炎癥介質(zhì)是炎癥過程中形成或釋放、并參與炎癥反應(yīng)的活性物質(zhì)。通常,具備以下條件可認(rèn)為是炎癥介質(zhì):①用適當(dāng)濃度介質(zhì)可在相關(guān)組織引起相似的炎癥反應(yīng);②炎癥時(shí)介質(zhì)能從組織中釋放;③炎癥組織中存在該介質(zhì)生成的酶,當(dāng)介質(zhì)增加時(shí)有酶活性增強(qiáng);④體內(nèi)存在使該介質(zhì)分解、吸收或脫敏的機(jī)制;⑤用藥理學(xué)方法改變介質(zhì)的合成、儲(chǔ)存、釋放或代謝時(shí)可影響炎癥過程;⑥該介質(zhì)過多或缺乏對炎癥反應(yīng)有可預(yù)見的影響;⑦能證明在靶細(xì)胞上存在相應(yīng)的介質(zhì)受體,并可觸發(fā)或調(diào)節(jié)特異性炎癥反應(yīng)。
炎癥介質(zhì)的種類繁多,許多細(xì)胞因子可以是良好的炎癥介質(zhì),已在第五章敘述;其它的主要介質(zhì)可分為4類,見表8-3。
表8-3主要炎癥介質(zhì)
類別 | 主要介質(zhì) | 存在形式 |
血管活性與平滑肌收縮介質(zhì) | 組胺、腺苷、PAF、花生四烯酸產(chǎn)物 | 儲(chǔ)存釋放臨時(shí)生成 |
酶類介質(zhì) | 胰蛋白酶等 | 儲(chǔ)存釋放 |
趨化因子 | 細(xì)胞因子、PAF、補(bǔ)體產(chǎn)物、LTB4 | 儲(chǔ)存釋放臨時(shí)生成 |
蛋白聚糖 | 肝素 | 儲(chǔ)存釋放 |
(一)組胺
組胺(histamine)是最早發(fā)現(xiàn)的一種炎癥介質(zhì),分子量111,由左旋組氨酸脫羧后生成。組胺生成后儲(chǔ)存于肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞的顆粒中,占顆粒內(nèi)容物重量的10%。組胺在顆粒中以肝素結(jié)合的形式存在,當(dāng)通過脫顆粒作用釋放到細(xì)胞外時(shí),組胺與肝素分離,發(fā)揮活性作用。
組胺通過3種不同的靶細(xì)胞受體發(fā)揮生理作用,這些受體分別命名為H1、H2和H3,各自的組織活性見表8-4。
表8-4組胺受體及其活性
受體 | 活性及效應(yīng) |
H1 | 后微靜脈通透性增加,平滑肌收縮,肺血管收縮,細(xì)胞內(nèi)cGMP水平升高,粘液分泌增加,白細(xì)胞化學(xué)激活作用,肺部前列腺素的產(chǎn)生 |
H2 | 促進(jìn)胃酸分泌,促進(jìn)粘液分泌,提高細(xì)胞內(nèi)cAMP水平,白細(xì)胞化學(xué)激活作用,誘導(dǎo)T細(xì)胞抑制 |
H3 | 抑制組胺釋放,抑制組胺合成 |
組胺在炎癥中的作用主要由H1受體介導(dǎo),且于治療過敏反應(yīng)的抗組胺藥物也是通過選擇性地阻斷H1受體而發(fā)揮作用。H2受體可被西莫替丁和雷尼替丁阻斷,臨床上常用來治療消化性潰瘍。H3受體活化能抑制組胺的合成和釋放,使組胺的致炎作用減弱或消失;這是機(jī)體生理平衡需要的一種自限方式。
引起組胺釋放的因素很多,主要是IgE介導(dǎo)的反應(yīng);某些理化因素也可誘導(dǎo)組胺釋放。組胺的半衰期較短,約為30~60min;之后便被組胺酶及N-甲基轉(zhuǎn)移酶和單胺氧化酶作用,轉(zhuǎn)化為各種無活性的代謝產(chǎn)物隨尿排出。
組胺在炎癥中的作用如下:
(1)舒血管活性:組胺可引起微動(dòng)脈舒張,使毛細(xì)血管前阻力降低;使毛細(xì)血管后微靜脈的通透性增強(qiáng),血中大分子物質(zhì)滲出;這些變化導(dǎo)致局部充血水腫,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生休克。
(2)非血管平滑肌收縮:組胺可使多種組織的平滑肌收縮,支氣管平滑肌對組胺尤為敏感,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可因支氣管痙攣而致死。這是引起支氣管哮喘的主要機(jī)制。
(3)腺體分泌增加:組胺能引起胃酸大量分泌,其機(jī)制是與H2受體結(jié)合激活了腺苷酸環(huán)化酶,使細(xì)胞內(nèi)cAMP水平升高,因其胃壁細(xì)胞分泌增加。組胺對其他消化腺、支氣管腺和淚腺也有較弱的作用。
(4)致癢作用:組胺刺激神經(jīng)末梢可引起皮膚發(fā)線和瘙癢,這是過敏反應(yīng)常見的癥狀。
(二)花生四烯酸代謝產(chǎn)物
花生四烯酸為二十碳不飽和脂肪酸,它可經(jīng)磷脂酶C和二酰甘油脂酶的作用從膜磷脂釋放出來,也可經(jīng)脂酶A2直接作用于膜磷脂而產(chǎn)生;ㄉ南┧岬拇x產(chǎn)物有多種,主要可分為兩類:經(jīng)環(huán)氧化酶作用產(chǎn)生的前列腺素(prostaglandin,PG)類和經(jīng)脂氧化酶作用產(chǎn)生的白三烯(leukotrienes,LT)類。這類物質(zhì)不是儲(chǔ)存性介質(zhì),是在過敏反應(yīng)發(fā)生后才產(chǎn)生的。
1.前列腺素類環(huán)氧化酶的產(chǎn)物主要有:PGG2、PGH2、PHI2、PGF2和PGD2,另外還有一部分血栓素TXA2和TXB2等。PG在炎癥中的作用有:①舒張血管作用,肥PGI2作用最強(qiáng);②對支氣管、胃腸和子m.bhskgw.cn/zhicheng/宮平滑肌的收縮作用;③增強(qiáng)腺體分泌作用;④趨化因子作用;⑤免疫癥調(diào)節(jié)作用:PGE2低濃度時(shí)能抑制腺苷酸環(huán)化酶,使cAMP水平降低引起炎癥;當(dāng)高濃度時(shí)又可使cAMP水平升高,產(chǎn)生炎癥抑制效應(yīng),例如可抑制嗜堿性粒細(xì)胞釋放組胺、抑制Tc細(xì)胞的殺傷作用、抑制中性粒細(xì)胞趨化運(yùn)動(dòng)和溶酶體酶的釋放等。
2.白三烯類脂氧化酶產(chǎn)物主要有LTB4、LTC4、OTD4和LTE4。其中LTB4是一種趨化因子。LTC4、OTD4和LTE4過去曾統(tǒng)稱為過敏反應(yīng)的慢反應(yīng)物質(zhì)(SRS-A);可使平滑肌收縮和粘液分泌,LTs收縮支氣管的能力比組胺強(qiáng)1001000倍,持續(xù)時(shí)間也長,是引起支氣管哮喘的主要原因。另外,LTs還可引起血壓下降和心律失常。
(三)血小板激活因子
血小板激活因子(plateletactivaitngfactor,PAF)是一種磷脂類介質(zhì),主要由活化的肥大細(xì)胞和血小板釋放,因有激活血小板的能力而命名。PAF可凝聚和活化血小板,使其釋放活性胺類,引起毛細(xì)血管擴(kuò)張和通透性增強(qiáng);可激活中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞,是已知的最強(qiáng)的嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子;注入皮膚可引起紅腫和白細(xì)胞浸潤;吸入時(shí)可引起急性的支氣管收縮。PAF正常情況下以一種非活化形式儲(chǔ)存于細(xì)胞中,細(xì)胞活化時(shí)釋放出來,經(jīng)磷脂酶D作用后失去活性。
(四)感覺神經(jīng)肽
感覺神經(jīng)肽是一組由感覺神經(jīng)末梢釋放的肽類物質(zhì),主要包括P物質(zhì)(SP)、神經(jīng)激肽(neurokinin)A、B(NKA,NKB)及降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)等。
感覺神經(jīng)肽具有明顯的促炎作用,能通過軸突反射機(jī)制引起神經(jīng)源性炎癥和加重炎癥反應(yīng)。CGRP對人皮膚是一種很強(qiáng)的血管擴(kuò)張劑,大劑量時(shí)引起血管壁通透性增加,形成蕁麻疹。而SP除能引起血管擴(kuò)張外,更是一種極強(qiáng)的致水腫因子。體外研究表明,SP具有收縮人支氣管平滑肌的作用,NKA作用更強(qiáng)。SP還可刺激呼吸道粘膜分泌。在致炎因子作用下,從感覺神經(jīng)末梢釋放的SP,能使鄰近的肥大細(xì)胞釋放組胺,而組胺和激肽等炎癥介質(zhì)又可刺激感覺神經(jīng)末梢釋放SP。
(一)酶類介質(zhì)
炎癥細(xì)胞顆粒中存在多種酶類介質(zhì),細(xì)胞脫顆粒時(shí)釋放出來,參與補(bǔ)體活化、血液凝固或激肽(kinin)的生成。
1.激肽原酶(kininogenase)為肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞顆粒中含有的酶類之一,釋出后可活化激肽生成系統(tǒng),將血漿中的激肽原轉(zhuǎn)變?yōu)榧る。激肽生成系統(tǒng)是血液中除補(bǔ)體外的第二大介質(zhì)形成系統(tǒng),其多種中間產(chǎn)物與補(bǔ)體系統(tǒng)互有聯(lián)系,終產(chǎn)物主要是緩激肽(bradykinin)。
緩激肽是9個(gè)氨基酸殘基組成的小分子肽,可引起平滑肌收縮和血管通透性增加,刺激神經(jīng)末梢引起疼痛。緩激肽的作用緩而持久,特別是對支氣管的子宮平滑肌的作用更加明顯。
2.類胰蛋白酶(trytpase)是肥大細(xì)胞顆粒中的另一酶類,能裂解補(bǔ)體成分C3產(chǎn)生C3a,也可作用于多種凝血因子。C3a是一種過敏毒素,也是一種趨化因子。
(二)趨化性介質(zhì)
趨化因子是能吸引吞噬細(xì)胞作定向運(yùn)動(dòng)的化學(xué)物質(zhì),是一類重要的炎癥介質(zhì)。其中有一部分是細(xì)胞因子(第五章已述);一部分是補(bǔ)體裂解產(chǎn)物(第三章已m.bhskgw.cn/hushi/述);另外,PAF和LTB4等對中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞也有趨化作用。
(三)蛋白聚糖
肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞的顆粒中富含一種蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物,稱為蛋白聚糖(proteoglycans)。蛋白聚糖形成了顆粒的結(jié)構(gòu)基質(zhì),也作為半抗原和其他介質(zhì)的結(jié)合部位,例如硫酸軟骨素主要就是這些功能。還有一些具有不同調(diào)節(jié)活性的蛋白多糖,如肝素,它除了具有抗凝血活性外,還有調(diào)節(jié)類胰蛋白酶的活性;每個(gè)肥大細(xì)胞約含5pg的肝素。