内毒素对血管内皮细胞损伤作用的研究进展

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1、内毒素对血管内皮细胞损伤作用的研究进展内毒素(LPS)是革兰氏阴性杆菌的主要致病因子，目前研究最多、最为明确的相关疾病是脓毒症和感染性休克。尽管不断有新抗菌药物的成功研制和日益健全的医疗保健体系，但是革兰氏阴性杆菌性脓毒症仍然是一种严重威胁人类生命的疾病。随着有创技术、免疫抑制剂、细胞毒化疗、以及广谱抗生素的大量使用，脓毒症和感染性休克的发病率自20世纪50年代以来一直呈增多趋势。在美国，每年因其死亡的人数达17.5万-20万，儿童脓毒症病死率为10％-15％，成人高达40％。对脓毒症及相关的合并症，例如急性呼吸窘迫综合症(

2、ARDS)、多器官衰竭等，我们仍知之甚少，只知道这些疾病的发生与内皮细胸受损或功能异常有关。所以，对LPS损伤内皮细胞的机制进行探讨，增加对LPS致病机理的认识，期望对临床治疗内毒素血症、脓毒症、感染性休克提供帮助。一、LPS的结构特点和生物学特性1.LPS的结构特点LPS是革兰氏阴性(G-)杆菌细胞壁的成份之一，主要由O特异性多糖链、核心多糖、脂质A三部分组成，其中脂质A是LPS中最为保守的部分、是LPS的毒性和生物学活性中心；核心多糖具有属特异性；O特异性多糖链的构成易变，导致了细菌的LPS分子量的绝对不一致性。2.LP

3、S的生物学活性LPS具有多种生物学活性，(1)致热性；(2)激活凝血系统；(3)对代谢系统有明显影响；(4)激活多种细胞，从而影响细胞生理功能的正常发挥并产生明显的病理损害。人体肠道内分布大量G-杆菌，是巨大的内毒素库，但肠道上皮细胞存在相应的耐受机制，不被LPS激活。正常情况下，仅有微量LPS通过肠道进入门静脉循环，且很快被肝内内皮细胞、枯否细胞和肝细胞清除，不会进入体循环。但在一些病理情况下，如创伤、烧伤、放射损伤、失血性休克、化疗、心血管大手术等，肠道屏障功能或(和)肝正常清除机制受到破坏，肠道杆菌和LPS进入体循环。

4、形成内毒素血症。二、血管内皮细胞(VEC)1.血管内皮细胞的特点与功能血管内皮细胞铺陈于血液与血管内皮下组织之间，起到屏障的作用，但这使得血管内皮细胞总是暴露在循环介质中，容易受到循环中介质的损伤，LPS就是以血管内皮细胞为靶细胞的介质。血管内皮细胞具有以下主要生理功能，(1)参与血管舒张和收缩运动的调节，如释放内皮衍生曲舒张因子(EDRF)即一氧化氮(NO)，前列环素I2(PGI2)；血管收缩因子如内皮素(ET)，血栓素(TXA2)和超氧自由基等。(2)释放抗凝和促凝物质，如组织型纤溶酶原激活物，硫酸乙酰肝素，纤溶酶原激活

5、物抑制剂等。(3)代谢作用，血管内皮细胞(VEC)具有脂蛋白脂肪酶，参与血浆脂蛋白代谢。VEC表面的血管紧张素转化酶可促进血管紧张素转化为血管紧张素。(4)产生各种生长因子和细胞因子，如内皮细胞生长因子，IL-1，IL-6等。(5)保持血管壁完整性，防止血小板聚集和黏附。(6)调节血管通透性。LPS对血管内皮细胞造成损伤，势必对血管内皮细胞的生理功能产生影响，并引发相应的临床病理表现。2.血管内皮细胞受到LPS损伤时的病理表现血管内皮细胞受到LPS损伤时的反应包括，(1)增加粘附分子的表达，如ICAM-1、VCAM-1；(2

6、)增加产生和表达细胞因子和组织因子；(3)产生大量的炎症介质，如IL-1、IL-6、IL-8等。(4)诱导血管内皮细胞凋亡。LPS诱导血管内皮细胞凋亡，是脓毒症及合并症的重要发病机理之一。通过对死于脓毒症和多器官衰竭的患者进行病理组织检验，发现器官和组织中的细胞凋亡数量有明显的增加，在动物的脓毒症模型上，也出现相似现象。3.细胞凋亡的检测方法细胞凋亡又称程序化死亡，是受基因调控的主动死亡过程。细胞凋亡对维持哺乳动物生长和内环境的稳态有重要意义，同时在许多疾病的病理改变中，细胞凋亡也扮演了重要的角色。细胞凋亡的判定根据以下几点

7、，(1)细胞镜下形态的改变；(2)出现DNA特征性梯带；(3)细胞核内组蛋白释放(4)细胞内水解酶改变，如caspase激活(5)多聚(ADP-核糖)聚合酶的裂解。细胞凋亡的检测技术有经典的透射电镜形态学观察、凝胶电泳检测DNA梯形带、标记细胞内降解DNA产生的3’-OH末端(TUNEL法)、定量DNA末端的标记量(TdT法)、流式细胞仪检测法。其中既简单又特异的方法仍是经典的透射电镜形态学观察和凝胶电泳检测DNA梯形带，但其缺乏检测的灵敏度，而且难以定量；依赖形态学的透射电镜或TUNEL法定量凋亡细胞费时、效率低，重复性差

8、；流式细胞仪检测细胞凋亡具有速度快，检测数量大，避免了细胞数少造成的偏差，既能定性又能定量，较容易进行凋亡和其他相关因素联合检测，在研究凋亡中具有其他方法无法比拟的优势。三、内毒素激活血管内皮细胞的分子机制1.LPS作用于血管内皮细胞的分子结构基础1.1CDl4分子CD14分为可溶性CD1