炎症介质与细胞因子

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激肽样作用:能使血管扩张,通透性增加,引起炎性渗出和水 肿。(C2a)
过敏毒素作用:能使肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒,释放组 胺等血管活性物质,引起血管扩张,通透性增强,平滑肌收 缩和支气管痉挛等症状。 (C3a、C4a和C5a)
趋化作用:能吸引中性粒细胞和单核-吞噬细胞向炎症病灶部位 聚集,发挥吞噬作用,释放炎性介质引起或增强炎症反应。 ( C3a和C5a)
炎症介质与细胞因子
重症医学科 杨丽丽
SIRS是指感染或非感染因素作用于机体而引起的一种难以控
制的全身性炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome)
其它
细菌
真菌
感染 败血症 SIRS 病毒 寄生虫 其他
创伤 烧伤
胰腺炎
SIRS的临床表现
(1) 体温 : >38℃或 <36℃;
(1)不同介质系统相互之间有着密切的联系 ,这些炎症 介的作用是交织在一起的。 (2)几乎所有介质均处于灵敏的调控和平衡体系中。
在细胞内处于严密隔离状态的介质,或在血浆和组织内 处于前体状态的介质,都必须经过许多步骤才被激活。在 其转化过程中,限速机制控制着产生介质的生化反应速度。 介质一旦被激活和被释放,又将迅速被破坏或灭活。机体 是通过这种调控体系而使体内介质处于动态平衡。
炎症介质的种类
细胞源性
细胞因子 脂类炎症介质 粘附分子 活性氧代谢产物
血浆源性
补体 缓激肽 纤维蛋白原降解产物
Fra Baidu bibliotek
白细胞游出是炎症反应的最重要指征,白细胞从血管内 到血管外游出包括白细胞边集、粘着、游出等阶段,粘 附分子在白细胞粘着过程起重要作用。 粘附分子包括:选择蛋白类、免疫球蛋白类、整合蛋白 类、粘液样糖蛋白类。
二、炎症介质的种类
细胞源性
细胞因子 脂类炎症介质 粘附分子 活性氧代谢产物
血浆源性
补体 缓激肽 纤维蛋白原降解产物
细胞因子
细胞因子(cytokine)是多种细胞所分泌的能调节细胞生长
分化、调节免疫功能、参与炎症发生和创伤愈合等具有生物活性 的低分子量蛋白质或多肽的总称。
细胞因子都是低分子量蛋白质 主要由免疫细胞分泌,在炎症及免疫反应过程调节反应的幅度及持续时间。 通过靶细胞表面的高亲和受体作用,多个细胞因子相互作用于受体形成
中性粒细胞、单核-巨噬细胞、血小板、内皮细胞
细胞变形脱颗粒 分泌炎症介质 表达粘附分子
炎症细胞激活
炎症介质的泛滥
在炎症过程中由细胞释放或由体液产生的、参 与或引起炎症反应的化学物质称为炎症介质 (inflammatory mediators) 炎症介质的特点: 来源于细胞或血浆 通过受体介导或激活发挥作用 可使靶细胞产生第二级炎症介质 一种介质可作用于一种或多种靶细胞 有潜在的致损伤能力
(二)5-羟色胺 存在——主要在哺乳动物消化道胃腺、肠腺上皮细胞之间的 嗜银细胞内,血小板、中枢神经组织、受损伤的组织细胞也 可释放。 作用——同组胺,使血管壁通透性↑,还能引起痛觉反应。使 血管通透性增大的作用比组胺大。
二、血管活性酸性脂类
血管活性酸性脂类是花生四烯酸的代谢产物,有前列 腺素(PG)和白细胞三烯(LT)。 花生四烯酸是二十碳不饱和脂肪酸,正常存在于细胞 膜磷脂内。 在炎症刺激如化学、物理和其它炎症介质作用下,细 胞的磷脂酶被激活,而从膜磷脂释放出花生四烯酸。 在炎症时,嗜中性粒细胞的溶酶体是磷脂酶的重要来 源。 分解代谢途径 环氧化酶途 前列腺素
促进伤口愈合。
INF
单核细胞分泌INFα 成纤维细胞分泌INFβ
I型干扰素
活化T细胞/NK细胞分泌γ Ⅱ型干扰素
激活巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、血管内皮细胞产生 生物学活性。
炎症介质的种类
细胞源性
细胞因子 脂类炎症介质 粘附分子 活性氧代谢产物
血浆源性
补体 缓激肽 纤维蛋白原降解产物
一、血管活性胺类
炎症介质的种类
细胞源性
细胞因子 脂类炎症介质 粘附分子 活性氧代谢产物
血浆源性
补体 缓激肽 纤维蛋白原降解产物
活性氧代谢产物: 主要来自嗜中性粒细胞和单核细胞 功能: 损伤血管内皮细胞导致血管通透性增加; 灭活抗蛋白酶(如可灭活α1抗胰蛋白酶),导致蛋白酶
活性增加,可破坏组织结构成分,如弹力纤维;
增加对血管内皮细胞的粘附。 (4)引起代谢紊乱,导致恶液质; (5)介导内毒素致感染性休克。 (6)促进内皮细胞表面产生促凝因子,而抑制内皮细胞产生抗
凝活性的蛋白C,从而使内皮细胞表面由抗凝表面转化为促凝 表面,引起全身弥漫性血管内凝血,在局部引起组织坏死。 (7)抑制骨髓造血干细胞的分裂;
IL-6
脂质氧化酶途径 白细胞三烯
(一)白细胞三烯酸 作用——增强血管通透性;
是强有力的白细胞趋化因子和血小板凝聚因子; 可使血管收缩、引起平滑性收缩,使支气管痉挛 但这些作用不是同时相的,它们通过不同角度参与炎症。 (二)前列腺素 作用——扩张毛细血管、增强通透性,吸引白细胞游出; 增强组织胺、缓激肽的致痛作用; 热原(发热时,脑脊髓液中PG增多); 能增强胶原生物合成,促进炎区纤维化。 PG在低浓度时,促炎作用;药理剂量时,抑炎作用。 阿斯匹林、消炎痛、水杨酸钠等抗炎剂有抑制PG合成作用; 肾上腺糖皮质激素抑制PG的合成和释放 。
炎症介质的种类
细胞源性
细胞因子 脂类炎症介质 粘附分子 氧自由基与NO
血浆源性
补体 缓激肽 纤维蛋白原降解产物
有三种与炎症有关的肽类,即缓激肽、胰激肽、蛋 氨酰赖氨酰缓激肽。
产生——肝细胞产生的一种α球蛋白即血浆中的激 肽原。
激肽系统的激活最终产生均产生缓激肽,后者可引 起细动脉扩张、内皮细胞收缩、细静脉通透性增加, 以及血管以外的平滑肌收缩。 缓激肽很快被血浆和组织内的激肽酶灭活,其作用主
巨噬细胞激活
PGE2、白三烯B4、血栓素等
呼吸爆发
蛋白水解酶释放
活性氧生成 (弹力酶、胶原酶、TNFα、IL-1、PAF等
组织蛋白酶等) 攻击细胞膜
血管内皮损伤
全身炎症反应综合征
一、炎症细胞激活和炎症介质的异常释放
炎症反应的基本因素: 炎症细胞:巨噬细胞、粒细胞、淋巴细胞、血小板、
内皮细胞 炎症介质:TNF、IL、PAF、LTs、PGs、粘附分子、
组织胺、缓激肽、C3a、C5a、LTC4、LTD4、LTE4 PAF、活性 氧代谢产物、P物质
趋化作用 C5a、LTB4、细菌产物、嗜中性粒细胞阳离子蛋白、细胞因子 (例如IL-8)
发热 疼痛
细胞因子(IL-1、IL-6、和TNF等)、 PGPGE2、缓激肽
组织损伤 氧自由基、溶酶体酶、NO
炎症介质的作用有两点要注意:
IL-1
主要由活化的单核-巨噬细胞产生,可通过多种途径发挥 广泛生物学效应,在免疫应答和炎症反应过程中起重 要作用。
作为内源性致热源,引起发热;
参与免疫应答,并刺激靶细胞产生多种细胞因子;
参与炎症反应(促进单核巨噬细胞和血管内皮细胞合成 多种细胞因子、粘附分子等多种炎症介质,促进合成 急性期反应蛋白等作用);
(2) 心率 : >90/min;
(3) 呼吸增快 : >20/min或过度换气 PaC02<32mmHg(4.3kPa);
(4) 白细胞 : >12×109/L或<4×109/L或不成熟 中性白细胞(带状核)>0.10。
感染、创伤等病因
组织损伤
补体激活(C3a、C5a和C5b-9)
白细胞贴壁、粘附和瘀滞
启动瀑布式炎症级联反应
参与组织细胞损伤
激活凝血系统和补体系统
参与创伤后的高代谢
高浓度--- 内分泌效应
(1)作为内源性致热源,可直接作用于下丘脑神经元而引起 发热,可激活嗜中性粒细胞的作用。
(2)协同IL-1、IL-6诱导肝细胞合成急性期蛋白; (3)促进嗜中性粒细胞脱颗粒,产生超氧阴离子、过氧化氢,
细胞因子的生物学活性
介导天然免疫
介导天然免疫的细胞因子主要由单核-巨噬细胞分泌,表现抗病毒 和细菌感染的作用。 I型干扰素、IL-15和IL-12是三种重要的抗病毒细胞因子。 TNF、IL-1、IL-6和趋化因子又被称为前炎症细胞因子,是启动抗 菌炎症反应的关键细胞因子。
介导和调节特异性免疫应答
T细胞、B细胞、单核细胞、成纤维细胞、内皮细胞均可 产生IL-6,因而作用靶细胞广泛,从而在细胞因子网 络中发挥多种效应,如:T细胞、B细胞刺激因子,参 与免疫调节;诱导肝细胞合成急性期反映蛋白,刺激 肝脏合成纤维蛋白原等血浆蛋白,参与促凝反应;刺 激造血;防御作用等。
血浆IL-6水平可作为细胞因子级联反应激活的一个标志, 反映宿主炎症反应与疾病严重程度的相关度,可作为 反映脓毒症预后的一个指标。
自由基、溶酶体酶、蛋白酶、缓激肽、补体系统。它 们之间形成瀑布样连锁反应,使炎症反应失控。 靶细胞:器官或系统的实质细胞、上皮细胞 效应:微循环障碍和内脏器官代谢功能和形态损伤; 凝血功能紊乱、微血管微血栓形成。
炎症细胞激活(activiation of inflammatory cells)
来自病源微生物,其抗原与抗体结合,通过经典途径激活; 内毒素通过旁路途径激活。 坏死组织释放的酶激活,如C3、C5。激肽、纤维蛋白和降 解系统的激活,其产物也能激活补体。
补体的生物学功能 1、溶菌和细胞溶解作用 2、调理作用:血清调理素(如抗体、补体)与 细菌及其他颗粒物结合,可促进吞噬细胞的吞噬作用。 3、免疫粘附 4、炎症介质作用
细胞因子网络 不同于内分泌激素,它产生作用为局部性及短暂性。 作用强, 低浓度即显示生物学效应。 多种细胞因子有刺激生长及增强机体功能等调节作用,而导致免疫及炎症
反应增强, 而IFN-γ及TNF-β 产生低调节作用。
细胞因子按功能分类
六大类(按功能分类): 白细胞介素(interleukins,ILs) 干扰素(interferon,IFN) 肿瘤坏死因子(tumor necrosis factorTNF) 集落刺激因子(colony- stimulating factor,CSF) 趋化因子(chemokines) 生长因子(growth factor,GF)
在细胞膜上至少存在有3种组胺受体亚型,即H1、H2、H3 受体。组胺作用于不同的受体,可产生甚至完全相反的生 物学效应。 H1 环磷酸鸟苷 血管内皮细胞收缩 细动脉扩张、细 静脉通透
促进组织生长和修复
H2 环磷酸腺苷 引起平滑肌松弛,尤其是调节免疫 应答而发挥抗炎作用 H3能反馈性地抑制组胺的合成和释放 作用时间短,易被组胺酶灭活。炎症早期出现。 组胺还能使支气管、小肠平滑肌收缩痉挛;促进粘液腺分 泌,有致痛作用等。
(一)组胺(histamine):
广泛分布于各种组织中,以肺、肠、皮肤含量最高。 肥大细胞、嗜碱性粒细胞的颗粒中、血小板、坏死组织 均可产生组氨。 引起肥大细胞脱颗粒的因素:创伤、寒冷、热等物理因 素,与抗体结合所致的免疫反应,补体片断(C3a和 C5a),白细胞来源的组胺释放蛋白,神经多肽,细胞因 子(白细胞介素-1、白细胞介素)等。
损伤红细胞或其它实质细胞。
炎症介质的种类
细胞源性
细胞因子 脂类炎症介质 粘附分子 氧自由基与NO
血浆源性
补体 缓激肽 纤维蛋白原降解产物
补体系统(complement system) 是存在于正常人和动物血清与组织液中的一组经活化后具有 酶活性的蛋白质。补体是由30余种可溶性蛋白、膜结合性蛋 白和补体受体组成的多分子系统,故称为补体系统。在炎症 的复杂环境中,激活补体有来自三大方面的因素:
要局限在血管通透性增加的早期。
炎症介质的种类
细胞源性
细胞因子 脂类炎症介质 粘附分子 氧自由基与NO
血浆源性
补体 缓激肽 纤维蛋白原降解产物
血管内皮细胞损伤
组织损伤
内外源凝血途径激活 凝血酶
广泛微血栓形成和器官微循环障碍
主要炎症介质的作用
功能
血管扩张
血管通透 性升高
炎症介质种类
组织胺、缓激肽、PGE2、PGD2、PGF2、PGI2、NO
介导和调节特异性免疫应答的细胞因子主要由抗原活化的T淋巴细 胞分泌,调节淋巴细胞的激活、生长、分化和发挥效应。
诱导凋亡
激活诱导的细胞凋亡是一种重要的免疫应答负调节机制。
刺激造血
TNF
主要由活化的单核-巨噬细胞分泌,具有高亲和力的TNF受体 存在于肝、肾、肺、肠、肌肉及多种细胞表面。
它有多种生物学效应, 它对血管内皮细胞、白细胞、单核巨 噬细胞、破骨细胞、滑膜细胞等具有广泛的调节效应。
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