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第三章炎症，组织损伤和修复炎症定义炎症是活体组织对细胞损伤的一种反应。它同时包含固有免疫途径和适应免疫途径。目的炎症的目的是限制和消除炎症因子，减少组织损伤，并使组织恢复正常。炎症可以被分成两种类型：急性和慢性。这两种类型并不是相互排斥的，它们有部分是重叠存在的。急性炎症和慢性炎症的比较急性炎症慢性炎症反应是组织对损伤的初期反应是组织对损伤的持续反应发病时立即反应缓慢反应免疫类型固有免疫细胞介导的免疫主要细胞类型多形嗜中性粒细胞淋巴细胞，浆细胞，巨噬细胞持续时间几小时到几周几周，几月，甚至几年血管反应显著不是很显著引起急性炎症的原因急性炎症的原因有：·物理因素——例如，创伤，撞击，寒冷。·化学物质。·微生物感染。·免疫引起的超敏反应。·组织坏疽，例如，由于缺血和缺氧导致的坏疽。引起慢性炎症的原因慢性炎症通常是某种基本反应发展而成的，这种基本反应是由于：·微生物对吞噬细胞或胞内杀伤的抵抗。例如，肺结核（TB），麻风病。·外来物——内生的（骨，脂肪组织，尿酸结晶）或外生的（二氧化硅，缝线材料，移植假体）。·某些自身免疫疾病，例如，桥本龙太郎甲状腺炎，风湿性关节炎，接触性超敏反应。·原发性肉芽肿——克罗恩病，结节病。有时候，由于致炎因子的持续存在，急性炎症之后会继发慢性炎症。下图显示了炎症的转归。炎症的转归急性炎症急性炎症的典型症状急性炎症的典型症状有：·发红（rubor）。·发热（calor）。·肿胀（tumour）。·疼痛（dolor）。·功能丧失（functiolaesa）。这些典型症状是由急性炎症的速发血管反应和细胞变化因素引起的。这些变化的主要作用是把免疫系统成分带到损伤部位。血管反应广泛血管舒张（充血）小动脉和前毛细血管括约肌舒张，引起血流增加和静水压增高。内皮细胞收缩内皮细胞的胞间连结变宽，导致：·内皮细胞间窗口（即裂口）的增加。·血管对血浆蛋白的通透性增加。蛋白质从血浆中漏到组织间隙中，导致血浆胶体渗透压下降。炎性水肿静水压的增加（源于充血）和血浆胶体渗透压的降低（源于蛋白质漏到组织间隙中）共同引起液体从血浆净向流动到组织间；这就是炎性水肿。作为其结果，血浆黏性增加，流量减小。炎性水肿的益处组织中液体的增加稀释了毒素。组织中蛋白质的增加提供了保护性抗体，并使纤维蛋白沉积下来。细胞的变化多形嗜中性粒细胞通过内皮细胞连结，侵入受损组织，减轻损伤造成的影响。细胞的变化分四个时期：1.多形嗜中性粒细胞着边（附集于血管壁）。2.多形嗜中性粒细胞黏附（‘铺壁’）——粒细胞黏附于急性炎症处的血管内皮。3.多形嗜中性粒细胞迁移——粒细胞以阿米巴运动（变形运动）通过内皮细胞连结，从小静脉进入组织间隙中（血细胞渗出）。4.多形嗜中性粒细胞的趋化作用——可能是受化学物质（化学吸引素）的驱动，多形嗜中性粒细胞趋向组织损伤处，并且释放。这些化学吸引素被认为是白三烯，补体成分，以及细菌产物。吞噬作用和细胞内杀伤在损伤处，嗜中性粒细胞和单核细胞吞噬废物和外来碎片。在吞噬后，白细胞试图通过下列方式肃清被吞噬的材料：·向吞噬体内排泄溶酶体酶。·激活强力氧化剂，例如，H2O2，游离氧根，酸，等等。细胞活素释放多形嗜中性粒细胞还释放另外的细胞活素，涉及下列功能：·趋化更多的白细胞。·提高血管通透性。·产生系统性发热（热原质）。炎症的化学介体炎症介导系统有不同的几种，它们共同作用产生炎症，而没有哪种单一的化学介体可以产生炎症反应的任何一项特征。在所有的介体系统中都存在有调节机制。补体系统补体系统是一系列连续的血清蛋白，由超过20种蛋白质组成；一种蛋白质的激活产物激活另一种蛋白质。见下图补体系统简化版激肽激肽是有血管活性的小肽（大约10个氨基酸）。缓激肽是最为人熟知的，通过增加血管通透性和产生痛觉，来发挥其影响。这两种影响都是急性炎症最主要的特征。激肽系统由活化的凝血因子Ⅻ来激活。花生四烯酸，前列腺素，以及白三烯在急性炎症过程中，嗜中性粒细胞和柱状细胞的膜磷脂代谢形成前列腺素和白三烯。药物的抗炎作用，例如糖皮质激素，阿司匹林，以及阿司匹林类药物，就是发挥其作用来抑制前列腺素的产生。详情见后图。血小板激活因子血小板激活因子在去颗粒作用中从柱状细胞和嗜中性粒细胞中释放。它们有如下作用：·诱导血小板聚集和去颗粒化。·增加血管通透性。·诱导白细胞黏附在内皮细胞上。·刺激花生四烯酸派生物的合成。花生四烯酸的形成和代谢细胞活素细胞活素是一个化学信使家族，由T淋巴细胞和巨噬细胞释放。其作用距离短（自分泌和/或旁分泌），与目标细胞表面的特异受体结合。细胞活素包括：·淋巴因子——由淋巴细胞产生的细胞活素。·单核因子——由单核细胞/巨噬细胞产生的细胞活素。·白细胞介素——作用于白细胞之间的细胞活素（有超过15种类型）。·生长因子。·肿瘤坏死因子——杀死肿瘤细胞，但也刺激脂肪和肌肉分解，导致体重流失。慢性炎症单核细胞的渗透和肉芽组织形成慢性炎症中涉及到的细胞有：浆细胞，多核巨细胞，成纤维细胞，巨噬细胞，淋巴细胞，以及毛细血管内皮细胞。慢性炎症部位中，下列细胞占主导地位：·淋巴细胞。·浆细胞（因为它产生抗体）。·巨噬细胞（是吞噬细胞）。有些巨噬细胞融合形成多核巨细胞。损伤组织通常被巨噬细胞清除。它缓慢地被肉芽组织替代，肉芽组织由新生的毛细血管和结缔组织组成，这些新生的毛细血管和结缔组织来自成肌纤维细胞（即可以收缩的变形成纤维细胞）及其分泌的胶原蛋白。创口的愈合一期愈合在相对的两侧创缘被纤维蛋白沉积所连结，随后纤维蛋白被胶原蛋白取代，并被外皮的生长所覆盖。二期愈合二期愈合涉及下列过程：·由于大规模的组织损伤，导致创缘不相近。·组织缺损被肉芽组织填充。·上皮细胞再生，覆盖表面。·肉芽组织最终收缩导致瘢痕形成。创口可以由一期愈合方式或二期愈合方式来愈合。愈合方式的类型取决于组织损伤的程度：·极小的组织流失——由一期愈合完成。·广泛的组织流失——由而求和完成。瘢痕形成肉芽组织内的成肌纤维细胞互相粘连，并与相邻的细胞外基质粘连。成肌纤维细胞收缩，使周围的基质相互靠近，使得缺损的面积减小。慢性炎症的类型纤维蛋白性炎纤维蛋白性炎是组织表面数目增加的纤维蛋白的沉积导致的，例如，在急性胸膜炎继发急性大叶性肺炎的过程中。纤维蛋白的存在使炎症的消退被抑制。化脓性炎化脓性炎的特征是脓液的产生，通常是由化脓细菌感染引起的，例如金黄色葡萄球菌及生脓链球菌。脓液被一层正在萌发的毛细血管，多形嗜中性粒细胞，以及成纤维细胞构成的“生脓膜”所环绕。化脓性炎有两种类型：浅表的，例如疖。还有深层的，例如，诸如胆囊这样的中空内脏内部的脓肿。在深层类型中，外流管道的黏膜层可能会与纤维蛋白融合，引起积脓。可能会形成漏管——即黏膜表面之间的异常通道。出血性炎如果损伤严重，该区域的血管可能破裂，例如，出血性肺炎。肉芽肿性炎肉芽肿性炎是慢性炎症的一种。在这种炎症中，变形巨噬细胞（上皮样细胞）聚集形成小团或肉芽肿，周围环绕淋巴细胞。这种情况的出现常常是为了应付巨噬细胞内难以消化的颗粒物的存在，例如：·微生物对细胞内杀伤的抵抗，例如，结核分枝杆菌和麻风分枝杆菌。·异物——内生异物（例如。骨，脂肪组织，尿酸结晶）；外生异物（例如。二氧化硅，缝线材料，移植假体）。有一些自发因素可以引起肉芽肿性炎，例如，克罗恩氏病和结节病。肉芽肿通常含有多核巨细胞——朗格汉斯巨细胞，异物巨细胞，以及杜顿巨细胞——这些细胞要么是由许多巨细胞融合形成，要么是由不伴随胞浆分裂的核分裂形成。溃疡当某个器官或组织的表面由于坏死而缺失时，形成溃疡，然后溃疡被炎症组织所取代。溃疡最常见的部位是消化道和皮肤。慢性溃疡是组织损伤和组织修复之间的一种平衡。例如胃酸和机体愈合反应（即慢性炎症反应）之间的平衡。组织坏死细胞坏死细胞可能受到可逆损伤（不完全损伤）或不可逆损伤（完全损伤）。损伤的类型取决于：·损害的属性和持续时间。·受影响的细胞种类。·组织的再生能力。注意，没有一个绝对的超微结构上的标准来区分可逆细胞损伤和不可逆细胞损伤，可逆损伤的细胞和不可逆致死损伤的细胞之间是连续的。坏死坏死是细胞或组织的死亡，但这些细胞或组织仍然是活体的一部分。不管细胞是因为什么原因死亡的，都会出现下列情况造成坏死：·细胞内能量系统耗竭。·细胞质内的细胞器破裂。·细胞内酶释放。·产生自由氧基。·细胞核瓦解。·质膜的改变。细胞死亡的机制细胞死亡的原始机制取决于损伤的类型，在下图中有总结：细胞损伤的机制坏死的组织学类型凝固性坏死凝固性坏死是最常见的坏死形式，典型的凝固性坏死发生在心脏，肾脏和脾脏，但它也可以发生在大多数组织。死亡的组织最初是肿胀而坚硬的，但之后被巨噬细胞消化而变软。死亡的细胞还维持着一个“形骸”轮廓，并且坏死区域高度嗜酸性（被伊红染色）。坏死组织通常引起炎症反应；受损组织被巨噬细胞移除，并修复或再生。溶解性坏死这种坏死典型发作于脑部，因为其支持基质最少。坏死的神经组织会经历完全液化，而在神经末梢周围发生神经胶质反应，伴随最终囊肿的形成。干酪样坏死（干酪样变）常见于TB（结核病）。组织病理学上，正常组织体系结构完全丧失，被无定形的，似颗粒的，嗜酸性的组织所取代。坏死部位有大量的脂肪，外观让人想起松软干酪，因此叫做干酪样变。坏疽坏死组织被腐败性有机物侵入，特别是梭状芽孢杆菌。组织由于血红蛋白的分解而呈现绿色或黑色。干性坏疽干性坏疽的一个例子就是脚趾的缺血性坏死，常见于伴有动脉逐渐堵塞的老年人。腐败的过程非常缓慢，并且存在的腐败性有机物数目也很小。湿性坏疽湿性坏疽的例子是肠的缺血性坏死（梭状芽孢杆菌在肠内普遍存在），或内脏的绞窄，或虚胖糖尿病患者腿部动脉堵塞引起的缺血性坏死。组织在坏死过程开始时由于水肿或静脉堵塞而潮湿。气性坏疽气性坏疽是健康组织的一种原发性感染，导致腐败性坏死。纤维蛋白样坏死纤维蛋白样坏死见于恶性高血压，该病中增高的动脉压导致平滑肌壁的坏死。血浆漏到血管中层，伴有继发的纤维蛋白沉积，因此叫做纤维蛋白样坏死。血管壁的组织学外观强烈嗜酸性。实际上这种坏死通常不明显。脂肪坏死脂肪组织损伤可能是因为：·直接创伤——创伤后甘油三酸酯的释放引发迅速的炎症反应。脂肪被嗜中性粒细胞和巨噬细胞吞噬，最终导致纤维化。·脂肪分解酶——在急性胰腺炎中，脂肪酶从受损的腺泡中释放，作用于腹膜腔中的脂肪细胞，如下：脂肪酶Ca2+甘油三酯脂肪酸不溶性脂肪酸盐。不溶性钙盐外观上像是分散在其它正常脂肪组织中的发白的白垩色区域。细胞凋亡细胞凋亡是一种消耗能量的细胞死亡机制，旨在剔除有害的细胞个体；它也叫做“程序性细胞死亡”。细胞凋亡被抑制会导致细胞累积，例如肿瘤形成，而凋亡增强会造成细胞损失，例如萎缩。凋亡可以是生理性的（即，与维持成年人的器官大小，以及胚胎时期器官的发展和重建、有关），或者是病理性的（即，对不可修复的DNA损伤的一种反应，以此防止基因异常的细胞永生化）。凋亡的各个阶段凋亡过程有下列四个阶段。准备阶段此阶段是引起细胞死亡所需的各种酶的合成时期。没有细胞结构的改变。酶的活化阶段核酸内切酶离开把染色质分成若干小段，导致DNA分裂。蛋白酶降解细胞骨架，导致细胞收缩。质膜和细胞器仍然完好。细胞的分解阶段细胞分解成凋亡小体。每个碎片内含有可存活的线粒体和完整的细胞器。在凋亡小体外有完整的质膜存在，可以解释凋亡小体为什么不引起炎症。吞噬阶段凋亡碎片被毗邻的细胞吞噬和杀死。然后周围的细胞靠拢，填充原来细胞留下的空隙。下表对比了由凋亡导致的细胞死亡和由坏死导致的细胞死亡。由坏死和凋亡导致的细胞死亡的对比特征坏死凋亡发生病理情况下生理条件或病理条件下涉及到的细胞数量一团细胞中的多个细胞单个细胞细胞状况胞膜破裂胞膜保持完整外观细胞肿胀并溶解细胞收缩，裂成碎片周围的反应有炎症细胞存在（例如。嗜中性粒细胞和/或巨噬细胞）没有周围反应死亡细胞的结局被炎症细胞吞噬被同组织的邻近细胞吞噬生化机制细胞内反馈机制丧失（不需要能量）DNA被核酸内切酶分解成小段（此过程需要能量）·描述一下急性炎症的机制：血管反应和细胞变化。·什么是炎症的化学介体？·描述一下慢性炎症的机制。·大体描述一下一期愈合和二期愈合，以及瘢痕