1 炎症的概述1.1 炎症的概念炎症(inflammation) 是具有血管系统的活性组织对各种损伤因子的刺激所发生的以防御反应为主的基本病理过程。 炎症是损伤、抗损伤和修复的动态过程,包括: - 损伤周围组织中的前哨细胞(如巨噬细胞)识别损伤因子及组织坏死物,产生炎症介质;
1.2 炎症的原因凡能造成组织损伤而引起炎症的因素,统称为致炎因子。 - 物理性因子:高温、低温、机械性损伤、紫外线、放射线等。
- 化学性因子:包括外源性化学物质,如强酸、强碱、强氧化剂等,内源性化学物质,如坏死组织的分解产物、病理条件下堆积于体内的代谢产物等。
- 生物性因子(炎症最常见的原因):病毒、细菌、立克次体、原虫、真菌、螺旋体和寄生虫等。
1.3 炎症的基本病理变化炎症的基本病理变化包括局部组织的变质(alteration)、渗出(exudation)和增生(proliferation)。 - 变质(alteration):炎症局部组织发生的变性和坏死。
- 实质细胞常出现的变质性变化包括细胞水肿、脂肪变性、细胞凝固性坏死和液化性坏死等。
- 间质细胞常出现的变质性变化包括黏液样变性、纤维素样坏死等。
- 渗出(exudation):炎症局部组织血管内的液体成分、纤维素等蛋白质和各种炎症细胞通过血管壁进入组织间隙、体腔、体表和黏膜表面。
- 渗出的液体和细胞成分总称为渗出液(exudate),渗出液的产生是由于血管通透性增高和白细胞主动游出所致。
- 渗出液集聚在组织间隙内,称为炎性水肿;集聚于浆膜腔,称为炎性浆膜腔积液。
- 渗出液对机体具有积极意义,包括稀释和中和毒素;所含的抗体和补体消灭病原体;所含的纤维素交织成网;所含的白细胞吞噬和杀灭病原微生物;炎症局部的病原微生物和毒素随渗出液的淋巴回流到达局部淋巴结,刺激特异性免疫产生。
- 渗出液过多有压迫和阻塞作用。渗出液中的纤维素吸收不良可发生机化。
- 增生(proliferation)。炎症局部的实质细胞和间质细胞可发生增生,具有限制炎症扩散和修复损伤组织的功能。
1.4 炎症的局部表现和全身反应炎症的局部表现: - 疼痛。由于渗出物压迫和炎症介质作用于感觉神经末梢。
炎症的全身反应:当炎症局部的病变比较严重,常出现明显的全身性反应,如发热、末梢血白细胞数目改变、心率加快、血压升高、寒战、厌食等。 1.5 炎症的分类- 依据炎症病变的程度,分为轻度炎症、中度炎症、重度炎症。
- 依据炎症的主要病变性质,分为变质性炎、渗出性炎、增生性炎。
- 急性炎症(acute inflammation) 反应迅速,持续时间短,通常以渗出性病变为主,浸润的炎症细胞主要为中性粒细胞。
- 慢性炎症(chronic inflammation) 持续时间较长,一般以增生性病变为主,浸润的炎症细胞主要为淋巴细胞和单核细胞。
2 急性炎症急性炎症是机体对致炎因子的快速反应,目的是把白细胞和血浆蛋白送到炎症病灶,杀伤和清除致炎因子。 持续时间仅几天,一般不超过一个月。 2.1 急性炎症过程中的血管反应- 细动脉短暂收缩。持续几秒钟,由神经调节和化学介质引起。
- 血管扩张,血流加速。与神经和体液因素有关。导致发红发热。
- 血流速度减慢。由小血管内血浆渗出、血液粘稠度增加、血流阻力增大引起。有利于白细胞靠近血管壁并渗出。
- 血管通透性(vascular permeability)增加:导致血浆蛋白和白细胞渗出。机制包括:
- 内皮细胞收缩。内皮细胞受到组胺等炎症介质刺激,迅速收缩,内皮细胞间出现缝隙。持续时间较短。
- 内皮细胞直接损伤。由烧伤和化脓菌感染等严重损伤刺激引起,通透性增加明显、发生迅速,可持续数小时到数天。
- 内皮细胞胞吞转运作用(transcytosis)增强。
2.2 急性炎症过程中的白细胞反应- 白细胞边集(margination)和滚动(rolling)。边集是体积较小、移动较快的红细胞逐渐把体积较大、移动较慢的白细胞推向血管的边缘部。滚动是白细胞与内皮细胞表面的黏附分子不断结合、分离,使白细胞在内皮细胞表面翻滚(由选择素(selectin) 介导,内皮细胞的P选择素、E选择素与白细胞表面唾液酸化Lewis-X修饰的糖蛋白结合)。
- 白细胞黏附(adhesion)。白细胞表面的受化学趋化因子作用转化为高亲和力构象的整合素(integrin) 与内皮细胞表面的配体ICAM-1等结合。
- 白细胞游出(transmigration)。通常发生在毛细血管后小静脉,白细胞穿过血管壁进入周围组织。主要由炎症病灶产生的化学趋化因子(chemotactic agents) 介导,位于白细胞和内皮细胞表面的PECAM-1促使白细胞游出内皮。炎症的不同阶段游出的白细胞种类有所不同,24小时内最先游出的是中性粒细胞。
- 趋化作用(chemotaxis)。白细胞游出血管后,由趋化因子吸引定向移动聚集到炎症病灶。
- 白细胞激活:白细胞聚集到组织损伤部位,通过多种受体来识别感染的微生物和坏死组织,被激活以发挥杀伤和清除作用。
- 吞噬作用(phagocytosis):白细胞吞噬病原体、组织碎片和异物,主要为中性粒细胞和巨噬细胞。
- 白细胞介导的组织损伤作用:白细胞将吞噬产物释放到细胞外间质中,损伤正常细胞和组织。
2.3 炎症介质在炎症过程中的作用参与和介导炎症反应的化学因子称为炎症介质(inflammatory mediator)。 炎症介质的共同特点: - 在血浆中存在或由多种细胞分泌。来自血浆的炎症介质主要在肝脏中合成,以前体的形式存在。
- 多数炎症介质通过与靶细胞表面的受体结合发挥其生物活性作用。
- 炎症介质作用于靶细胞,可进一步引起靶细胞产生次级炎症介质。
细胞释放的炎症介质: - 血管活性胺(vasoactive amine),包括组胺(histamine)和5-羟色胺(serotonin, 5-HT),在急性炎症反应时最先释放。组胺使细动脉扩张和细静脉通透性增加,5-HT引起血管收缩。
- 花生四烯酸(arachidonic acid)代谢产物,包括前列腺素(PG)、白细胞三烯(LT)、脂质素(LX)。前列腺素发挥扩张血管、抑制血小板凝集、增加血管通透性的作用,还可引起发热和疼痛。
- 血小板激活因子(platelet activating factor, PAF),具有激活血小板、增加血管通透性、引起支气管收缩等作用。
- 细胞因子(cytokines),是由多种细胞产生的多肽性物质,最重要的是肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-1(IL-1),可促进内皮黏附分子的表达以及其他细胞因子的分泌、促进肝脏合成各种急性期蛋白、促进骨髓向血液释放中性粒细胞等。包括各种化学趋化因子。
血浆中的炎症介质: - 激肽(kinin)系统:血浆中的激肽原在激肽原酶作用下转化为有活性的缓激肽(bradykinin),缓激肽使细动脉扩张、血管通透性增加、支气管平滑肌收缩并引起疼痛。
- 补体(complement)系统。补体由30余种膜结合型蛋白质、可溶性蛋白质和补体受体组成,是一组经过活化反应后可具有酶样活性的蛋白质,其存在于健康人和动物血清与组织液。补体激活后产生炎症介质C3a和C5a,发挥扩张血管和增加血管通透性、趋化白细胞、杀伤细菌等生物学功能。
- 凝血系统/纤维蛋白溶解系统。凝血酶(thrombin) 可以激活血管内皮细胞,促进白细胞黏附还可剪切补体C5产生C5a。纤维蛋白溶酶(plasmin) 可以降解纤维蛋白,提高血管通透性,还可剪切补体C3产生C3a。
2.4 急性炎症反应的终止- 在致炎因子被清除后,随着炎症介质的衰减,炎症反应逐渐减弱。
2.5 急性炎症的病理学类型在急性炎症过程中通常渗出性病变表现明显。 - 浆液性炎(serous inflammation):以浆液渗出为特征,渗出的液体主要来自血浆,也可由浆膜的间皮细胞分泌。
- 黏膜的浆液性炎又称浆液性卡他性炎,卡他(catarrh) 是指渗出物沿黏膜表面顺势下流的意思。
- 纤维素性炎(fibrinous inflammation):以纤维蛋白原渗出为主,继而形成纤维蛋白。
- 化脓性炎(suppurative inflammation):以中性粒细胞渗出并伴有不同程度的组织坏死和脓液形成为特点。多由化脓菌感染所致,亦可由组织坏死继发感染产生。
- 脓液(pus) 即脓性渗出物,是一种浑浊的凝乳状液体,含有脓细胞(变性、坏死的中性粒细胞)、细菌、坏死组织碎片和少量浆液。
- 出血性炎(hemorrhagic inflammation):炎症病灶的血管损伤严重,渗出物中含有大量红细胞。
2.6 急性炎症的结局- 局部蔓延:炎症局部的病原微生物可通过组织间隙或自然管道向周围组织和器官扩散蔓延,如急性膀胱炎可向上蔓延到输尿管和肾盂。
- 淋巴道蔓延:病原微生物沿淋巴液扩散,引起淋巴管炎和局部淋巴结炎。
- 血行蔓延:病原微生物直接或通过淋巴道侵入血循环,引起菌血症(bacteremia)(细菌入血)、毒血症(toxemia)(细菌的毒性产物或毒素入血)、败血症(septicemia)(细菌入血后大量繁殖并产生毒素,引起全身中毒症状和病理变化)甚至脓毒败血症(pyemia)。
3 慢性炎症慢性炎症是指持续数周甚至数年的炎症,根据形态学特点可分为一般慢性炎症(非特异性慢性炎症) 和肉芽肿性炎(特异性慢性炎症)。 发生于以下情况: 3.1 一般慢性炎症- 炎症灶内浸润的细胞主要为单核细胞、淋巴细胞和浆细胞。单核巨噬细胞系统的激活是慢性炎症的重要特征。
- 修复反应常有较明显的成纤维细胞和血管内皮细胞的增生、被覆上皮和腺上皮等实质细胞的增生。
3.2 肉芽肿性炎肉芽肿性炎(granulomatous inflammation) 以炎症局部巨噬细胞及其衍生细胞(上皮样细胞、多核巨细胞)增生形成境界清楚的结节状病灶(肉芽肿)为特征。
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