三、白细胞渗出
白细胞渗出是炎症反应过程中最具意义的细胞事件。我们将血液的白细胞通过血管壁游出到血管外的过程，称为白细胞渗出；渗出的白细胞则可以称为炎细胞。炎细胞在血管外组织出现的现象，则称为炎细胞浸润（inflammatory cell infiltration）。
炎症反应的最重要的环节是白细胞被诱导到炎症局部。一方面，渗出的中性粒细胞和单核细胞在炎症局部聚集、吞噬和降解病原体、坏死组织碎片构成炎症反应最重要的防御环节和基本特征。另一方面，聚集在炎症局部的白细胞释放蛋白水解酶、化学介质和毒性氧自由基，进一步造成组织损伤，而促进炎症反应的持续和加重。
白细胞从血管腔内渗出到血管外是极为复杂的连续过程，可以概括为如下步骤（图4-3）。
图4-3 急性炎症反应中性粒细胞的游出和聚集过程模式图
（一）白细胞边集和附壁
因为炎症局部血管的改变，血流缓慢停滞，微循环的血细胞轴流消失。此时，白细胞进入边流，集聚靠近血管壁，称为白细胞边集（margination）。继而，白细胞沿血管内皮表面滚动，之后与血管内皮细胞形成一过性的和可复性的黏附，称之为白细胞附壁。
白细胞的附壁现象与选择素（selectin）和其受体作用相关。白细胞和血管内皮细胞表面均具有选择素受体，包括：内皮细胞表达的E-选择素（CD62E）、白细胞表达的L-选择素（CD62L）和表达于内皮细胞和血小板P-选择素（CD62P）。选择素作为血管内皮细胞的受体与白细胞上的唾液酸寡糖（如白细胞的Lewis X）结合发挥黏附作用。
正常情况下，内皮细胞的选择素不表达或低表达，而化学介质的作用可以诱导其表达或调高表达。如P-选择素，正常位于内皮细胞内的韦贝尔-帕拉德（Weibel-Palade）小体，在组胺、凝血素、血小板激活因子（PAF）等介质的作用下，P-选择素快速（数分钟内）分布到细胞表面，利于与白细胞结合。同样，正常的血管内皮细胞E-选择素不表达，而炎性介质（如IL-1和TNF）可以诱导其合成和表达，促进内皮细胞与白细胞结合。但此过程需要合成新的蛋白质，并且通常在1～2个小时之后才开始。
（二）白细胞黏着
通过细胞黏附分子与特异受体结合的作用，附壁的白细胞与血管内皮细胞形成两者间的牢固的黏附，称之为白细胞黏着（adhesion）。此后，白细胞方能游出。参与白细胞黏着的细胞黏附分子主要是血管内皮细胞表面的免疫球蛋白超家族分子（immunoglobulin superfamily）和白细胞表面的整合素（integrin）。
免疫球蛋白超家族分子有两种：细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule 1，ICAM-1）和血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule 1，VCAM-1）。
整合素是一种跨膜的黏附分子，由α和β亚单位构成的二聚体，既可以介导内皮细胞和白细胞的结合，又可以整合与细胞外基质黏附。
血管内皮细胞的细胞间黏附分子-1相应的受体是白细胞表面的整合素MAC-1（CD11b／CD18）和LFA-1（CD11a／CD18）；而血管细胞黏附分子-1相应的整合素受体是白细胞表面的整合素VLA-4。
生理情况下，白细胞表面LFA-1为低亲和状态，不能与血管内皮细胞的ICAM-1结合；在损伤的情况下，血管内皮细胞和其他细胞释放的趋化因子激活中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞等白细胞上的LFA-1，LFA-1发生构型改变而转变为高亲和力状态，与血管内皮细胞调高表达的ICAM-1牢固结合，使这些白细胞黏附于血管内皮细胞上，为白细胞游出创造条件。
（三）白细胞游出和趋化作用
白细胞粘着于血管内皮细胞表面后，伸出伪足插入内皮细胞间隙，以阿米巴样运动方式穿出到血管外，称白细胞游出（emigration）。白细胞在穿过血管内皮细胞的间隙时，可以分泌胶原酶降解基底膜，进一步游出到血管外。
血小板内皮细胞黏附分子-1（platelet endothelial cell adhesion molecule-1，PECAM-1）亦称CD31，亦属免疫球蛋白超家族成员，是介导细胞与细胞黏附过程的主要黏附分子。白细胞游出部位主要在损伤部位的小静脉，也可以发生在肺的毛细血管。中性粒细胞（图4-4）、单核细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞都是以此运动方式主动游出的。当血管壁受到严重损伤时，红细胞可被动漏出，那是血管内流体静压力把红细胞沿白细胞游出的途径，或血管内皮细胞坏死脱落形成的漏洞推出血管外。
图4-4 中性粒细胞游出
一方面，渗出白细胞的类型取决于致炎因子类型和性质；另一方面，炎症反应的不同阶段游出的白细胞类型不同。急性炎症早期，中性粒细胞首先游出、浸润；24～48小时后，则单核细胞游出、浸润。主要原因是不同阶段有不同的细胞黏附分子和趋化因子表达；再者，中性粒细胞，进入血液后24～48小时内凋亡，而单核细胞寿命长。
趋化作用（chemotaxis）是指白细胞沿浓度梯度向化学刺激物部位作定向移动的过程，而这些化学刺激物则称为趋化因子（chemotactic agent）。在趋化因子的诱导下，游出的白细胞不断向炎症损伤部位移动聚集。
不同类型的白细胞对趋化因子的反应能力不同，粒细胞和单核细胞对趋化因子的反应较强，而淋巴细胞对趋化因子的反应则相对较弱。
趋化因子有外源性的，也有内源性的。前者主要为可溶性细菌产物；后者，包括补体成分（特别是C5a）、白三烯B4和细胞因子，特别是趋化性细胞因子（chemokine）等。
目前认为，白细胞表面有趋化因子的受体，能识别趋化因子，并与之结合而激活信息传递通道，使细胞内游离钙升高（首先是细胞内储存钙释放，然后是细胞外钙离子通过钙通道进入细胞内）。由于细胞内钙离子浓度升高，导致细胞骨架重组，细胞收缩伸出伪足，产生定向运动。
趋化因子不仅能刺激白细胞产生趋化作用，还具有激活白细胞的功能，包括：激活蛋白激酶C，使激活的白细胞分泌溶酶体酶和脱颗粒；激活磷脂酶A2，使细胞膜磷脂转化为花生四烯酸代谢产物；通过增加细胞内的钙离子浓度调控白细胞的黏附分子，促进白细胞的黏附功能。(https://www.daowen.com)
（四）白细胞的作用
炎症局部聚集的白细胞能有效地杀伤病原微生物，构成炎症防御反应中极其重要的一环。白细胞在局部的作用有三方面：吞噬作用、免疫作用和损伤反应。
1.吞噬作用 吞噬作用（phagocytosis）是指在炎症局部聚集的白细胞吞入、杀伤、降解病原体和组织碎片的过程；具有吞噬作用的白细胞称为吞噬细胞（phagocyte）。
（1）吞噬细胞的类型及特征：吞噬细胞主要有两种，即中性粒细胞和巨噬细胞。
1）中性粒细胞：又称小噬细胞，其吞噬能力强，胞质内含有的嗜天青颗粒和特异性颗粒是其有效的杀伤和降解病原的物质。嗜天青颗粒的主要成分是酸性水解酶、中性蛋白酶、髓过氧化物酶（MPO）、阳离子蛋白、磷脂酶A2和溶菌酶；特异性颗粒含磷脂酶A2、溶菌酶、乳铁蛋白和碱性磷酸酶。
2）巨噬细胞：巨噬细胞的功能十分复杂，包括来源于血液的单核细胞和固定在全身各组织内的组织细胞（histocyte），其胞质丰富，含有酸性水解酶和过氧化物酶。当其受刺激被活化后，体积增大，细胞活性和吞噬能力增强，并可以转化为某些特殊类型的炎细胞。
（2）吞噬过程：吞噬过程包括识别和黏附、吞入及降解三个阶段（图4-5）。
图4-5 白细胞的吞噬过程模式图
1）识别和黏附：血清中存在有调理素（opsonin），即一类能增强吞噬细胞吞噬活性的血清蛋白质，主要是免疫球蛋白IgG、补体C3b和集结素。细菌等颗粒状病原体被血清的调理素包裹的过程，称为调理素化（opsonization）。吞噬细胞表面的Fc段受体和C3b受体（C3bi或Mac-1），能识别被调理素包被的病原；经IgG与Fc段受体、C3b与补体受体（CR1、CR2和CR3）结合、集结素与C1q结合，细菌就被黏附在吞噬细胞的表面。
2）吞入：细菌黏附于吞噬细胞表面之后，Fc受体和补体受体即被激活，吞噬细胞乃伸出伪足，形成由吞噬细胞的细胞膜包围吞噬物的泡状小体，谓之吞噬体（phagosome）。吞噬体逐渐脱离细胞膜进入细胞内部，并与初级溶酶体融合，形成吞噬溶酶体（phagolysosome），溶酶体酶倾注其中，病原体在吞噬溶酶体内被杀伤、降解。
3）杀伤和降解：吞噬溶酶体内的病原体主要是被具有活性的氧化代谢产物杀伤的（图4-6）。吞噬过程使白细胞的耗氧量激增，可达正常消耗量的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
图4-6 吞噬细胞的氧化谢活性产物杀菌机制
2O2＋NADPH→经NADPH氧化酶作用→
大多数超氧负离子经自发性歧化作用转变为H2 O2，其杀菌能力不强。但在有氯化物存在的条件下，中性粒细胞的嗜天青颗粒中的髓过氧化物酶能将H2 O2，还原生成次氯酸（HOCl）。
HOCl是强氧化剂和杀菌因子。因此，H 2 O2 MPO-卤化物三者构成中性粒细胞最有效的杀菌体系，其杀菌能力比单独H2 O2强50倍。
白细胞也可以通过不依赖氧的机制杀伤病原体，包括杀菌通透性增加蛋白（bactericidal permeability-increasing protein，BPI）、溶菌酶、乳铁蛋白和一组富含精氨酸的阳离子蛋白质。后者能溶解细菌胞壁，被称作杀菌素（phagocytin）或防御素（defensin）。
吞噬细胞吞入病原体后形成吞噬溶酶体，吞噬溶酶体内的p H降至4～5，形成酸性水解酶最佳作用环境。由此酸性水解酶可以有效降解被杀伤病原体。
吞噬细胞通过上述杀伤机制，可以有效地将大多数病原微生物杀伤降解。但是对有些细菌（如结核杆菌）是无效的。这些细菌被吞噬后能抵抗杀伤作用，处于静止状态而生存，一旦机体抵抗力下降，就能繁殖，并可随吞噬细胞的游走而在体内播散。
吞噬作用完成以后，中性粒细胞很快凋亡，并被巨噬细胞清除或者通过淋巴管引流清除。此吞噬作用导致的细胞凋亡依赖于白细胞表面整合素Mac-1（CD11b）的存在，在急性炎症中这一分子的作用显得尤为重要。
2.免疫作用 在炎症反应过程发挥免疫作用的白细胞主要有单核细胞（巨噬细胞）、淋巴细胞。淋巴细胞多见于慢性炎症或病毒感染引起的炎症。抗原进入体内，先经单核（巨噬）细胞吞噬处理，再将抗原信息递呈给T或B淋巴细胞，使淋巴细胞被致敏而活化，分别参与细胞免疫和体液免疫发挥作用。
3.损伤反应 必须强调，白细胞在激活、趋化和吞噬过程中，其产物不仅可向溶酶体内外释放，同时也可以向细胞外基质释放。这些产物包括溶酶体酶、活性的氧自由基、前列腺素和白三烯等，均具有强烈的介导血管内皮细胞和组织损伤的作用。此外，坏死崩解的白细胞也能释放大量损伤性物质。白细胞介导的组织损伤在许多人类疾病中都能见到，如急性炎症中的肾小球肾炎、缺血再灌注损伤、急性移植排斥反应等，还有慢性炎症中的类风湿关节炎及动脉粥样硬化等。
（五）白细胞的缺陷
因为白细胞在机体防御体系中所具有核心作用，其数量不足或功能的先天和后天的缺陷均可以影响白细胞的吞噬和免疫功能，造成机体防御功能的不健全，易于感染，反复感染，甚至危及生存。艾滋病患者因体内CD4＋的辅助T淋巴细胞被大量破坏造成严重免疫缺陷，常导致机会性感染而致死。白细胞黏附缺陷病-1型，因CD18（整合素）亚单位合成障碍导致白细胞黏附吞噬障碍，造成患者反复感染和创伤愈合不良。慢性肉芽肿性疾病是因NADPH氧化酶的先天性遗传缺陷，使杀菌活性的障碍造成。Chédiak-Higashi综合征，则是因吞噬溶酶体形成缺陷，表现为白细胞吞入和脱颗粒障碍。