导单核细胞产生炎症因子与组织因子促进炎症的发生发展。（2）脂多糖结合蛋白(lipopolysaccharide binding protein,LBP) 是一种由肝细胞合成并释放于血浆中的一种急性期蛋白。LBP的生物学功能主要表现在对内毒素的识别、抗原呈递及诱导细胞因子的释放。脂多糖广泛存在于血液中，其受体包括单核细胞分化抗原CD14、巨噬细胞清道夫受体和整合素2等。当LBP与脂