炎症的基本病理变化
炎症的基本病理变化概括为变质、渗出和增生。
一、变质
炎症局部组织所发生的变性和坏死称为变质(alteration)。必须指出,组织和细胞的变性和坏死在其他病理过程(如缺氧、缺血)中也能见到,并非炎症所特有。
二、渗出
炎症局部组织血管内的液体和细胞成分通过血管壁进入组织间质、体腔、黏膜表面和体表的过程称为渗出(exudation)。渗出的液体和细胞总称为渗出物或渗出液(exudate)。渗出性病变是炎症的重要标志,渗出的成分在局部具有重要的防御作用。①渗出液能稀释毒素,带来氧及营养物,带走炎症区内的有害物质;②渗出液中的抗体和补体有利于防御、消灭病原微生物;③渗出的纤维蛋白原转变成纤维蛋白,交织成网,能限制病原菌扩散,使病灶局限,并有利于吞噬细胞发挥吞噬作用。
但过多的渗出液可影响器官功能和压迫邻近的组织和器官,造成不良后果,如肺泡腔内渗出液可影响换气功能,心包积液可压迫心脏等;渗出液中大量纤维蛋白不能完全被吸收时,最终发生机化粘连,影响器官功能,如心包粘连可影响心脏的舒缩功能。
(一) 血流动力学改变(图7-2-1)

图7-2-1 炎症时血流动力学变化模式图
损伤因子作用于机体后,机体通过神经反射或产生各种炎症介质,作用于局部血管,产生细动脉短暂痉挛。随后,动脉端毛细血管括约肌舒张,毛细血管床开放,血流加快,血量增加,导致局部动脉性充血。10~15 min后,静脉端毛细血管和小静脉也随之发生扩张,血流逐渐减慢,导致静脉性充血。
随着充血的发展,小静脉和毛细血管的通透性增高,导致血浆渗出、血液浓缩、血管内红细胞聚集,血液黏稠度增加、血流阻力增高,血液回流受阻甚至发生淤滞(stasis)。由于细动脉端入血量增多而静脉端回流减少,使局部组织的毛细血管和小静脉内流体静压上升,同时因血流缓慢,血细胞轴流变宽,其边缘的白细胞得以向管壁靠近,为白细胞的黏附创造了有利条件。
(二) 液体渗出
炎症早期,上述炎性充血使微循环内的流体静压上升,液体及小分子物质因压力升高而经毛细血管渗出。炎性渗出液在组织间隙积聚称炎性水肿。在另外一些情况下,由于血液循环障碍、血管壁内外流体静压平衡失调可造成漏出(transudation)。无论渗出还是漏出都可造成组织水肿和体腔积液,通过对穿刺抽出的体腔积液的检测有助于确定渗出液与漏出液性质(表7-2-1)。

(三) 白细胞渗出
白细胞通过血管壁游出到血管外的过程称为白细胞渗出(leucocyte extravasation)。渗出的白细胞又称为炎细胞。炎症反应的最重要功能是将白细胞输送到炎症局部,完成吞噬、消灭病原体,降解坏死组织和异己抗原;同时,也会通过释放化学介质、自由基和酶,介导组织损伤。因此,白细胞的渗出构成炎症反应的主要防御环节。其过程主要包括白细胞游出、在损伤部位聚集(图7-2-2)和在局部的作用。

图7-2-2 白细胞的游出和聚集过程模式图
1. 白细胞边集和附壁(https://www.daowen.com)
随着血管扩张、血管通透性增加和血流缓慢,白细胞进入边流,靠近血管壁,并沿内皮滚动。最后白细胞黏附于血管内皮细胞上。
2. 白细胞黏附
目前已明确白细胞黏附和游出主要是由于其表面的黏附分子和内皮细胞受体结合引起的,化学介质和某些细胞因子可以调节这类黏附分子的表达和功能状况。
3. 游出和趋化作用
白细胞通过血管壁进入周围组织的过程称为游出(emigration)。黏附于内皮细胞表面的白细胞沿内皮表面缓慢移动,在内皮细胞连接处伸出伪足,整个白细胞逐渐以阿米巴样运动方式从内皮细胞缝隙游出,到达内皮细胞和基底膜之间,最终穿过基底膜到血管外。趋化作用(chemotaxis)是指白细胞向着炎症区域的化学刺激物所在部位做定向移动,而这些化学刺激物称为趋化因子(chemotactic agents)。趋化因子的作用是有特异性的,即不同的趋化因子只对某一种或几种炎细胞有趋化作用。
4. 吞噬作用
炎症防御反应中极其重要的一环是游出的白细胞在炎症灶局部发挥吞噬作用(phagocytosis)和免疫作用,以有效地杀伤病原微生物。
5. 炎细胞的种类和功能
炎症区内的炎细胞多数是由血管渗出而来,如中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞等;有的则是来自组织内增生的细胞,如巨噬细胞、浆细胞以及由巨噬细胞转化而来的上皮样细胞、多核巨细胞等。
(1) 中性粒细胞:又称小吞噬细胞,是急性炎症和化脓性炎症及炎症早期最常见的炎细胞,具有活跃的游走和吞噬能力,能吞噬细菌、组织崩解碎片及抗原抗体复合物等。中性粒细胞的寿命较短,仅有3~4天,完成吞噬作用后很快死亡并释放各种蛋白水解酶。能使炎灶内的坏死组织和成纤维溶解液化,有利于吸收或排出体外。正常人血清中含有抗胰蛋白酶,故不对正常组织起溶解作用。
(2) 吞噬细胞:巨噬细胞属于单核巨噬细胞系统,起源于骨髓组织,生成后由骨髓输入到血液成为单核细胞,再移入到各类组织中成为巨噬细胞。炎症区的巨噬细胞主要由血液中的单核细胞自血管游出后转化而来,亦可由局部组织内的组织细胞增生而来。它具有较强的吞噬功能,能吞噬较大的病原体、异物、坏死组织碎片甚至整个细胞。常见于急性炎症后期,慢性炎症,某些非化脓性炎症(结核、伤寒等),病毒及寄生虫感染时。
(3) 嗜酸性粒细胞:嗜酸性粒细胞的胞质内含有丰富的嗜酸性颗粒即溶酶体,内含多种水解酶(如蛋白酶、过氧化物酶等),但不含溶菌酶和吞噬素。具有一定的吞噬能力,能吞噬抗原抗体复合物,杀伤寄生虫。如果炎症区内有大量的嗜酸性粒细胞浸润,常提示为寄生虫感染(如血吸虫病)或变态反应性炎症(如哮喘、过敏性鼻炎等)。
(4) 淋巴细胞和浆细胞:淋巴细胞多见于慢性炎症,尤其是结核杆菌、病毒、梅毒螺旋体感染时。
(5) 嗜碱性粒细胞:来自血液,形态和功能与组织肥大细胞的相似。这两种细胞的胞质中均有粗大的嗜碱性颗粒,内含肝素、组胺和5羟色胺。当受到炎症刺激时,细胞脱颗粒而释放上述物质引起炎症反应。多见于变态反应性炎症。
三、增生
在致炎因子、组织崩解产物或某些理化因子的刺激下,炎症局部的巨噬细胞、内皮细胞和成纤维细胞可发生增生(proliferation)。在某些情况下,炎症病灶周围的上皮细胞或实质细胞也发生增生。实质细胞和间质细胞的增生与相应的生长因子的作用有关。炎性增生具有限制炎症扩散和修复作用。