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第二节 全身性炎症反应综合征的病理生理
一、机体对损伤的生理性炎症反应
机体的自身防御能力通常基于三个方面：①外部的屏障，阻止入侵和组织损伤；②非特异性系统阻止外来的病原体；③抗原特异的对外来病原体的应答。炎症是机体遭受机械、化学和微生物等损伤时最初的非特异反应，炎症是快速、高度放大、良好控制的体液和细胞应答：通过对巨噬细胞和内皮细胞的激活，补体、激肽、凝血和纤溶级联反应先后被触发。这种局部的炎症反应只要被调控在适当的强度，通常是有益的。
炎症时局部通常出现四个主要的变化：血管扩张、微血管的通透性增加、细胞激活/粘附和凝血。血管扩张和微血管的通透性增加，增加损伤局部组织的氧和营养物的供应，并产生红、肿、热、痛四个典型的表现。
细胞因子是炎症时主要的生理信使，包括TNF、IL-1、IL-6和IL-8等，多形核白细胞（PMNs）、单核巨噬细胞和内皮细胞是炎症反应主要的效应细胞。各种损伤激活白细胞、内皮细胞被激活，表达大量的粘附分子和受体，粘附分子表达的增加使微循环中的血细胞由“轴流”变成“边流”，出现血细胞附壁、集聚，继而发生凝血级联反应，形成局部微血栓，从减少血液的丢失，限制损伤进一步扩散，在生理上起到隔离炎症区域的作用。
二、全身性炎症反应综合征的病理生理变化
正常情况下，机体对损伤应激产生一系列的心血管和神经内分泌的改变，如：增加心率、心输出量、儿茶酚胺、糖皮质激素、抗利尿激素、胰岛素和胰高血糖素等释放增加。炎症主要的代谢改变表现为：初有氧消耗增加，通过代偿，尚能维持适当的氧输送，氧债加大，代偿不足则无氧代谢增强，乳酸等代谢产物集聚，血管阻力下降。如果无再一次的损伤打击，机体的局部和全身的炎症反应在损伤后的数天内逐渐消退，但也可延续7－10天。在临床上，自发的尿量增加，使第三间隙液体减少，心率和体温呈下降趋势，预示着炎症反应渐退。
局部的炎症反应是机体损伤的保护性反应，如过度激活或炎症反应加重，常导致过度的全身炎症反应，即为SIRS。导致SIRS的原因包括两类：①由细菌、病毒等感染引发；②非感染性病因诸如出血性休克、缺血、多发性创伤、组织损伤、急性胰腺炎、中毒、烧伤及药物热等同样可以引发。?
Bone将SIRS的发展分为3个阶段：(1)第一阶段，针对损伤局部的炎症反应，在局部环境中产生少量的细胞因子，有利于创伤的修复和募集网状内皮系统的细胞。(2)第二阶段，少量细胞因子从损伤局部被释放到循环中，以增加局部的炎症反应:包括募集白细胞和血小板，刺激生长因子产生、启动急性相反应等，同时通过促炎介质和抗炎症介质之间的平衡，使炎症反应严格地被控制在适当的状态，直到损伤恢复。(3)第三阶段，此时，促炎介质和抗炎介质不能达到平衡，细胞因子的主要效应不是保护而是破坏作用，全身炎症反应开始启动，大量的炎症介质触发神经体液反应，同时丧失了微循环的完整性，并造成远处终末器官的损伤。
SIRS时机体出现神经内分泌免疫等复杂的相互作用，由炎症介质和效应细胞间的作用，导致潜在的破坏性效应主要包括以下几个方面：
1、白细胞和内皮细胞的激活：细菌及其细胞壁成分、病毒、真菌、组织细胞碎片等物质均可激活单核巨噬细胞产生 TNF、IL-1、IL-6和IL-8等细胞因子， 内皮细胞被激活，表达大量的粘附分子和受体，导致白细胞、血小板粘附到内皮细胞上，出现血细胞附壁、集聚，继而引发凝血级联反应，形成局部微血栓，除了机械性阻碍微循环的血流外，还能损伤内皮细胞间的连接导致血管通透性增加，而集聚的白细胞和血小板裂解后又产生新的炎症介质，包括前列腺素、白三烯、激肽、PAF、 NO、 活性氧自由基等，这些介质影响血管张力和渗透性，引起循环障碍，并使炎症反应放大。激活的多形核白细胞（PMNs）逸出血管外释放氧自由基和溶酶体酶等，可介导组织的损伤。白细胞和内皮细胞的激活是SIRS时病理生理改变的重要基础。
2 、外周血管扩张和血管通透性增加：失控的全身血管扩张，常导致持续的外周血管阻力下降和低血压。而全身血管通透性的增加则导致血管外第三间隙液体的集聚。再有心肌收缩力的抑制（NO的旁分泌、心肌抑制因子等），往往使低血压病人的液体复苏十分困难，容量的丢失和外周血管的低张力往往抵消了心血管系统的代偿，造成感染性休克，最终造成终末器官的低灌注、水肿、无氧代谢和器官功能障碍。在肺部，血管通透性的增加,血管外组织含水量的增多，与ARDS的发生密切相关。
3 、微血管内的凝血：血细胞附壁、集聚，形成微血管内凝血，继而触发了凝血－纤溶的级联反应，是导致DIC和休克的重要的病理生理基础。
另外，炎症介质还可以导致机体和细胞营养代谢发生显著的改变，这些变化与器官功能障碍密切相关。如：发热、高代谢、高分解、以及碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素和微量元素的代谢障碍。如果病人遭受“二次打击”，（如感染、休克、缺血和缺氧等），SIRS的过程可明显加重，并加速造成终末器官的低灌注和功能障碍，最后导致多器官功能衰竭。
第三节、全身炎症反应综合症的炎症介质
炎症介质（Inflammatory mediators）是指在各种损伤因素的作用下，由局部组织细胞或血浆产生、释放的，参与或引起炎症反应的化学活性物质（化学介质）和生物活性物质（细胞因子）。外源性的介质有细菌及其产物（内毒素等）；细胞源性的介质包括细胞因子、花生四烯酸代谢产物、溶酶体等；血浆源性的介质包括激肽系统、补体系统、凝血系统、纤溶系统等。炎症介质的作用包括：①血管扩张，通透性升高，引起渗出；②对炎细胞的趋化作用；③导致组织损伤；④引起局部和全身的炎症反应。
一 内毒素和外毒素
内毒素（脂多糖，Lipopolysaccharide,LPS）是G－菌的细胞壁成份，可来自开放性创面、呼吸道、泌尿道或各种介入管道，近年发现胃肠道是更重要的来源。内毒素的主要作用是激活宿主的炎症反应，LPS与效应细胞的作用，通常需要LPS首先与脂多糖结合蛋白或细菌通透性增加蛋白结合，这些复合物再与细胞膜上的多种受体，包括CD11/18，CD14等相互作用，通过激活细胞内和核内的信号传导系统激活了巨噬细胞和内皮细胞，产生一系列的炎性介质。如：TNFa、IL-1、IL-6、IL-8、IFNr、PG、白三烯、补体片段C3a、C5a PAF等，从而介导细胞、组织、器官的损伤。但近年还发现内毒素也能直接对许多实质细胞（如内皮细胞）作用，介导炎症反应。
G＋菌感染同样也可以诱导SIRS，是通过外毒素起作用的。外毒素被免疫识别后激活免疫炎性细胞，刺激产生大量细胞因子。从而介导SIRS。
二、细胞因子(Cytokine)
细胞因子是免疫细胞产生的一类具有广泛生物活性的多肽物质，对炎症过程中起重要的作用，主要的包括：
1、 肿瘤坏死因子a（TNFa）
内毒素刺激巨噬细胞产生TNFa， TNFa半衰期仅14～18分钟，在肝脏，皮肤，胃肠道和肾脏等多个器官中降解。
TNFa在介导全身炎症反应综合症的过程中起主导作用。其作用包括：①TNF激活单核-巨噬细胞，释放多种炎症介质； ② TNFa促进内皮细胞表面粘附分子ICAM-1、ELAM-1的表达，增加白细胞与内皮细胞的粘附；同时TNFa还能刺激内皮细胞产生PAF、PGI2、PGE2等介质； ③TNFa增强PMN的粘附能力，刺激PMN释放氧自由基和溶酶体酶，诱导PMN活性，介导组织损伤；④TNFa介导机体高代谢高分解。由此可见，TNFa能直接或间接启动全身炎症反应，并通过刺激其他炎症介质产生，放大炎症反应。在SIRS的发生和发展中具有特别重要的作用。
2、白细胞介素１（IL-1）
在SIRS过程中IL-1的作用：①诱导内皮细胞表达大量的粘附分子，促进PMN、淋巴细胞和单核细胞与内皮细胞的粘附，促使PMN穿越血管壁；②促进内皮细胞的促凝反应；③诱导内皮细胞产生IL-1 、IL-6、 IL-8、PAF等介质，放大炎症反应。
3、白细胞介素6（IL-6）
在SIRS过程中，IL-6主要与TNFa和IL-1协同作用，促进胸腺细胞和T细胞的增殖分化，促进PMN的激活和集聚，并且诱导肝脏急性相反应。
4、白细胞介素8（IL-8）
IL-8的主要作用是：①PMN趋化作用。但组织和血浆中IL-8可导致不同的病理表现，如皮下给IL-8则诱导血浆外渗、PMN积聚集，而静脉给IL-8则阻止PMN迁移。②刺激PMN释放超氧化物和溶酶体酶，③IL-8对人嗜碱性白细胞有趋化作用并刺激其释放组织胺。④IL-8对淋巴细胞也有趋化作用，且比PMN的反应敏感10倍。