急性炎症反应

介绍

炎症是身体对抗感染性或非感染性病因的先天防御机制的一部分。这种机制是非特异性的和即时的。[1] 炎症有五个基本迹象，包括： 热 （卡路里）， 发红 （红肿）， 肿胀 （肿瘤）， 疼痛 （多洛尔）， 和功能丧失 （功能laesa）.炎症可以根据对伤害原因作出反应的过程时间分为三种类型;急性，在受伤后立即发生并持续数天，慢性炎症可能持续数月甚至数年，当急性炎症无法解决时，亚急性是从急性到慢性的转变期，持续2至6周。

急性炎症在特定损伤后开始，这将导致可溶性介质（如细胞因子、急性期蛋白和趋化因子）促进中性粒细胞和巨噬细胞向炎症区域的迁移。[3] 这些细胞是天然先天免疫的一部分，可以在急性炎症中发挥积极作用。如果这种炎症在六周后没有消退，这将导致急性炎症从亚急性炎症发展为慢性炎症，T淋巴细胞和浆细胞迁移到炎症部位。如果这种情况持续存在而没有恢复，那么组织损伤和纤维化就会随之而来。其他种类的细胞，如巨噬细胞和单核细胞，在急性和慢性炎症中发挥作用。在本文中，我们将讨论“急性炎症”。

关注的问题

急性炎症是一种即时的适应性反应，由几种有害刺激引起，特异性有限，例如感染和组织损伤（组织坏死）。受控的炎症反应通常是有益的，这在提供对感染性生物的保护方面可以清楚地看到，包括结核分枝杆菌、原生动物、真菌和其他寄生虫。然而，如果不加以调节，它可能会变得有害，例如在脓毒性休克中可见。[4] 炎症途径由一系列涉及诱导剂、传感器、介质和效应物的事件组成。[5] 

该过程将在诱导剂存在的情况下启动，诱导剂可以是传染性生物体或非感染性刺激，例如异物和来自坏死细胞或受损组织的信号。反过来，这将激活传感器，这些传感器是专门的分子。然后，传感器将刺激介质，介质是内源性化学物质，可以引起疼痛，激活或抑制炎症和组织修复，并且可以激活效应器，即组织和细胞。[6] 这些参与者可以一起行动，并在炎症过程中产生多种替代途径，具体取决于刺激的类型。炎症过程的目标是恢复体内平衡，无论原因如何。[4]

原因

炎症的原因或诱导剂可分为两大类：外源性和内源性诱导剂。[4]

1.外源性诱导剂。

这种分组可以进一步细分为两类;微生物和非微生物外源诱导剂。

A.微生物诱导剂。

微生物诱导剂分为两类。第一类是病原体相关分子模式（PAMP），它由所有微生物携带。第二类是仅限于病原体的毒力因子。毒力因子由于其活性的影响而引发炎症反应。例子包括蠕虫产生的酶活性和细菌产生的外毒素，它们将被已知或未知的传感器感知。

B. 非微生物

原因包括过敏原、有毒化合物、刺激物和异物太大而无法消化或导致巨噬细胞吞噬体损伤。异物的例子包括二氧化硅和石棉。

2.内源性诱导剂。

这些是由死亡、受损、功能障碍或受压的组织释放的信号。

作为替代方案，我们还可以将炎症诱导剂分为两大类，即感染因子和非感染因子。

一、感染因素：

此类别包括细菌、病毒和其他微生物。

二、非感染性因素：

这一组可能是由于身体伤害，如冻伤，烧伤，身体伤害，异物，创伤，电离辐射，化合物，如葡萄糖，脂肪酸，毒素，酒精，以及化学刺激物，如镍和其他微量元素。除此之外，还有生物诱导剂，包括受损细胞释放的信号和由于兴奋引起的生理信号。[注7]

生化和遗传病理学

许多介质在急性炎症过程中启动级联反应中起着至关重要的作用。第一组介质是toll样受体（TLR），它们是在巨噬细胞和树突状细胞等先天免疫系统细胞表面发现的跨越膜的蛋白质。这些单程膜跨越受体可识别病原体相关分子模式（PAMP），或者可以识别在组织或细胞损伤期间激活的内源性信号，称为危险相关分子模式（DAMPS）。迄今为止，研究已经确定了十多个TLR。一个重要的例子是CD14（分化簇14），它是TLR4的共受体，它存在于先天免疫系统细胞的表面，优先表达在巨噬细胞，单核细胞和中性粒细胞中。TLR4可以识别脂多糖，脂多糖是革兰氏阴性菌（PAMPs）外膜的主要成分。然后，PAMP和DAMP的传播由MyD88（骨髓分化88）和TLR介导。随后，信号传导将通过特定的级联传递，导致转录因子的核易位，例如NF-kB，激活蛋白-1（AP-1）或干扰素调节因子3（IRF3）。[7][8][9]

第二组介质是花生四烯酸（AA）介质。花生四烯酸是一种磷脂，构成人体细胞的膜。磷脂酶可以被诱导剂激活，例如感染或组织损伤。这种酶可以作用于这种膜磷脂以释放花生四烯酸。该组分可以通过环加氧酶途径或5-脂加氧酶途径潜在地代谢成两种主要成分。环加氧酶途径形成前列腺素（PG）介质;这包括PGD2和血栓素，它们是支气管缩窄性前列腺素和支气管保护性或抑制性PGE2和前列环素。另一方面，5-脂加氧酶途径将形成白三烯（LTs）。LT的例子包括LTB4，它是中性粒细胞粘附和趋化剂，LTC4，D4和E4，它参与平滑肌细支气管的收缩，血管收缩和水肿形成。[注10]

第三组介质是肥大细胞，来源于骨髓中的前体，广泛分布在结缔组织中。这些细胞将被组织损伤激活。其他免疫分子也有助于这些分子的活化，包括导致人类肥大细胞脱颗粒的C3a和C5a。肥大细胞也可以通过交联其高亲和力受体的IgE来增强。活化后，肥大细胞分泌一些促炎分子，如组胺、TNF、激肽和白三烯（白三烯在肥大细胞活化引起的急性炎症反应的延迟反应中起重要作用）。[注11]

可以激活急性炎症的第四组介质是补体。补体是一组相互相互作用以产生级联反应的蛋白质。大量这些补体可以通过几种途径被激活，如经典、替代或甘露糖结合凝集素途径。急性炎症中最重要的补体包括介导全身性过敏毒素的C3a和C5a，以及C5a被认为是中性粒细胞的趋化剂，C3b被认为是促吞噬作用的调理素。然后，这些补体可以激活MAC（膜攻击复合物），从而激活中性粒细胞，单核细胞和肥大细胞。[12][13]

最后的介质是哈格曼因子，它是凝血因子的一部分，在炎症中也起着重要作用。该因子的激活将导致激肽系统的激活和缓激肽的形成。缓激肽增加血管壁的通透性。这种渗漏导致肿胀被认为是急性炎症的一部分。[14][15]

急性炎症的其他介质和生物标志物包括活性氧和活性氮氧化物物种（ROS和RNOS），细胞因子如IL-6，TNF-α和趋化因子，DNA加合物的形成，急性期蛋白如C反应蛋白（CRP），炎症相关生长因子和转录因子（NF-KappaB）和主要免疫细胞类型。所涉及的介质和免疫细胞的类型都是可变的，并且取决于几个因素，如诱导剂的类型、损伤的持续时间和多个遗传位点。[注16] 

临床病理学相关性

心血管疾病和急性炎症

心血管疾病，包括动脉粥样硬化，被认为是全世界最常见的死亡原因。在动脉粥样硬化形成期间，炎症介质在初始细胞募集中起主要作用，直到斑块破裂。由于任何原因，心脏压力首先会表现为炎症。在受影响的心脏组织中，炎症趋化因子和细胞因子合成和释放水平升高。在心脏损伤中，针对任何心脏组织损伤的最直接防御机制是先天免疫。冠状动脉粥样硬化是导致心肌组织丢失的心肌梗死的最常见原因。在心肌梗塞中，随着心脏细胞死亡并坏死，炎症细胞将开始来到坏死组织部位以清除死细胞和碎片。细胞死亡是触发急性炎症过程的诱导剂，导致内源性信号的释放被认为是危险信号。随后，TLR介导的途径通过激活NF-kB途径触发炎症反应。接下来，趋化因子将白细胞募集到梗死区域，细胞因子允许白细胞和内皮细胞之间的粘附。TGF-B和IL-10通过抑制炎症促进心脏修复。[注7]

胰腺和急性炎症

急性胰腺炎是由胰管阻塞、基因突变或酗酒引起的胰腺炎症性疾病。急性胰腺炎是美国最常见的住院原因之一。急性胰腺炎的炎症是通过中性粒细胞和粒细胞的活化引起的，中性粒细胞和粒细胞分泌炎性细胞因子。NF-kB、JAK-STAT 和 MAPK 通路在胰腺炎期间的细胞活化中起重要作用。[注17]

肝脏和急性炎症

肝脏是人体最大的内部器官。由于炎症是身体的保护机制，它将保护肝脏免受感染和伤害，但如果这种情况广泛发生，这将导致肝细胞损伤、代谢变化、缺血再灌注创伤和持续的肝损伤。肝脏的急性炎症可以发展为损害肝脏实质，如果持续存在，这将变成慢性肝炎。肝脏炎症的诱发因素涉及非感染性和感染性病理。传染性病原体包括乙型肝炎病毒 （HBV） 和丙型肝炎病毒 （HCV），而非感染性病原体包括酒精性或非酒精性脂肪性肝炎、药物性或缺血性肝炎。[注7]

肾脏和急性炎症

急性肾脏炎症的最常见原因是感染、缺血/再灌注、免疫复合物形成或补体失调。肾脏炎症最重要的启动子是肾小管的上皮细胞，其分泌细胞因子以响应诱导剂。这些介质激活通路NF-kB或MAPK。[注18]

肠道和急性炎症

肠道急性炎症性疾病会降低全球患者的生活质量。多基因炎症性肠病（IBD）的特征是对肠道微生物菌群的过度炎症反应。IBD包括克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC）。这两种疾病是由细胞因子驱动的。除此之外，其他原因包括肠道的非感染性炎症。该系统可以通过TLR识别微生物制剂。这些与TLR（主要是TLR4）结合的PAMP激活信号通路（NF-kB，MAPK），导致细胞因子和趋化因子的产生以启动对感染的抵抗力。[注19]

临床意义

炎症有五个主要迹象，即发红（红肿）、发热（卡路里）、肿胀（肿瘤）、疼痛（多洛）和功能丧失（功能）。热感是由扩张的血管中血液运动增加到环境冷却的四肢引起的。由于通过受伤区域的红细胞数量增加，这种反应也会导致发红。该区域的肿胀是由于血管的通透性和扩张性增加而发生的。疼痛是由于疼痛介质的增加，无论是由于直接损伤还是由炎症反应本身引起。功能丧失是由于水肿或疼痛引起的简单活动性丧失或用疤痕组织替换细胞而发生的。

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