內(nèi)毒素血癥與腸道細(xì)菌的關(guān)系

內(nèi)毒素血癥與腸道細(xì)菌的關(guān)系

不同程度的急性肝炎和肝硬化患者都存在不同程度的內(nèi)毒素血癥。例如，急性肝炎26%50%，重癥慢性肝炎59%100%，暴發(fā)性肝炎100%，慢性活動(dòng)性肝炎20%50%，肝硬化15%92%，肝性腦病93%100%。Tarao指出,肝病合并內(nèi)毒素血癥患者中48%于6個(gè)月內(nèi)死亡,無內(nèi)毒素血癥者死亡率僅17%。一、腸源性內(nèi)毒素用血藥濃度變化腸道是機(jī)體最大的細(xì)菌和內(nèi)毒素貯存庫,腸道細(xì)菌過度生長繁殖及腸道細(xì)菌移位在肝硬化患者中普遍存在。Fink認(rèn)為,內(nèi)毒素可使腸粘膜上皮細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)發(fā)生病理改變,通過損傷細(xì)胞內(nèi)支架系統(tǒng)破壞細(xì)胞內(nèi)緊密連接,引起腸粘膜通透性升高。Lindros等用乳酸桿菌抗體治療肝性腦病的動(dòng)物模型,不僅腸道G-細(xì)菌產(chǎn)生脂多糖(LPS)減少,而且改善了實(shí)驗(yàn)中的肝損傷。小腸細(xì)菌尤其是G-需氧菌過度生長,可致腸粘膜通透性增高,屏障功能減弱,研究顯示小腸細(xì)菌過度生長與脂肪瀉及內(nèi)毒素血癥密切相關(guān),小腸細(xì)菌過度生長是內(nèi)毒素血癥發(fā)展的獨(dú)立因素。正常情況下,少量內(nèi)毒素經(jīng)門靜脈進(jìn)入肝臟后被庫普弗細(xì)胞清除,故不能進(jìn)入體循環(huán),在各種嚴(yán)重急慢性肝病時(shí)隨著肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的損害加重,包括庫普弗細(xì)胞在內(nèi)的竇周細(xì)胞功能衰竭,對(duì)內(nèi)毒素消除作用隨之減弱,循環(huán)中內(nèi)毒素水平增高。有實(shí)驗(yàn)顯示用半乳糖胺,硫代乙酰胺損傷肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞后,庫普弗細(xì)胞損害與血漿內(nèi)毒素水平升高明顯相關(guān)。門脈高壓、側(cè)支循環(huán)建立后,內(nèi)毒素可不經(jīng)肝臟降解,通過側(cè)支循環(huán)直接進(jìn)入體循環(huán),形成腸源性內(nèi)毒素血癥。研究表明85%的門脈高壓患者會(huì)發(fā)生細(xì)菌移位,比對(duì)照組高20%,外科手術(shù)及應(yīng)激也可引起細(xì)菌移位。二、內(nèi)毒素可引起肝臟損傷(一)內(nèi)皮素et-1、et-2、et-3調(diào)節(jié)肝內(nèi)皮素合成,5級(jí)內(nèi)毒素是內(nèi)皮細(xì)胞合成和釋放內(nèi)皮素(ET)的強(qiáng)烈刺激劑,可直接和(或)間接激活細(xì)胞因子刺激內(nèi)皮細(xì)胞合成和釋放ET,ET是目前已知作用最強(qiáng)的縮血管因子。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,內(nèi)皮素可使肝內(nèi)微血管收縮導(dǎo)致肝內(nèi)微循環(huán)障礙,還可直接收縮門靜脈導(dǎo)致門脈高壓,并可作用于貯脂細(xì)胞使鈣離子增多引起收縮,肝竇直徑變窄,增加門靜脈阻力,造成門脈高壓。ET分為ET-1、ET-2、ET-3,內(nèi)皮素受體(ETR)分為ETRA和ETRB,ET-1調(diào)節(jié)肝臟微循環(huán),縮血管作用是通過連接到肝星狀細(xì)胞的ETRA上,舒張血管作用是通過連接到竇內(nèi)皮細(xì)胞的ETRB上。內(nèi)毒素可通過激活庫普弗細(xì)胞釋放的TNF-α誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞釋放ET-1,且ET-1可引起血管收縮導(dǎo)致組織器官缺血性損傷。(二)中性骨髓治療cd14+小鼠肝功能相關(guān)的組織中Keller等發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素可直接激活肝星狀細(xì)胞(HSC)產(chǎn)生膠原,參與調(diào)節(jié)HSC增殖,增強(qiáng)HSC上的a-肌動(dòng)蛋白表達(dá),介導(dǎo)激活的HSC向收縮型轉(zhuǎn)化,LPS主要通過激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子。在一些肝硬化模型中,應(yīng)用氯化軋(gadoliniumchloride)使巨噬細(xì)胞耗竭可預(yù)防肝臟纖維化,但LPS加重肝纖維化的確切原理仍不明確。CD11b是C3補(bǔ)體受體,其表達(dá)在髓樣細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞)上決定了巨噬細(xì)胞激活程度,并在膽道結(jié)扎的肝硬化小鼠模型中增加,但在CD14+小鼠模型中表達(dá)完全受阻,這些資料證實(shí)LPS確實(shí)在巨噬細(xì)胞激活中起重要作用。然而中性粒細(xì)胞浸潤在膽道結(jié)扎的肝硬化模型中是否發(fā)揮作用呢?Gujral等發(fā)現(xiàn)ICAM-/-小鼠肝操作可輕微改善,最近報(bào)道顯示中性粒細(xì)胞耗竭在膽道結(jié)扎誘導(dǎo)的肝纖維化模型中無明顯作用。膽道結(jié)扎后可引起TNF-α、TNF-γ、巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)因子上調(diào),在CD14+的小鼠模型上這些細(xì)胞因子上調(diào)受阻,最重要的纖維化調(diào)節(jié)因子TGF-β幾乎完全被抑制。阻斷CD14途徑的LPS信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可減輕纖維化。內(nèi)毒素參與肝纖維化的機(jī)制可能與庫普弗細(xì)胞在內(nèi)毒素激活后釋放大量細(xì)胞因子如TNF-α、TGF-β1、IL-1、ET-1、NO、自由基等有關(guān),尤其是TNF-α、TGF-β1、IL1等可刺激HSC增殖,TGF-β1是促進(jìn)纖維化的重要細(xì)胞因子,并且是HSC激活的重要啟動(dòng)因子,抗TGF-β1抗體存在的情況下HSC的增殖及ECM的產(chǎn)生部分被抑制,試驗(yàn)證明在LPS激活的KC條件培養(yǎng)基中,可釋放某些可溶性細(xì)胞因子如TGF-β1,使過多的細(xì)胞基質(zhì)產(chǎn)生,并促使靜息狀態(tài)的HSC轉(zhuǎn)變?yōu)榧≡w維母細(xì)胞或肌成纖維樣細(xì)胞,從而啟動(dòng)肝纖維化。TNF-α一方面引起局部炎癥反應(yīng),促進(jìn)TGF-β1刺激ECM合成;另一方面,TNF-α促進(jìn)HSC增殖,促使其向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化;TNF-α能消除TGF-β1對(duì)大鼠HSC增殖的抑制作用,使纖維連接蛋白、蛋白多糖等ECM產(chǎn)生增多。另有資料表明,內(nèi)毒素可促進(jìn)HSC增生。內(nèi)毒素與TNF-α協(xié)同可促進(jìn)TNF-α、TGF-β等產(chǎn)生,并參與肝纖維化的發(fā)生。內(nèi)毒素激活庫普弗細(xì)胞產(chǎn)生大量自由基,脂質(zhì)過氧化可直接刺激HSC引起膠原生成增多。(三)庫普弗細(xì)胞激活內(nèi)毒素增加血管收縮、舒張細(xì)胞因子合成,例如內(nèi)皮素、NO等,可在功能上調(diào)節(jié)門脈及全身血液動(dòng)力學(xué)。NO可透過細(xì)胞膜擴(kuò)散到平滑肌細(xì)胞,加強(qiáng)cGMP的合成,使細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度下降,導(dǎo)致血管舒張,NO也可增加心輸出量,降低血管對(duì)縮血管物質(zhì)的反應(yīng),致全身及內(nèi)臟高動(dòng)力循環(huán),研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素可增加非肝硬化小鼠的門脈血流,呈劑量依賴性。細(xì)菌內(nèi)毒素血癥已證實(shí)60%首次出血及早期再次出血的患者中已存在,因此人們認(rèn)為細(xì)菌感染是靜脈曲張出血的重要誘發(fā)因素。多種實(shí)驗(yàn)證實(shí)內(nèi)毒素能通過激活收縮血管內(nèi)皮素及前列腺素增加門脈壓。庫普弗細(xì)胞的各種刺激,特別是來源于細(xì)菌、真菌及內(nèi)毒素的β-葡聚糖(酵母多糖的成分),產(chǎn)生一系列血管收縮物質(zhì)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),例如TXA2、前列腺素F2a(PGF2a)、前列腺素D2(PGD2)。庫普弗細(xì)胞的激活導(dǎo)致全身平均動(dòng)脈壓力下降,但門脈壓仍然較高,為了研究在肝臟中的獨(dú)立作用,之前的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)注射酵母多糖(zymosan)后門脈壓力增高了400%,而如果庫普弗細(xì)胞被GdCL3抑制,門脈壓力上升只有原來的20%,雖然GdCL3也阻斷酵母多糖的吞噬,使其顆粒傳代增加80%,但不能因?yàn)楦闻K微循環(huán)內(nèi)酵母多糖顆粒傳代作用影響門脈壓力,雖然酵母多糖升高門脈壓力早被證實(shí),但未證實(shí)庫普強(qiáng)細(xì)胞的特異作用。Steib等人用β-葡聚糖激活正常肝臟及膽道結(jié)扎后肝纖維化肝臟的庫普弗細(xì)胞,均可明顯升高門脈壓。PGF2a、PGD2、TXA2在肝臟中起收縮血管作用,試驗(yàn)表明,庫普弗細(xì)胞激活所引起的TXA2釋放引起門脈壓力上升,而TXA2合成的抑制劑-呋格雷酸及TXA2受體抗體BM13、177可與GdCl3抑制庫普弗細(xì)胞同樣產(chǎn)生使門脈壓下降的效果,而僅注射1-100nm濃度的TXA-2激動(dòng)劑U-46619可增加門脈壓力,最高門脈灌注壓升達(dá)400%,類似酵母多糖作用,這些發(fā)現(xiàn)都支持庫普弗細(xì)胞激活后TXA2升高門脈壓的作用,而在肝硬化模型中用TXA2受體抗體,門脈壓可顯著改善。肝纖維化模型暴露于β-葡聚糖中顯著的壓力升高是由于庫普弗細(xì)胞密度增加及TXA2上升,但也不排除其他機(jī)制,如門脈舒血管物質(zhì)產(chǎn)生減少,特別是NO、CO及有舒張血管作用的前列腺素。(四)內(nèi)毒素致肝損傷的機(jī)制在急、慢性肝衰竭中,病毒性肝炎、肝硬化、內(nèi)毒素血癥(ETM)等均可引起肝內(nèi)膽汁淤積性黃疸,內(nèi)毒素的作用環(huán)節(jié)是肝細(xì)胞的排泌機(jī)制。內(nèi)毒素主要通過激活磷脂酶A2參與肝細(xì)胞損傷,抑制肝毛細(xì)膽管膜上Na+-K+-ATP酶活性,使毛細(xì)膽管發(fā)生排泄障礙,導(dǎo)致肝細(xì)胞內(nèi)膽汁淤積。內(nèi)毒素可啟動(dòng)肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞線粒體膜脂質(zhì)過氧化,自由基含量增多,能量生成障礙,ATP減少,致肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞對(duì)膽汁酸的主動(dòng)攝取、代謝和分泌不足,導(dǎo)致膽汁淤積。Trauner等研究發(fā)現(xiàn),由ETM誘導(dǎo)的肝細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)濃度升高與膽汁分泌不足相關(guān)。GSH是非膽鹽依賴性膽汁的決定因素,在內(nèi)毒素誘導(dǎo)的膽汁淤積中,LPS主要通過抑制GSH膽汁分泌減少非膽鹽依賴性膽汁的流量。另外,LPS通過抑制GSS膽汁分泌阻滯外源性NO促膽汁分泌作用,提示內(nèi)毒素引起肝內(nèi)淤膽可能是非膽鹽依賴性膽汁流量減少所致。ETM還可通過NO介導(dǎo)機(jī)制影響膽汁形成,NO除能刺激環(huán)鳥單核磷酸鹽產(chǎn)生抑制肝內(nèi)膽小管收縮,還能通過NC對(duì)烏頭酸酶、琉泊酸脫氫酶或細(xì)胞色素氧化酶的生