炎症吉林大学基础医学院Word文档格式.docx
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2007级临床医学七年制
2007级临床医学试验班
教学内容提要
时间分配及备注
三、白细胞渗出和吞噬作用
白细胞渗出边集及粘附
白细胞游出
白细胞类型
趋化作用
白细胞在局部的作用
吞噬作用
免疫作用
组织损伤作用
四、炎症介质在炎症过程的作用
概念及一般特点
炎症介质的类型及作用
小结
7min
10min
15min
8min
5min
首先复习上次课主要内容,尤其是血管通透性增加。
引出白细胞渗出。
趋化作用:
概念要强调。
炎症介质:
概念及一般特点以及主要作用。
总结:
以图来贯穿解释炎症过程中连续发生的事件。
教学目的
及要求
掌握趋化作用的概念,白细胞的作用,吞噬细胞的种类以及炎症介质的概念。
理解白细胞的吞噬过程,炎症介质的一般特点。
了解炎症介质的种类及作用。
教学重点
与难点
重点:
趋化作用、炎症介质的概念,白细胞的作用。
难点:
白细胞吞噬作用及过程的机制,炎症介质的作用。
教学手段
多媒体
参考资料
《病理学》第七版,《病理学》七年制规划教材,《病理学》六版
《病理学》科学出版社,《BasicPathology》
课后小结
1.本次课涉及到的机理内容比较多,同学们理解起来可能有些困难,采用图解的方式比较好。
2.炎症介质利用表的形式进行讲解更好。
3.用图来总结炎症过程中发生的事件,同学们理解的很好。
授课教师姓名:
炎症反应最重要的功能是将炎症细胞输送到炎症灶,白细胞渗出是炎症反应最重要的特征。
嗜中性粒细胞和单核细胞可吞噬和降解细菌、免疫复合物和坏死组织碎片,构成炎症反应的主要防御环节。
白细胞也可通过释放蛋白水解酶、化学介质和毒性氧自由基等,引起组织损伤并可能延长炎症过程。
白细胞的渗出过程是复杂的连续过程,包括白细胞边集(leukocyticmargination)、附壁、粘附和游出等阶段,并在趋化因子的作用下运动到炎症灶,在局部发挥重要的防御作用。
1.白细胞边集和滚动随着血流缓慢和液体渗出的发生,毛细血管后静脉中的白细胞离开血管的中心部(轴流),到达血管的边缘部,称为白细胞边集。
并沿着内皮细胞表面滚动,之后与内皮细胞粘附,称白细胞滚动(Leukocyticrolling)。
选择素(selectin)介导白细胞滚动过程的白细胞一过性和松散性粘附于内皮细胞。
选择素未单链跨膜性、钙离子依赖性糖结合蛋白。
选择素家族包括表达于内皮细胞的E选择素、表达于内皮细胞和血小板的P选择素和表达于白细胞的L选择素。
选择素通过他们的凝集素结构域与各种糖蛋白的唾液酸化的路易斯寡糖X(LewisX)相结合。
2.白细胞粘附是由内皮细胞和白细胞表面的粘附分子介导的,这些粘附分子包括免疫球蛋白超家族分子和整合蛋白类分子。
免疫球蛋白超家族分子包括两种内皮细胞粘附分子:
细胞间粘附分子1(intercellularadhesionmolecule1,ICAM-1)和血管细胞粘附分子1(vascularcelladhesionmolecule1,VCAM-1)。
它们分别与位于白细胞表面的整合素类受体结合,与ICAM-1结合的是LFA-1和MAC-1(CD11a/CD18和CD11b/CD18),与VCAM-1结合的是VLA-4和47。
整合素类分子是由和亚单位组成的二聚体,不仅介导内皮细胞和白细胞粘附,还介导白细胞与细胞外基质粘附。
在炎症过程中这些粘附分子介导白细胞粘附的机制包括:
受体再分布、诱导新的粘附分子的合成和增加粘附分子间的亲和性。
如P选择素正常位于内皮细胞的Weible-Palade小体中,在组织胺、凝血酶或血小板活化因子(PAF)的作用下P选择素重新分布到内皮细胞表面。
正常情况下内皮细胞不含E选择素,ICAM-1和VCAM-1含量亦较少,但在IL-1和TNF的作用下,仅需1~2小时就能诱导内皮细胞合成E选择素,同时ICAM-1和VCAM-1的表达也增高。
白细胞表面的LFA-1正常是处于低亲合状态,因而不与内皮细胞的ICAM-1结合,在内皮细胞产生的化学趋化因子(chemokines)的作用下LFA-1发生构型改变,变为高亲合状态,通过LFA-1与ICAM-1的高亲合状态结合使白细胞紧紧粘附于内皮细胞。
嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞和各种淋巴细胞通过某些共同和各自不同的粘附分子粘附于血管内皮细胞。
3.白细胞游出和化学趋化作用白细胞紧紧粘附于内皮细胞是白细胞从血管中游出(emigration)的前提。
白细胞游出是通过白细胞在内皮细胞连接处伸出伪足,整个白细胞以阿米巴运动的方式从内皮细胞缝隙中逸出。
嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞和各种淋巴细胞均以此种阿米巴运动的方式游出血管。
穿过内皮细胞的白细胞可分泌胶原酶降解血管基膜。
一个白细胞常需2~12分钟才能完全通过血管壁。
白细胞血管内皮细胞间粘附分子的抗体可抑制白细胞从血管中游出,粘附分子缺陷的转基因动物显示明显的白细胞滚动和从血管中游出障碍,这些均支持白细胞和血管内皮的细胞间粘附分子在白细胞游出中起重要作用。
人类的白细胞粘附缺陷(leukocyteadhesiondeficiency,LAD)可分为LAD-1型和LAD-2型。
LAD-1型是由于CD18的2缺陷,LAD-2型是由于唾液酸化路易斯寡糖X缺乏,LAD-2型临床上较LAD-1型表现轻,两者均表现为反复细菌感染。
除白细胞和血管内皮的细胞间粘附分子在白细胞游出中起重要作用外,内皮细胞间粘附分子在白细胞游出中也起重要作用。
如CD31属免疫球蛋白超家族成员,又称血小板-内皮细胞粘附分子(plateletendothelialcelladhesionmolecule,PECAM-1),位于内皮细胞连接处,起着将内皮细胞粘附在一起的作用,可溶性CD31或CD31抗体能抑制白细胞从血管中游出。
炎症的不同阶段游出的白细胞的种类有所不同。
在急性炎症的早期中性粒细胞首先游出,48小时后则以单核细胞浸润为主。
其原因在于:
①中性粒细胞寿命短,经过24~48小时后中性粒细胞崩解消失,而单核细胞在组织中寿命长;
②中性粒细胞停止游出后,单核细胞可继续游出;
③炎症的不同阶段所激活的化学趋化因子不同,已证实中性粒细胞能释放单核细胞趋化因子,因此中性粒细游出后必然引起单核细胞游出。
此外致炎因子的不同,渗出的白细胞也不同,葡萄球菌和链球菌感染以嗜中性粒细胞浸润为主,病毒感染以淋巴细胞浸润为主,在一些过敏因子所致的炎症反应中则以嗜酸性粒细胞浸润为主。
趋化作用(chemotaxis)是指白细胞沿浓度梯度向着化学刺激物做定向移动,移动的速度为每分钟5~20m,这些具有吸引白细胞定向移动的化学刺激物称为化学趋化因子。
趋化因子具有特异性,有些趋化因子只吸引中性粒细胞,而另一些趋化因子则吸引单核细胞,或嗜酸性粒细胞。
不同的炎症细胞对趋化因子的反应不同,粒细胞和单核细胞对趋化因子的反应较明显,而淋巴细胞对趋化因子的反应则较弱。
一些外源性和内源性物质具有趋化作用。
最常见的外源性化学趋化因子是细菌产物。
内源性趋化因子包括:
补体成分(特别是C5a)、白细胞三烯(主要是B4)、细胞因子(特别是IL-8等)。
这些外源性和内源性化学趋化因子是通过靶细胞表面的特异性受体发挥作用的,化学趋化因子与白细胞表面的特异性受体结合,通过特殊的G蛋白激活磷脂酶C,导致4,5二磷酸磷脂酰肌醇水解,产生三磷酸肌醇和二乙酰基甘油,进而使细胞内钙离子升高。
促进细胞内组装细胞骨架成分,进一步引起细胞的位移。
细胞的位移是通过在细胞内组装成分支状的肌动蛋白和肌凝蛋白构成的收缩蛋白网络,使细胞伸出伪足,继而拉动细胞向前运动。
4.白细胞在局部的作用许多化学趋化因子不仅具有对白细胞的化学趋化作用,而且可激活白细胞,白细胞的激活也可由病原体、坏死细胞产物、抗原抗体复合物引起。
白细胞激活的机制包括二乙酰基甘油的产生和细胞内钙离子升高激活磷脂酶A,使磷脂产生花生四烯酸代谢产物,通过激活蛋白激酶C可使白细胞脱颗粒和释放溶酶体酶,激活磷脂酶D维持二乙酰基甘油的含量。
某些细胞因子(例如TNF)本身对白细胞的激活作用不强,但在化学趋化因子的协同作用下,其激活白细胞的能力大大增强。
白细胞在局部发挥着吞噬作用免疫作用和组织损伤作用。
(1)吞噬作用吞噬作用是指白细胞游出并抵达炎症灶,吞噬病原体和组织碎片的过程。
吞噬作用是除了白细胞通过释放溶酶体酶之外的另一种杀伤病原体的途径。
1)吞噬细胞的种类:
发挥此种作用的细胞主要为中性粒细胞和巨噬细胞。
嗜中性粒细胞吞噬能力较强,细胞质内含有嗜天青颗粒和特异性颗粒,嗜天青颗粒含有酸性水解酶、中性蛋白酶、髓过氧化物酶(MPO)、阳离子蛋白、溶菌酶和磷脂酶A2,特异性颗粒含溶菌酶、磷脂酶A2、乳铁蛋白及碱性磷酸酶等。
进入炎症灶中的巨噬细胞来自血液的单核细胞,其溶酶体含有酸性磷酸酶和过氧化物酶。
巨噬细胞受到外界刺激能被激活,表现为细胞体积增大,细胞表面皱襞增多,线粒体和溶酶体增多,功能也相应增强。
2)吞噬过程:
吞噬过程包括三个阶段,即①识别和附着;
②吞入;
③杀伤和降解。
识别及附着(recognitionandattachment):
血清中存在着调理素(opsonin),所谓调理素是指一类能增强吞噬细胞吞噬功能的蛋白质。
这些蛋白质包括免疫球蛋白IgG的Fc段、补体C3b及其稳定型C3bi、集结素(collectins,血浆内的一种糖结合蛋白)。
它们分别可被白细胞的免疫球蛋白Fc受体(FcR)、补体受体(CR1、CR2、CR3)和C1q受体识别。
其中CR3与MAC-1为同一分子,也可在没有抗体和补体的情况下参与对细菌的吞噬,因为它可识别细菌表面的脂多糖,此现象称为非调理素化吞噬。
也就是说识别及附着可分为调理素化和非调理素化过程。
吞入(engulfment):
吞噬细胞附着于调理素化的颗粒状物体后,便伸出伪足,随着伪足的延伸和相互融合,形成由吞噬细胞细胞膜包围吞噬物的泡状小体,称为吞噬体(phagosome)。
吞噬体与初级溶酶体融合形成吞噬溶酶体(phagolysosome),细菌在溶酶体内容物的作用下被杀伤和降解。
FcR附着于调理素化的颗粒便能引起吞入,但仅仅补体C3受体不能引起吞入,只有在此种受体被细胞外基质成份纤粘蛋白和层粘连蛋白,以及某些细胞因子激活的情况下,才能引起吞入。
杀伤和降解(killinganddegradation):
进入吞噬溶酶体的细菌可被依赖氧的机制和不依赖氧的机制杀伤和降解。
进入吞噬溶酶体的细菌主要是被具有活性的氧代谢产物杀伤的吞噬过程,使白细胞的耗氧量激增,可大于正常的2~20倍,并激活白细胞氧化酶(NADPH氧化酶),后者使还原型辅酶II(NADPH)氧化而产生超氧负离子(O2-)。
NADPH氧化酶
2O2+NADPH-----------2O2-+NADP+H+
大多数超氧负离子经自发性歧化作用转变为H2O2。
H2O2不足以杀灭细菌,在嗜中性粒细胞胞浆内的嗜天青颗粒含有髓过氧化物酶(MPO),在Cl-存在的情况下可产生HOCl.。
H2O2+Cl-MPOHOCl.+H2O
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