腸源性內毒素血癥的研究進展

腸道上有大量細菌生長，如細菌過度繁殖和內毒素攝入過量，或腸粘膜屏障損傷內毒素吸收進入門靜脈，或肝內qppffer細胞的吞咽功能較低。內毒素的吸收量超過了肝臟的清除能力，內毒素可以通過體環等體循環產生內毒素血癥。因內毒素來自腸道,故稱之為腸源性內毒素血癥(intestinalendotoxemia,IETM)。嚴重創傷、感染、腸缺血均可發生腸源性內毒素血癥,后者也與肝病密切相關。內毒素由脂多糖和蛋白質共價結合而成,脂多糖具有3層結構,從內到外為類脂A、核心多糖和O側鏈,由細菌自溶釋出或發泡釋出。早在1950年代,人們就發現肝損害時機體對脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)敏感。到1970年代,已有肝病患者合并內毒素血癥的報道。直到1980年代,人們發現Kupffer細胞在腸源性內毒素和肝病間起著重要作用。隨后IETM與肝病緊密相關逐漸被大家所重視。肝損害實驗動物和臨床肝病患者均存在不同程度的IETM,以重型肝炎最為明顯,發生率達80%~100%。國內報道急性、慢性肝炎、重型肝炎與肝硬化的IETM發生率分別為75%、79%、93.3%和84.3%。內毒素的激活肝病時IETM的形成機制其形成機制包括:(1)腸道內毒素產生和吸收增多。肝硬化時腸道菌群紊亂,內毒素產生增多;門靜脈高壓時,腸壁充血、水腫,腸黏膜通透性增加。(2)內毒素通過門體側支循環進入體循環,致使腸源性內毒素逃脫肝Kupffer細胞的吞噬與清除。(3)肝損傷特別是合并有膽汁淤積時,肝Kupffer細胞吞噬功能受抑制,對內毒素的清除作用下降。(4)嚴重肝病時,內毒素還可經腹腔淋巴系統由胸導管進入體循環。另外,肝病患者并發膿毒癥、細菌性腹膜炎等時產生的內毒素可加重原有的IETM。值得注意的是,腸源性內毒素對腸黏膜本身又可產生一系列損傷作用:(1)損傷腸黏膜上皮細胞線粒體和溶酶體,導致上皮細胞自溶。(2)有較強的擬交感神經作用,可致腸黏膜微血管收縮,引起腸黏膜血流量減少,屏障功能下降。(3)增加腸內黃嘌呤氧化酶活性,自由基釋放增多,經脂質過氧化反應導致腸黏膜破壞,通透性增加。(4)損害腸谷氨酰胺代謝,使腸黏膜受損,通透性增加。(5)激活Kupffer細胞,產生細胞因子和炎性介質如TXA2/PGI2、LTs、TNF-α、PAF增加血管通透性,損傷腸黏膜。(6)通過激活補體系統發揮其作用。LPS既能激活補體活化的經典途徑,也能活化旁路途徑。前者有賴于類脂A結構,它可與C1b結合使之活化;后者則是多糖成分的直接作用,O側鏈和核心多糖均能使旁路途徑活化。補體系統活化過程中,可產生具有致炎活性的產物,其中C3a、C4a、C5a可使肥大細胞釋放組胺,引起血管擴張,毛細血管通透性增加,腸黏膜屏障作用減弱。腸源性內毒素通過上述機制損害腸黏膜屏障后,又可促進腸內內毒素的吸收,形成惡性循環。機體清除內毒素的機制腸道中的內毒素通過腸黏膜屏障進入門靜脈后,主要被肝Kupffer細胞清除。Kupffer細胞去除內毒素的糖側鏈,暴露內毒素分子毒性所在的類脂A區,后者和溶酶體結合,通過酯酶、乙酰酯酶及過氧化氫酶的聯合作用使內毒素迅速失活,然后被遞送給肝細胞,分泌至膽汁排出。高密度脂蛋白(HDL)為內毒素載體可結合內毒素,抑制內毒素的生物活性,也被Kupffer細胞緩慢清除。另外,中性粒細胞可吞噬清除血中的內毒素,其酰羥水解酶能水解內毒素的脂?；?過程中可能需要NADPH氧化酶依賴的活性氧。革蘭陰性菌感染患者如血中有抗O側鏈和抗類脂A特異性抗體,可中和相應血清型的內毒素。內毒素損傷肝組織的機制體外實驗雖發現內毒素可損傷肝細胞膜,干擾肝細胞線粒體能量代謝過程,誘導肝細胞凋亡,但IETM在體內是否直接導致肝損害目前仍有爭議。內毒素可能主要通過免疫細胞-炎性介質損傷肝組織。內毒素首先激活Kupffer細胞,主要有兩種途徑。一種是CD14分子依賴途徑:LPS和脂多糖結合蛋白(lipopolysaccharidebindingprotein,LBP)結合,形成可溶性的復合體,與Kupffer細胞膜上CD14結合。另一種是CD14非依賴途徑:LPS和HDL、LDL等結合,與Kupffer細胞膜上的相應受體結合。2種途徑最終都能激活Kupffer細胞內信號轉導系統,刺激細胞因子與炎性介質的合成與釋放,包括TNF-α、白介素、白三烯B4和補體C5,趨化循環中的中性粒細胞。被激活的中性粒細胞上調其表面粘附分子受體(CD11b/CD18),并粘附至肝竇壁內皮細胞。內皮細胞表面粘附分子ICAM-1和ELAM-1亦被上調,并促進中性粒細胞移動到肝竇。這些被激活的中性粒細胞產生氧自由基,引起脂質過氧化作用破壞肝細胞。Kupffer細胞還產生毒性介質(PAF、NO、ET-1等),引起肝組織進一步損傷,并使血小板聚集形成微血栓影響微循環。粘附的中性粒細胞、血小板和腫脹的Kupffer細胞堵塞了肝竇,導致血流變緩而發生缺氧,引起肝損傷。肝竇微循環障礙也可增加門靜脈壓力。IETM與肝損害的關系可歸納為:各種傷肝因素(如肝炎病毒、乙醇、肝毒性藥物和毒物等)通過相應的特異性發病機制引起“原發性肝損傷”(第一次打擊),在此基礎上發生IETM,后者進一步促進內毒素的吸收。IETM通過Kupffer細胞-中性粒細胞-炎性介質引起“繼發性肝損傷”(第二次打擊)。而且肝損害越重,IETM發生率也越高。在實驗中發現,在急性肝炎模型中切除大鼠結腸減少IETM、藥物抑制Kupffer細胞以及應用抗內毒素抗體可明顯減輕肝毒物所致的肝損傷。IETM還與肝功能衰竭及其并發癥有關。內毒素可損傷毛細膽管的谷胱甘肽和HCO3-的排泄,損傷肝細胞膽汁酸和有機陰離子的轉運,加重黃疸。內毒素可降低肝Kupffer細胞吞噬纖溶酶原激活物及纖維蛋白降解產物的能力,加重凝血功能紊亂。內毒素類脂A直接或間接引起動脈血管收縮,使腎小球濾過率下降及肌酐清除率降低;內毒素通過Kupffer細胞等產生NO擴張血管,導致有效循環血量減少,反饋性引起腎臟血管收縮與鈉水重吸收增多,參與肝腎綜合征的發病。內毒素還可引起血中組胺、氨等增加,這些物質及其代謝產物可誘發肝昏迷,另外,IETM誘導的TNF-α還可導致血腦屏障通透性增加及腦細胞內鈣穩態失調,加重肝性腦病。內毒素tgf-IETM還可參與肝纖維化過程。內毒素通過激活Kupffer細胞產生TNF-α、ET-1、OFR等細胞因子,介導肝星狀細胞(hepaticstellatecell,HSC)活化,使靜息狀態的HSC轉變為成纖維母細胞啟動纖維化。TNF-α能促進HSC增殖,并促使向肌成纖維母細胞轉化;還可引起局部炎癥反應,促進TGF-β1刺激細胞外基質(extracellularmatrix,ECM)的合成。內毒素直接作用于肝竇壁內皮細胞、Kupffer細胞與HSC,使ET-1合成和釋放增加。ET-1可激活促有絲分裂蛋白酶促進靜止HSC細胞增殖,使激活的HSC向收縮型HSC轉化,產生單核細胞趨化肽-1(MPC-1),使炎癥細胞集聚,加劇肝纖維化。內毒素激活Kupffer細胞產生大量自由基,促進ECM沉積。另外,高濃度的內毒素可誘導Kupffer細胞凋亡,引起膠原酶合成水平下降,導致膠原降解減少、沉積加重。還有研究發現,IETM還可通過TNF-α介導肥大細胞參與肝纖維化過程。對肝臟的毒副反應長期高能高脂飲食可使腸道微生物群結構改變,小腸細菌過度繁殖,腸黏膜通透性增加,內毒素生成及吸收過多,形成IETM。LPS可上調脂肪組織的大麻受體(eCB),發揮其生脂作用。LPS激活巨噬細胞釋放炎性因子TNF-α,抑制脂聯素生成,而脂聯素有抗炎、抗胰島素抵抗與抗動脈粥樣硬化的作用。內毒素能直接作用于脂肪組織通過TLR4-ERK1/2通路使HSL、ATGL活力增高而發生脂解作用,產生大量游離脂肪酸(freefattyacid,FFA),并進入循環。FFA在肝內氧化受到PPAR-α的調控,而內毒素使肝內PPAR-α表達下調,故使FFA的β-氧化受阻而以甘油三酯形式蓄積于肝細胞。FFA及其他脂質(如DAG、神經酰胺等)隨循環沉積還可誘發內質網應激,炎癥、凋亡與胰島素