肠道在全身性炎症中的作用

多层肠壁是独特而重要的,因为它对数十亿潜在的致命肠道细菌和体内无菌组织具有屏障功能。由于这个原因,肠道配备了高度特化的免疫细胞来阻止微生物。然而,在全身性炎症的情况下,免疫反应变得不平衡,导致微循环中断,细菌产物可能传播到身体的无菌隔间,引起继发性感染。

在全身性炎症(如败血症)期间,免疫反应变得过度激活,导致旨在消除病原体的细胞因子和炎症介质的全身性释放。在这种反应中激活的最丰富的免疫细胞是中性粒细胞,它们在创伤后几分钟内被招募到感染部位。为了攻击入侵的微生物,中性粒细胞释放抗微生物剂,如活性氧。然而,这些抗微生物药物不分青红皂白地起作用,对健康的宿主组织造成损害,并加剧炎症环境。在肠道微血管中,中性粒细胞的不断迁移和抗微生物药物的释放,损伤了内皮细胞,增加了微血管的通透性,从而导致组织水肿和潜在的细菌传播。

图1所示。全身性炎症时的肠道微循环。

肠道微血管系统由毛细血管、小动脉和小静脉组成,它们形成一个分支网络,在肠道内起吸收、分泌和保护作用。当免疫反应失调引起微循环紊乱时,其影响是深远的,影响肠道和其他重要器官的微血管血流。微血管内持续的严重血流改变与多器官衰竭的发展和由于组织供氧不足而导致的死亡有关。虽然大血管的灌注也很重要,但组织灌注主要取决于毛细血管血流,毛细血管是主要向组织提供氧气和营养的血管。

肠道等器官的微血管血流与免疫细胞与内皮的相互作用有直接关系,也与血小板活化导致血管内凝血或血浆蛋白组成改变等间接因素有关。因此,肠道微循环的治疗性保护是改善全身性炎症(如败血症)患者预后的一种有希望的方法。通过使用在活的有机体内成像技术,如活体显微镜(IVM),我们可以获得微循环动态过程的实时成像,包括白细胞内皮相互作用和毛细管灌注荧光染色。利用IVM,我们可以观察微循环功能的紊乱,以预测疾病进展,并监测特定的治疗方法,如旨在减少白细胞内皮相互作用的抗炎治疗。因为IVM是在活的有机体内方法,其参数实时响应,使其更敏感的治疗监测比常用的方法,如测量c反应蛋白水平,即使在炎症消退后仍然很高。

关于全身性炎症的基本机制,目前还存在很大的知识空白。然而,最近的进展,例如确定是免疫反应失调导致与全身性炎症相关的病理,而不是感染病因本身,将导致更好的治疗选择的发展。此外,成像技术的进步,如机器的小型化和数据分析的自动化,使其成为测量疾病进展和药物治疗监测的有用临床工具是必要的。

泰勒·索伯恩,马拉尔·阿里,克里斯蒂安·莱曼
达尔豪斯大学微生物和免疫学系,哈利法克斯,和
加拿大达尔豪斯大学麻醉、疼痛管理及围手术期医学系

出版

肠道微循环对全身炎症的免疫反应。
李建军,李建军,李建军
前沿生物科学(里程碑版)。2018年1月1日

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