炎癥通?梢啦〕探(jīng)過分為兩大類:急性炎癥(acute inflammation)和慢性炎癥(chronic inflammation)。急性炎癥起病急驟,持續(xù)時(shí)間短,僅幾天到一個(gè)月,以滲出病變?yōu)槠涮卣,炎癥細(xì)胞浸潤以粒細(xì)胞為主。慢性炎癥持續(xù)時(shí)間較長,常數(shù)月到數(shù)年,常以增生病變?yōu)橹,其炎癥細(xì)胞浸潤則以巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞為主。
鑒于抵抗病原微生物的兩種主要成分,即白細(xì)胞和抗體均靠血液運(yùn)輸,因而在急性炎癥中血液動(dòng)力學(xué)改變、血管通透性增高和白細(xì)胞滲出這三種改變十分明顯。結(jié)果造成富含蛋白質(zhì)的滲出液、纖維蛋白及白細(xì)胞在損傷部位的血管外間隙積聚。這就是急性炎癥病理組織學(xué)的主要特征。
組織受損傷后的微循環(huán)很快發(fā)生血液動(dòng)力學(xué)變化,即血液的血管口徑的改變,病變發(fā)展速度取決于損傷的嚴(yán)重程度。血液動(dòng)力學(xué)的變化一般按下列順序發(fā)生(圖5-1)。
1.細(xì)去脈短暫收縮 損傷發(fā)生后迅即發(fā)生短暫的細(xì)動(dòng)脈收縮,持續(xù)僅幾秒鐘。其機(jī)制可能是神經(jīng)源性的,但某些化學(xué)介質(zhì)也能引起血管收縮。
2.血管擴(kuò)張、血流加速 先累及細(xì)動(dòng)脈,隨后導(dǎo)致更多微血管床開放,局部血流量增加,此乃急性炎癥早期血液動(dòng)力學(xué)改變的標(biāo)志,也是局部紅、熱的原因。
血管擴(kuò)張的發(fā)生機(jī)制與神經(jīng)和體液因素均有關(guān)。神經(jīng)因素即所謂軸突反射。以炎癥介質(zhì)所代表的體液因素對血管擴(kuò)張的發(fā)生起更為重要的作用。
3.血流速度減慢血流速度減慢是微血管通透性升高的結(jié)果。富含蛋白質(zhì)的液體向血管外滲出導(dǎo)致血管內(nèi)紅細(xì)胞濃集和粘稠度增加。最后擴(kuò)張的小血管內(nèi)擠滿了紅細(xì)胞,稱為血流停滯(stasis)。
4.白細(xì)胞附壁 隨血流停滯的出現(xiàn),微血管血液中的白細(xì)胞,主要是中性粒細(xì)胞始邊集(leukoctytic margination)并與內(nèi)皮細(xì)胞粘附,這一現(xiàn)象稱為白細(xì)胞附壁。隨后白細(xì)胞借阿米巴樣運(yùn)動(dòng)游出血管進(jìn)入組織間隙。
血液動(dòng)力學(xué)變化所經(jīng)歷的時(shí)間與刺激的種類和強(qiáng)度有關(guān)。極輕度刺激所引起的血流加快僅持續(xù)10~15分鐘,然后逐漸恢復(fù)正常;輕度刺激下血流加快,可持續(xù)幾小時(shí),接著血流變慢,甚至停滯;較重刺激下可在15~30分鐘出現(xiàn)血流停滯,而嚴(yán)重?fù)p傷常僅需幾分鐘就可出現(xiàn)血流停滯。此外,局部血液動(dòng)力學(xué)改變還與距離損傷因子遠(yuǎn)近有關(guān),例如皮膚燒傷病灶的中心可能已發(fā)生了血流停滯,而周邊部的血管尚處于擴(kuò)張狀態(tài)。
血管擴(kuò)張,血流加快
血管m.zxtf.net.cn/jianyan/進(jìn)一步擴(kuò)張,血流開始變慢,血漿滲出
血流變慢,白細(xì)胞游出血管外
血流顯著變慢,除白細(xì)胞游出外,紅細(xì)胞漏出
圖5-1 血液動(dòng)力學(xué)變化模式圖
炎性水腫除了在炎癥的最早階段是由于血管擴(kuò)張、血流速度加快導(dǎo)致流體靜力壓升高、血漿超濾,使基本不含蛋白質(zhì)的液體從毛細(xì)血管濾出所致外,富含蛋白質(zhì)的滲出液的產(chǎn)生則主要是由血管通透性增加造成的。由于大量蛋白質(zhì)從血漿到達(dá)血管外間質(zhì),使血漿膠體滲透壓降低,而組織膠體滲透壓升高,使更大量液體聚集在間質(zhì)內(nèi),從而形成炎性水腫或漿膜腔炎性積液。
微循環(huán)血管通透性的維護(hù),主要依賴于內(nèi)皮細(xì)胞的完整性。在炎癥過程中,下列機(jī)制可引起血管通透性的增加(圖5-2)。
1.內(nèi)皮細(xì)胞收縮在組胺、緩激肽和其它炎癥介質(zhì)與內(nèi)皮細(xì)胞受體結(jié)合后,可迅速引起內(nèi)皮細(xì)胞收縮,致使內(nèi)皮細(xì)胞間形成寬約0.5~1.0μm的縫隙。由于這些炎癥介質(zhì)的半壽期較短僅15~30分鐘,故這種反應(yīng)被稱為速發(fā)短暫反應(yīng)(immediate transient response)。此反應(yīng)僅累及20~60μm口徑的細(xì)靜脈,而細(xì)動(dòng)脈和毛細(xì)血管不受累?菇M胺藥物能抑制此反應(yīng)。
2.直接內(nèi)皮損傷 如嚴(yán)重?zé)齻突摼腥镜葒?yán)重刺激可直接造成內(nèi)皮細(xì)胞損傷,使之壞死和脫落。血管通透性增加發(fā)生迅速,并在高水平上持續(xù)幾小時(shí)到幾天,直至受損血管內(nèi)形成血栓,此過程被稱作速發(fā)持續(xù)反應(yīng)(immediate-sustained response)。細(xì)動(dòng)脈、毛細(xì)血管和細(xì)靜脈各級微循環(huán)血管均可受累。
輕、中度熱損傷、X線和紫外線損傷以及某些細(xì)菌毒素所引起的內(nèi)皮細(xì)胞直接損傷等則發(fā)生較晚,常在2~12小時(shí)之后,但可持續(xù)幾小時(shí)到幾天,稱為遲發(fā)持續(xù)反應(yīng)(delayed prolonged response)。此反應(yīng)僅累及毛細(xì)血管和小靜脈。
圖5-2 血管通透性增加的四種機(jī)制模式圖
左上圖示內(nèi)皮細(xì)胞收縮,累及細(xì)靜脈;
右上圖示直接損傷內(nèi)皮細(xì)胞,累及全部微循環(huán);
左下圖示白細(xì)胞介導(dǎo)之內(nèi)皮損傷,主要累及細(xì)靜脈和毛細(xì)血管;
右下圖示再生內(nèi)皮細(xì)胞,主要累及毛細(xì)血管
3.白細(xì)胞介導(dǎo)的內(nèi)皮損傷 在炎癥的早期,白細(xì)胞附壁并與內(nèi)皮細(xì)胞粘附,引起白細(xì)胞的激活,釋放具有活性的氧代謝產(chǎn)物和蛋白水解酶。后者可引起內(nèi)皮細(xì)胞的損傷或脫落,使血管通透性增加。
4.新生毛細(xì)血管壁的高通透性在修復(fù)過程中所形成的新生毛細(xì)血管芽,其內(nèi)皮細(xì)胞連接發(fā)育不成熟,可說明愈復(fù)性炎癥中的液體外滲和水腫。
應(yīng)該指出,上述四種機(jī)制在對某些刺激的反應(yīng)過程中均發(fā)揮其作用。例如在熱損傷的不同階段,血管通透性增加所導(dǎo)致的液體外滲,可由化學(xué)介質(zhì)造成的內(nèi)皮細(xì)胞收縮、白細(xì)胞介導(dǎo)的內(nèi)皮損傷、內(nèi)皮的直接損傷和新生毛細(xì)血管壁的通透性引起。不同化介質(zhì)可能相繼被激活,從而導(dǎo)致持續(xù)反應(yīng)。
局部炎性水腫可稀釋毒素,減輕對局部的損傷作用;為局部浸潤的白細(xì)胞帶來葡萄糖、氧等營養(yǎng)物質(zhì),并帶走代謝產(chǎn)物;滲出物所含的抗體和補(bǔ)體等物質(zhì),有利于消滅病原體;滲出物中的纖維蛋白原所形成的纖維素交織成網(wǎng),一方面可限制病原微生物的擴(kuò)散,使病灶局限化,另一方面也有利于吞噬細(xì)胞發(fā)揮吞噬作用,在炎癥的后期纖維素網(wǎng)還可成為修復(fù)的支架,并有利于纖維母細(xì)胞產(chǎn)生膠原纖維;滲出物中的病原微生物和毒素隨淋巴液被攜帶到局部淋巴結(jié),可刺激機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞和體液免疫。
但如果滲出液過多,則可影響器官功能和壓迫鄰近器官,例如肺胞內(nèi)滲出物堆集可影響換氣功能,心包和胸腔積液可壓迫心、肺、嚴(yán)重的喉頭水腫可引起窒息,等等。纖維素性滲出物如果不能被完全吸收,則發(fā)生機(jī)化,例如在肺可引起肺肉質(zhì)變在漿膜腔可引起漿膜粘連甚至漿膜腔閉鎖。
炎癥反應(yīng)的最重要功能是將炎癥細(xì)胞輸送到炎癥局部,白細(xì)胞的滲出是炎癥反應(yīng)最重要的特征。中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞滲出可吞噬和降解細(xì)菌、免疫復(fù)合物和壞死組織碎片,構(gòu)成炎癥反應(yīng)的主要防御環(huán)節(jié)。但白細(xì)胞也可通過釋放酶、化學(xué)介質(zhì)和毒性自由基等,引起組織損傷并可能延長炎癥過程。
白細(xì)胞的滲出過程是極其復(fù)雜的,經(jīng)過附壁、粘著、游出和趨化作用等階段到達(dá)炎癥灶,在局部發(fā)揮重要的防御作用。
1.附壁 隨著血管擴(kuò)張、血管通透性增加和血流緩慢,白細(xì)胞離開軸流,并沿內(nèi)皮滾動(dòng)。此時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞表面襯覆一層滾動(dòng)的白細(xì)胞,猶如在人行道上前進(jìn)的人群。最后白細(xì)胞粘附于血管內(nèi)皮細(xì)胞。
2.粘著 雖然多種因素影響著內(nèi)皮細(xì)胞與白細(xì)胞的粘著,諸如內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞表面負(fù)電荷被中和而相互排斥力下降,二價(jià)陽離子橋接內(nèi)皮細(xì)胞與白細(xì)胞而促進(jìn)粘著等,但現(xiàn)在明了這種粘著是內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞表面粘附分子(adhesion motecule)相互識別引起的。炎平可使內(nèi)皮細(xì)胞和炎癥細(xì)胞表達(dá)新的粘附分子,增加粘附分子的數(shù)目和增強(qiáng)彼此的親合性。
某些因子作用于內(nèi)皮細(xì)胞,而另一些作用于白細(xì)胞,還有一些作用于兩者,促進(jìn)粘附分子的表達(dá)。
(1)白細(xì)胞表面粘附分子的表達(dá):在補(bǔ)體C5a作用下白細(xì)胞增加三種整合蛋白類糖蛋白的表達(dá)。整合蛋白是由不同的α單位和β亞單位構(gòu)成的異二聚體,具有廣泛的生物功能。促進(jìn)白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘著而表達(dá)于白細(xì)胞的整合蛋白包括LFA-1、MAC-1和P150-95(即CD11/CD18復(fù)合物)。C5a不僅可促進(jìn)這三種整合蛋白的表達(dá),還可改變其構(gòu)象而增加與配體的親合性。
(2)內(nèi)皮細(xì)胞表面粘附分子的表達(dá):在內(nèi)皮細(xì)胞表面MAC-1和LFA-1的配體是細(xì)胞間粘附分子1(intercellular adhesion molecule 1,ICAM-1)。在IL-1和其它一些炎癥介質(zhì)的作用下,內(nèi)皮細(xì)胞可增加細(xì)胞表面粘附分子的表達(dá)。高表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞白細(xì)胞粘附分子1(endothelial leukocyte adhesion molecule 1,ELAM-1)可促進(jìn)中性粒細(xì)胞的粘著;高表達(dá)ICAM-1促進(jìn)中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的粘著;血管細(xì)胞粘附分子(vascular cell adhesion molecule1,VCAM-1)促進(jìn)淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞粘著。
(3)腫瘤壞死因子(TNF)則可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞粘附分子的表達(dá)。
3.游出和趨化作用 白細(xì)胞通過血管壁進(jìn)入周圍組織的過程稱為游出(emigration)。粘著于內(nèi)皮細(xì)胞表面的白細(xì)胞沿內(nèi)皮表面緩慢移動(dòng),在內(nèi)皮細(xì)胞連接處伸出偽足,整個(gè)白細(xì)胞逐漸以阿米巴運(yùn)動(dòng)方式從內(nèi)皮細(xì)胞縫隙逸出,到達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞和基底膜之間,最終穿過基底膜到血管外(圖5-3)。用電子顯微鏡可追蹤此游出軌跡。一個(gè)白細(xì)胞通常需2~12分鐘才能完全通過血管壁。中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、嗜酸性和嗜堿性粒細(xì)胞都是以此種阿米巴運(yùn)動(dòng)方式游出的。血管壁受嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)紅細(xì)胞也可漏出,但這是個(gè)被運(yùn)過程,是流體靜壓力把紅細(xì)胞沿白細(xì)胞游出的途徑或內(nèi)皮細(xì)胞壞死崩解的裂口推出血管外。
圖5-3 中性粒細(xì)胞的附壁和游出
注入致炎因子(毒素)10小時(shí)后的局部小靜脈,可見四個(gè)中性粒細(xì)胞,1.中性粒細(xì)胞與多個(gè)紅細(xì)胞(RBC)位于血管腔內(nèi),2.中性粒細(xì)胞正穿過血管壁到達(dá)血管外,3.中性粒細(xì)胞位于內(nèi)皮細(xì)胞(E)和周細(xì)胞(P)之間,4.中性粒細(xì)胞游出達(dá)到血管外
炎癥的不同階段,游出的白細(xì)胞也不同。在急性炎癥的早期,中性粒細(xì)胞首先游出。48小時(shí)后組織內(nèi)則以單核細(xì)胞浸潤為主,其原因首先在于中性粒細(xì)胞的壽命短,經(jīng)24~48小時(shí)中性粒細(xì)胞崩解消失,而單核細(xì)胞在組織內(nèi)存活時(shí)間長;中性粒細(xì)胞停止游出后,單核細(xì)胞仍可持續(xù)游出;第三個(gè)因素為在炎癥的不同階段所激活的趨化因子不同,F(xiàn)已證實(shí)中性粒細(xì)胞能釋放單核細(xì)胞趨化因子,因此中性粒細(xì)胞游出后必然引起單核細(xì)胞的游出。此外,由于致炎因子不同,滲出的白細(xì)胞也不同:常見的葡萄球菌和鏈球菌感染,以中性粒細(xì)胞滲出為主;病毒感染以淋巴細(xì)胞為主;在一些過敏反應(yīng),則以嗜酸性粒細(xì)胞滲出為主。
趨化作用(chemotaxis)是指白細(xì)胞向著化學(xué)刺激物所在部位作定向移動(dòng),移動(dòng)速度約每分鐘5~20μm。這些化學(xué)刺激物稱為趨化因子。研究白細(xì)胞的趨化作用可采用微孔濾膜Boyden小室技術(shù)的和顯微縮時(shí)攝影技術(shù)記錄白細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)軌跡。研究發(fā)現(xiàn),趨化因子的作用是有特異性的,有些趨化因子只吸引中性粒細(xì)胞,而另一些趨化因子則吸引單核細(xì)胞,或嗜酸性粒細(xì)胞等。此外,不同細(xì)胞對趨化因子的反應(yīng)能力也不同。粒細(xì)胞和單核細(xì)胞對趨化因子的反應(yīng)較顯著。而淋巴細(xì)胞對趨化因子的反應(yīng)則較弱。
一些外源性和內(nèi)源性化學(xué)物質(zhì)具有趨化作用。常見的白細(xì)胞趨化因子包括可溶性細(xì)菌產(chǎn)物、補(bǔ)體系統(tǒng)成分(特別是C5a)和花生四烯酸經(jīng)脂質(zhì)加氧酶途徑的代謝產(chǎn)物(特別是白細(xì)胞三烯B4)等。單核細(xì)胞還對中性粒細(xì)胞的衍生物、致敏淋巴細(xì)胞所釋放的因子及纖維粘連蛋白斷片起趨化反應(yīng)。在Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)中,IgE致敏的肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞在同種抗原的刺激下,可釋放過敏反應(yīng)嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子(EFC-A),致使嗜酸性粒細(xì)胞積聚。此外致敏淋巴細(xì)胞釋放的因子和C5a也是嗜酸性粒細(xì)胞的趨化因子。
白細(xì)胞如何“發(fā)現(xiàn)”趨化因子,趨化因子又如何引起白細(xì)胞定向運(yùn)動(dòng)?首先,白細(xì)胞表面有趨化因子的受體,在各種趨化因子與其特異性受體結(jié)合后可引起一系列信號傳導(dǎo)通路成分的改變,盡管其全部機(jī)制并未徹底揭開。在趨化因子與白細(xì)胞表面的受體激活后可激活磷脂酶C,導(dǎo)致4,5二磷酸磷脂酰肌醇水解,產(chǎn)生三磷酸肌醇和二乙;甘油,進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子升高,首先是細(xì)胞內(nèi)儲存鈣釋放,然后是細(xì)胞外鈣離子通過鈣通道進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。由于細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高,細(xì)胞內(nèi)便組裝可引起細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的收縮成分。此外在趨化因子與受體結(jié)合后還能激活磷脂酶A2,后者將細(xì)胞膜磷脂轉(zhuǎn)換成花生四烯酸。二乙;视屯ㄟ^激活蛋白激酶C在白細(xì)胞激活的不同階段、脫顆粒和分泌過程中發(fā)揮作用。
4.白細(xì)胞在局部的作用 游出的白細(xì)胞在炎癥灶局部發(fā)揮吞噬作用(phagocytosis)和免疫作用,能有效地殺傷病原微生物,因而成為炎癥防御反應(yīng)中極其重要的一環(huán)。
(1)吞噬作用:吞噬作用是指白細(xì)胞游出到炎癥灶,吞筮病原體以及組織碎片的過程。完成此功能的吞噬細(xì)胞主要有兩種;中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,其吞噬異物的過程基本相同,但其結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分則有所不同。
1)吞噬細(xì)胞的種類:中性粒細(xì)胞直徑10~12μm,胞核呈桿狀或分葉狀,通常為2~5葉,葉間有染色質(zhì)絲相連,核染色質(zhì)呈塊狀,著色深。細(xì)胞漿內(nèi)富含中性顆粒,相當(dāng)于電鏡下的溶酶體。在電鏡下,中性顆粒可分為嗜苯胺藍(lán)顆粒和特異性顆粒兩種。前者又稱嗜天青顆粒,體積較大、電子密度高,約占全部顆粒的10%~20%。含有酸性水解酶、中性蛋白酶、髓過氧化物酶、陽離子蛋白、溶菌酶及磷脂酶A2等。特異性顆粒較小、電子密度較低,占全部顆粒的80%,含有溶菌酶、磷脂酶A2、乳鐵蛋白及堿性磷酸酶等。
炎癥灶內(nèi)的巨噬細(xì)胞,大多來自血液的單核細(xì)胞,直徑為14~17μm。細(xì)胞核呈腎形或彎曲折疊的不規(guī)則形,染色質(zhì)顆粒纖細(xì)而疏松,故著色較淺。胞漿較豐富,內(nèi)有大小、致密度和形態(tài)均不一致的溶酶體,富含酸性磷酸酶和氧化酶。巨噬細(xì)胞受外界刺激能被激活,表現(xiàn)為細(xì)胞體積增大,細(xì)胞表面皺襞增多,線粒體和溶酶體增多,其功能也相應(yīng)增強(qiáng)。
2)吞噬過程:包括識別和粘著、吞入及降解三個(gè)階段。
①識別和粘著:在無血清存在的條件下,吞噬細(xì)胞很難識別并吞噬細(xì)菌。因?yàn)樵谘逯写嬖谥{(diào)理素(opsonin),即一類能增強(qiáng)吞噬細(xì)胞吞噬活性的血清蛋白質(zhì),主要是IgG和C3b。吞噬細(xì)胞藉其表面的Fc受體和C3b(C3bi或Mac-1),能識別被抗體或補(bǔ)體包被的細(xì)菌,經(jīng)抗體或補(bǔ)體與相應(yīng)受體結(jié)合,細(xì)菌就被粘著在吞噬細(xì)胞的表面(圖5-4)。
②吞入:細(xì)菌粘著于吞噬細(xì)胞表面之后,吞噬細(xì)胞乃伸出偽足,隨偽足延伸和互相吻合,形成由吞噬細(xì)胞包圍吞噬物的泡狀小體,謂之吞噬體(phagosome)。吞噬體逐漸脫離細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,并與初級溶酶體融合,形成吞噬溶酶體(phagolysosome),溶酶體內(nèi)容物傾注其中,細(xì)菌在吞噬溶酶體內(nèi)被殺傷、降解。
③殺傷和降解:進(jìn)入吞噬溶酶體的細(xì)菌主要是被具有活性的氧化代謝產(chǎn)物殺傷的。吞噬過程使白細(xì)胞的耗氧量激增,可達(dá)正常消耗量的2~20倍,并激活白細(xì)胞氧化酶(NADPH氧化酶),后者使還原型輔酶Ⅱ(NADPH)氧化而產(chǎn)生超氧負(fù)離子(O2-)。
大多數(shù)超氧負(fù)離子經(jīng)自發(fā)性歧化作用轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O2。在中性粒細(xì)胞的嗜天青顆粒中存在著髓過氧化物酶(MPO),在有氯化物存在的條件下,該酶可將H2O2還原生成次氯酸HOCL·)(圖5-5)。
HOCL·是強(qiáng)氧化劑和殺菌因子。羥自由基是另一種殺菌因子。
圖5-4吞噬過程示意圖
示吞噬細(xì)胞的識別和吞入
圖5-5 吞噬細(xì)胞的氧化代謝活性產(chǎn)物殺菌機(jī)制圖解
氧代謝產(chǎn)物可通過下列途徑殺菌:
①與細(xì)菌細(xì)胞膜磷脂分子中的高度不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞膜的生理狀態(tài)破壞,細(xì)胞膜對陽離子的通透性升高。細(xì)菌內(nèi)游離鈣離子濃度的升高,可激活鈣依賴性磷脂酶和某些蛋白激酶,從而造成細(xì)菌的損傷和死亡。
②與氨基酸、蛋白質(zhì)和糖分子上的某些反應(yīng)基因發(fā)生氧化還原反應(yīng),使具有重要生理功能的酶失去活性,一些大分子物質(zhì)改變其物理和生物學(xué)特性。
③可穿過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,與細(xì)菌內(nèi)部分子起作用。
④與細(xì)菌的DNA發(fā)生反應(yīng),促進(jìn)姐妹染色單體交換。此外脂質(zhì)過氧化物在分解過程中產(chǎn)生丙二醛,后者與DNA發(fā)生交聯(lián),從而影響DNA復(fù)制,阻斷細(xì)菌繁殖,最后導(dǎo)致細(xì)菌死亡。
因此,H2O2-MPO-CL-系統(tǒng)是最有效的殺菌系統(tǒng),其殺菌效能比單獨(dú)H2O2強(qiáng)50倍,而且對細(xì)菌、真菌、支原體和病毒均有殺傷效應(yīng)。
白細(xì)胞顆粒中那些不依賴氧的物質(zhì)也能殺傷病原體,包括增加細(xì)菌通透性蛋白(bacterial permeability-increasing protein,即BPI蛋白)、溶菌酶(水解細(xì)胞之細(xì)胞壁)、乳鐵蛋白和一組新發(fā)現(xiàn)的富含精氨酸的陽離子蛋白質(zhì),后者能溶解細(xì)菌細(xì)胞壁,被稱作殺菌(phagocytin)或防御素(defensins)。吞噬作用完成后,吞噬溶酶體內(nèi)的pH降至4~5,其內(nèi)的酸性水解酶就可在此種合適的的pH環(huán)境下發(fā)揮降解細(xì)菌的作用。
通過吞噬細(xì)胞的上述殺傷作用,大多數(shù)病原微生物被殺傷。但有些細(xì)菌,在白細(xì)胞內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài),仍具有生命力和繁殖力,如結(jié)核桿菌,一旦機(jī)體抗抵力下降,這些病原體又能繁殖,并可隨吞噬細(xì)胞的游走而在體內(nèi)播散。生活在吞噬細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌難以受到抗生素和機(jī)體防御機(jī)制的影響,故很難在機(jī)體內(nèi)消滅。
(2)免疫反應(yīng):免疫反應(yīng)需淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的協(xié)同作用。淋巴細(xì)胞大小不一,直徑6~16μm。胞核圓形或卵圓形,核的一側(cè)常有小凹陷,核染色質(zhì)呈致密塊狀,故著色深。胞漿少,可見少數(shù)不含過氧化酶的嗜苯胺藍(lán)顆粒。淋巴細(xì)胞又分為T細(xì)胞和B細(xì)胞。漿細(xì)胞形狀特殊,呈一端稍粗的卵圓形,核呈圓形,位于細(xì)胞的較粗端一側(cè),在胞漿側(cè)與胞漿間有一亮?xí)灪说漠惾旧|(zhì)豐富呈輪輻狀排列。胞漿略嗜堿性,電鏡下富含粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。其功能在于產(chǎn)生抗體。
抗原進(jìn)入機(jī)體后,巨噬細(xì)胞將其吞噬處理,再把抗原遞呈給T和B細(xì)胞,使其致敏。免疫活化的淋巴細(xì)胞分別產(chǎn)生淋巴因子和抗體,發(fā)揮其殺傷病原微生物的作用。
淋巴細(xì)胞和漿細(xì)胞浸潤常見于慢性炎癥,尤其是與細(xì)胞免疫有關(guān)的慢性肉芽腫性炎癥,如結(jié)核、梅毒等。
(3)組織損傷:在某些情況下,白細(xì)胞激活后可向細(xì)胞外間隙釋放其產(chǎn)物,這些產(chǎn)物包括溶酶體酶、氧源性代謝產(chǎn)物和花生四烯酸代謝產(chǎn)物(前列腺素和白細(xì)胞三烯)等。這些產(chǎn)物本身有強(qiáng)烈的介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞和組織損傷的作用及加重原始炎癥刺激因子的損傷效能。這種白細(xì)胞介導(dǎo)的組織損傷在許多人類炎癥性疾病中都能見到,類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎便是一個(gè)明顯的例證。
5.白細(xì)胞的功能缺陷 如前所述,白細(xì)胞在機(jī)體的防御反應(yīng)中起著極其重要的作用。先天性和獲得性白細(xì)胞功能缺陷將造成病人的反復(fù)感染。從白細(xì)胞先天性功能缺陷的病例可加深對白細(xì)胞在炎癥反應(yīng)中的作用的認(rèn)識。現(xiàn)舉例說明如下:
(1)吞噬功能缺陷:可表現(xiàn)在從與內(nèi)皮細(xì)胞的粘著到殺菌活性的全過程。
1)粘著缺陷:典型的例子是白細(xì)胞粘著缺陷(leukocyte adhesion deficiency), 見于常染色體隱生遺傳病,其發(fā)病機(jī)制在于LFA-1和Mac-1中的β鏈生物合成缺陷,因而影響白細(xì)胞粘著于內(nèi)皮細(xì)胞。
2)識別障礙:主要因調(diào)理素缺乏,見于丙種球蛋白缺乏癥及補(bǔ)體缺乏。
3)趨化作用缺陷:可表現(xiàn)為白細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力降低和趨化因子產(chǎn)生障礙,如在Chédiak-Higashi綜合征(常染色體隱性遺傳性疾病),以白細(xì)胞胞漿內(nèi)出現(xiàn)巨大溶酶體為其特征,存在多種異常,包括微管組裝障礙,因而影響白細(xì)胞的位移。而先天性補(bǔ)體缺乏則使趨化因子生成障礙。
4)吞入或脫顆粒障礙:在Chédiak-Higashi綜合征時(shí),由于微管組裝障礙,而影響溶酶體內(nèi)容物傾入吞噬小體,影響白細(xì)胞的殺菌能力,因而病人表現(xiàn)為反復(fù)化膿性感染。中性粒細(xì)胞肌動(dòng)蛋白功能障礙(actin dysfunction)影響病原體的吞入。當(dāng)然,調(diào)理素缺乏亦影響病原體的吞入。
5)殺傷作用缺陷:H2O2產(chǎn)生障礙見于慢性肉芽腫病(chronic granulomatous disease,CGD),它是X連鎖遺傳性疾病,男性嬰兒和兒童患病,是由于NADPH氧化酶缺乏,故影響H2O2的產(chǎn)生,導(dǎo)致H2O2-MPO-CL-殺菌功能不良。一般細(xì)菌在代謝過程中能產(chǎn)生少量H2O2,但有的細(xì)菌能產(chǎn)生分解H2O2的過氧化氫酶,如金黃色葡萄球菌,所以該細(xì)菌可在CGD患者體內(nèi)存活下來。而肺炎雙球菌等產(chǎn)生少量H2O2,卻不產(chǎn)生過氧化氫酶,這些H2O2則足以啟動(dòng)H2O2-MPO-CL-殺菌功能系統(tǒng),而將細(xì)菌殺死。因此CGD病人常表現(xiàn)為過氧化氫酶陽性細(xì)菌的感染。這類病例說明活性氧化代謝產(chǎn)物在殺滅病原微生物中的重要作用。
某些疾病如Chédiak-Higashi綜合征和糖尿病,則因多個(gè)環(huán)節(jié)缺陷而影響吞噬作用。
(2)免疫反應(yīng)缺陷:主要是先天性免疫缺陷,嚴(yán)重?fù)p傷機(jī)體的免疫功能及炎癥反應(yīng)。例如B細(xì)胞缺陷(Bruton綜合征)、T細(xì)胞缺陷(Di George綜合征),以及聯(lián)免疫缺陷病等。
了解急性炎癥過程的基本病變就可清楚地闡明炎癥的局部表現(xiàn)。炎癥局部小血管呈明顯而又持續(xù)性地?cái)U(kuò)張,致使局部組織發(fā)紅。發(fā)生在體表或接近皮膚的炎癥,由于局部血流量增多,故局部發(fā)熱。腫脹的主要原因是局部水腫和滲出物積聚。對局部疼痛的機(jī)制目前還不十分清楚,某些炎癥的介質(zhì)如緩激肽和某些前列腺素可引起疼痛。因局部水腫和滲出物積聚所引起的組織內(nèi)張力增高可能是疼痛最重要的因素,因此膿腫在局部排膿后疼痛癥狀可立即緩解。局部功能障礙是由于疼痛而反射性地抑制肌肉活動(dòng),以及局部水腫使活動(dòng)受限所致。
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)。
1.細(xì)胞釋放的炎癥介質(zhì)
(1)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(dòng)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。
(2)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(圖5-6)。
圖5-6 炎癥過程中花生四烯酸的代謝
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、消炎痛和炎固醇激素則能抑制花生四烯酸代謝、減輕炎癥反應(yīng)。
(3)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m.zxtf.net.cn/pharm/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。
(4)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和TNF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(圖5-7)。
圖5-7 IL-1和TNF在炎癥中的主要作用
(5)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(dòng)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。
(6)其他炎癥介質(zhì):P物質(zhì)可直接和間接刺激肥大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。
2.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)。
(1)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(dòng)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。
(2)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。
(3)凝血系統(tǒng):Ⅻ因子激活不僅能啟動(dòng)激肽系統(tǒng),而且同時(shí)還能啟動(dòng)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。
圖5-8 激肽、凝血、纖維蛋白溶解及補(bǔ)體的相互作用
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(dòng)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,例如圖5-8所示的補(bǔ)體、激肽及凝血系統(tǒng)和纖維蛋白溶解系統(tǒng)的激活和其產(chǎn)物的密切關(guān)系,便是例證。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(dòng)態(tài)平衡。
主要炎癥介質(zhì)的的作用小結(jié)于表5-1。
表5-1 主要炎癥介質(zhì)的作用
功 能 | 炎癥介質(zhì)種類 |
血管擴(kuò)張 | 組胺、緩激肽、PGI2、PGE2、PGD2、PGF2α |
血管通透性升高 | 組胺、緩激肽、C3a、C5a白細(xì)胞三烯C4、D4、E4、PAF、活性氧代謝產(chǎn)物 |
趨化作用 | 白細(xì)胞三烯B4、C5a、細(xì)菌產(chǎn)物、中性粒細(xì)胞陽離子蛋白細(xì)胞因子(IL-8、TNF) |
發(fā)熱 | 細(xì)胞因子(IL-1、TNF) |
疼痛 | PGE2、緩激肽 |
組織損傷 | 氧自由基、溶酶體酶 |
由于致炎因子的不同、組織反應(yīng)輕重程度的不同和炎癥的發(fā)生部位不同,急性炎癥的病理形態(tài)也不同。根據(jù)滲出物的主要成分,急性炎癥分為漿液性炎、纖維素性炎、化膿性炎和出血性炎。
1.漿液性炎癥 漿液性炎(serous inflammation)以血清滲出為其特征,滲出的主要成分為漿液,其中混有少量白細(xì)胞和纖維素。漿液內(nèi)含有3%~5%的蛋白質(zhì),主要是白蛋白。漿液性炎常發(fā)生于疏松結(jié)締組織、漿膜和粘膜等處。漿液性滲出物彌漫地浸潤于組織內(nèi),局部出現(xiàn)明顯的炎性水腫,如毒蛇咬傷、皮膚二度燒傷時(shí)滲出液蓄積于表皮內(nèi),形成水皰。體腔的漿液性炎造成炎性積液,漿液不僅來自血管滲出,而且也來自間皮細(xì)胞的分泌增加,如結(jié)核性胸膜炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。粘膜的漿液性炎又稱漿液性卡他,如見于感冒初期的鼻炎?ㄋ╟atarrh)一詞來自希臘語,是向下滴流的意思。一般用于粘膜的滲出性炎癥,形容滲出液較多,沿粘膜表面向外排出。漿膜或粘膜漿液性炎時(shí),間皮或上皮細(xì)胞可發(fā)生變性、壞死和脫落。
漿液性炎一般較輕,易于消退。但有時(shí)因漿液滲出過多可導(dǎo)致嚴(yán)重后果,如胸腔和心包腔內(nèi)有大量漿液時(shí),可影響呼吸和心功能。
2.纖維素性炎癥 纖維素性炎癥(fibrinous inflammation)時(shí)以纖維蛋白原滲出并在炎癥灶內(nèi)形成纖維素為主。光鏡下,蘇木素伊紅染色可見大量紅染的纖維素交織呈網(wǎng)狀,間隙中有中性粒細(xì)胞及壞死細(xì)胞的碎屑。大片纖維素在鏡下表現(xiàn)為片狀、紅染、質(zhì)地均勻的物質(zhì)。纖維蛋白原的大量滲出,說明血管壁損傷較重,多由于某些細(xì)菌毒素(如白喉桿菌、痢疾桿菌和肺炎雙球菌的毒素)或各種內(nèi)源性或外源性毒物質(zhì)(如尿毒癥時(shí)的尿素和汞中毒)所引起。病變常發(fā)生于粘膜、漿膜和肺。在粘膜的纖維素性炎(如白喉、細(xì)菌性痢疾),纖維素、白細(xì)胞和壞死的粘膜上皮常混合在一起,形成灰白色的膜狀物,稱為假膜。因此,粘膜的纖維素性炎又稱為假膜性炎(圖5-9,圖5-10)。由于局部組織結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)不同,有的假膜牢固附著于粘膜面不易脫落(如咽白喉),有的假膜卻與粘膜損傷部聯(lián)系松散,容易脫落(如氣管白喉),脫落的假膜可堵塞支氣管而引起窒息。漿膜的纖維素性炎常見于胸膜腔和心包腔,如肺炎雙球菌引起的纖維素性胸膜炎及風(fēng)濕性心包炎。在心包的纖維素性炎時(shí),由于心臟的搏動(dòng),使心外膜上的纖維素形成無數(shù)絨毛狀物,覆蓋于心表面,因而又有“絨毛心”之稱。此外,大葉性肺炎的紅色和灰色肝樣變期均有大量纖維蛋白原滲出。
圖5-9 白喉 咽喉及氣管和支氣管粘膜表面有假膜覆蓋
圖5-10 纖維素性胸膜炎
胸膜表面覆蓋大量纖維素性滲出物
少量的纖維素可以被中性粒細(xì)胞釋放的溶蛋白酶溶解吸收。但是,正常血清和組織中含有一定量的抗胰蛋白酶,這就在一定程度上對抗中性粒細(xì)胞溶蛋白酶的作用。因此,如果纖維素較多,加之中性粒細(xì)胞所釋出的溶蛋白酶較少或組織內(nèi)抗胰蛋白酶較多時(shí),纖維素不可能被完全溶解吸收,結(jié)果發(fā)生機(jī)化(organization),引起漿膜增厚和粘連,甚至漿膜腔閉鎖,嚴(yán)重影響器官功能。
3.化膿性炎癥 化膿性炎癥(suppurative or purulent inflammation)以中性粒細(xì)胞大量滲出,并伴有不同程度的組織壞死和膿液形成為特征。多由葡萄球菌、鏈球菌、腦膜炎雙球菌、大腸桿菌等化膿菌引起,亦可因某些化學(xué)物質(zhì)(如松節(jié)油)和機(jī)體壞死組織所致。臨床上常見的化膿性炎癥有癤、癰、化膿性闌尾炎和化膿性腦膜炎等。膿性滲出物稱為膿液(pus),是一種混濁的凝乳狀液體,呈灰黃色或黃綠色。由葡萄球菌引起的膿液,其質(zhì)濃稠,而由鏈球菌引起的膿液,則較稀薄。膿液中的中性粒細(xì)胞除少數(shù)仍可保持其吞噬能力外,大多數(shù)已發(fā)生變性和壞死,即變?yōu)槟摷?xì)胞。膿液中除膿細(xì)胞外,還含有細(xì)菌、被溶解的壞死組織碎屑和少量漿液。根據(jù)化膿性炎癥發(fā)生的原因和部位的不同,可將其分為下列三類。
(1)表面化膿和積膿:表面化膿是指漿膜或粘膜組織的化膿性炎。粘膜化膿性炎又稱膿性卡他。此時(shí),中性粒細(xì)胞主要向粘膜表面滲出,深部組織沒有明顯的炎性細(xì)胞浸潤,如化膿性尿道炎或化膿性支氣管炎,滲出的膿液可通過尿道、氣管而排出體外。當(dāng)這種病變發(fā)生在漿膜或膽囊、輸卵管的粘膜時(shí),膿液則在漿膜腔或膽囊、輸卵管腔內(nèi)蓄積,稱為積膿(empyema)。
(2)蜂窩織炎(phlegmonous inflammation):疏松組織中彌慢性化膿稱為蜂窩織炎,常見于皮膚、肌肉和闌尾(圖5-11)。蜂窩織炎主要由溶血性鏈球菌引起。鏈球菌能分泌透明質(zhì)酸酶,降解結(jié)締組織基質(zhì)的透明質(zhì)酸;分泌鏈激酶,溶解纖維素。因此,細(xì)菌易于通過組織間隙和淋巴管蔓延擴(kuò)散造成彌漫性浸潤。
(3)膿腫(abscess):為局限性化膿性炎癥,主要特征為組織發(fā)生壞死溶解,形成充滿膿液的腔,稱為膿腫(圖5-12,圖5-13)?砂l(fā)生在皮下或內(nèi)臟,常由金黃色葡萄球菌引起。這些細(xì)菌能產(chǎn)生毒素使局部組織壞死,繼而大量中性粒細(xì)胞浸潤,以后粒細(xì)胞崩解釋出酶將壞死組織液化,形成含有膿液的空腔。金黃色葡萄球菌還產(chǎn)生血漿凝固酶,能使?jié)B出的纖維蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維素,因而病變比較局限。最近發(fā)現(xiàn),金黃色葡萄球菌有層粘連蛋白受體,因而容易通過血管壁并引起轉(zhuǎn)移性膿腫。小膿腫可以吸收消散,較大膿腫則由于膿液過多,吸收困難,需要切開排膿或穿刺抽膿,而后由肉芽組織修復(fù),形成瘢痕。
癤是毛囊、皮脂腺及其附近組織所發(fā)生的膿腫。癤中心部分液化、變軟后,膿腫就可以穿破。癰是多個(gè)癤的融集,在皮下脂肪、筋膜組織中形成的許多互相溝通的膿腫,必須及時(shí)切開引流排膿后,局部才能修復(fù)愈合。在皮膚或粘膜的化膿性炎時(shí),由于皮膚或粘膜壞死、崩解脫落,可形成局部缺陷,即潰瘍(ulcer)。深部膿腫如向體表或自然管道穿破,可形成竇道(sinus)或瘺管(fistula)。竇道是指只有一個(gè)開口的病理性盲管,瘺管是指連接于體外與有腔器官之間或兩個(gè)有腔器官之間的、有兩個(gè)以上開口的病理性管道。例如肛門周圍組織的膿腫,可向皮膚穿破,形成膿性竇道,也可既向皮膚穿破,又向肛管穿破,形成膿性瘺管。膿性竇道或膿性瘺管不斷排出膿性滲出物,長期不愈。
4.出血性炎癥 出血性炎(hemorrhagic inflammation)不是一種獨(dú)立的炎癥類型,只是當(dāng)炎癥灶內(nèi)的血管壁損傷較重時(shí),滲出物中才有大量紅細(xì)胞,形成出血性炎癥。常見于流行性出血熱,鉤端螺旋體病或鼠疫等。
上述各種類型的炎癥可單獨(dú)發(fā)生,在有些炎癥過程中兩種不同類型可以并存,如漿液纖維素性炎或纖維素性化膿性炎等。此外,在炎癥發(fā)展過程中,一種類型炎癥可轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N類型,如從漿液性炎開始,可進(jìn)一步發(fā)展成為纖維素性或化膿性炎。
圖5-11 蜂窩織炎性闌尾炎
膿性滲出物彌漫浸潤于闌尾的粘膜、粘膜下層、肌層及漿膜層
圖5-12 腦膿腫
腦實(shí)質(zhì)中有一大膿腔,腔內(nèi)充滿凝乳狀膿汁
圖5-13 腦膿腫
膿腫內(nèi)腦組織完全壞死、液化,并有大量膿球聚焦
在炎癥過程中,如滲出和增生等抗損傷過程占優(yōu)勢,則炎癥逐漸向痊愈方向發(fā)展;相反,如損傷性變化占優(yōu)勢,則炎癥逐漸加重并可向全身擴(kuò)散;若損傷和抗損傷變化暫時(shí)難分“勝負(fù)”,則炎癥轉(zhuǎn)變?yōu)槁浴?/p>
(一)痊愈
大多數(shù)炎癥病變能夠痊愈。
1.完全痊愈在炎癥過程中,清除病因,溶解吸收少量的壞死物和滲出物,通過周圍健康細(xì)胞的再生達(dá)到修復(fù),最后完全恢復(fù)組織原來的結(jié)構(gòu)和功能。
2.不完全痊愈如炎癥灶的壞死范圍較廣,則由肉芽組織修復(fù),留下瘢痕,不能完全恢復(fù)組織原有的結(jié)構(gòu)和功能。
(二)遷延不愈,轉(zhuǎn)為慢性
致炎因子不能在短期內(nèi)清除、或在機(jī)體內(nèi)持續(xù)存在,而且還不斷損傷組織,造成炎癥過程遷延不愈,急性炎癥轉(zhuǎn)化為慢性炎癥,病情時(shí)輕時(shí)重。
(三)蔓延擴(kuò)散
在病人的抵抗力低下,或病原微生物毒力強(qiáng)、數(shù)量多的情況下,病原微生物可不斷繁殖并直接沿組織間隙向周圍組織、器官蔓延,或向全身擴(kuò)散。
1.局部蔓延炎癥局部的病原微生物可經(jīng)組織間隙或器官的自然通道向周圍組織和器官擴(kuò)散,如腎結(jié)核可沿泌尿道下行播散,引起輸尿管和膀胱結(jié)核。
2.淋巴道擴(kuò)散急性炎癥時(shí),從血管滲出的含蛋白液體可通過淋巴液回流入血,藉此可減輕或延緩水腫的發(fā)生。但在嚴(yán)重?fù)p傷的情況下,病原微生物可隨淋巴液擴(kuò)散,引起繼發(fā)性淋巴管炎及所屬淋巴結(jié)炎,例如足部感染時(shí),下肢因淋巴管炎可出現(xiàn)紅線,腹股溝淋巴結(jié)炎表現(xiàn)為局部腫大,并引起疼痛。淋巴道的這些變化有時(shí)可限制感染的擴(kuò)散,但感染嚴(yán)重時(shí),病原體可通過淋巴入血,引起血道擴(kuò)散。
3.血道擴(kuò)散炎癥灶的病原微生物或某些毒性產(chǎn)物可侵入血循環(huán)或被吸收入血,引起菌血癥、毒血癥、敗血癥和膿毒性敗血癥等。
(1)菌血癥(bacteremia):細(xì)菌由局部病灶入血,但全身并無中毒癥狀,從血液中可查到細(xì)菌,稱為菌血癥。一些炎癥性疾病的早期都有菌血癥,如大葉性肺炎等。在菌血癥階段,肝、脾、骨髓的吞噬細(xì)胞可組成一道防線,以清除病原體。
(2)毒血癥(toxemia):細(xì)菌的毒素或毒性產(chǎn)物被吸收入血,為毒血癥。臨床上出現(xiàn)高熱、寒戰(zhàn)等中毒癥狀,同時(shí)伴有心、肝、腎等實(shí)質(zhì)細(xì)胞的變性或壞死。嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)中毒性休克。
(3)敗血癥(septicemia):毒力強(qiáng)的細(xì)菌進(jìn)入血中不僅未被清除而且還大量繁殖,并產(chǎn)生毒素,引起全身中毒癥狀和病理變化,稱為敗血癥;颊叱袊(yán)重的毒血癥臨床表現(xiàn)外,還常出現(xiàn)皮膚、粘膜的多發(fā)性出血班點(diǎn)和脾及全身淋巴結(jié)腫大等。此時(shí)血液中常可培養(yǎng)出致病菌。
(4)膿毒敗血癥(pyemia):化膿菌可引起的敗血癥可進(jìn)一步發(fā)展為膿毒敗血癥。此時(shí)除有敗血癥的表現(xiàn)外,同時(shí)還在一些器官(如肺、腎、肝等)形成多個(gè)膿腫。這些膿腫通常較小、較均勻散布在器官中。鏡下,膿腫的中央及尚存的毛細(xì)血管或小血管中常見到細(xì)菌菌落,說明膿腫是由栓塞於器官毛細(xì)血管的化膿菌所引起,故稱之為栓塞性膿腫(embolicabscess)或轉(zhuǎn)移性膿腫(metastatic abscess)。