生理学考题

细胞凋亡的形态学改变是多阶段的。发生凋亡的细胞，形态上首先变圆，并逐步与周围细胞脱离，表面微绒毛消失。胞浆凝缩，胞膜迅速发生空泡化（blebbing），细胞体积逐渐缩小，出现固缩(condensation)。然后内质网变疏松并与胞膜融合，形成膜表面的芽状突起，称为出芽（budding）。晚期核质高度浓缩融合成团，染色质集中分布在核膜的边缘，呈新月形或马蹄形分布，称为染色质边集(margination)。胞膜皱缩内陷，分割包裹胞浆，形成泡状小体称为凋亡小体(apoptosis body)，这是凋亡细胞特征性的形态学改变。凋亡小体形成后迅即被周围具有吞噬功能的细胞如巨噬细胞、上皮细胞等吞噬、降解（图8-2）。整个凋亡过程中胞膜保持完整，没有细胞内容物的外漏，因而不伴有局部的炎症反应。

图2-2 细胞凋亡与坏死的比较

（二）细胞凋亡的生化改变

细胞凋亡过程中可出现各种生化改变，其中DNA的片段化断裂及蛋白质的降解尤为重要。

1.DNA的片段化 细胞凋亡时DNA链的断裂有三种方式。最多见的一种断裂方式是核小体间DNA链断裂，是内源性核酸内切酶（endogenous nuclease)被激活所致。

组成染色质的基本结构单位是核小体，核小体之间的连接区易受内切酶的攻击而发生断裂。DNA链上每隔200个核苷酸就有1个核小体，当内切酶在核小体连接区切开DNA时，即可形成180～200bp或其整倍数的片段。这些片段在琼脂糖凝胶电泳中可呈特征性的“梯”状（ladder pattern）条带，这是判断凋亡发生的客观指标之一。因此，DNA片段化断裂是细胞凋亡的关键性结局。

2.内源性核酸内切酶激活及其作用 在细胞凋亡过程中执行染色质DNA切割任务的是内源性核酸内切酶，这导致DNA断裂成核小体倍数大小的片段，在琼脂糖凝胶电泳上出现典型的阶梯状DNA区带。内源性核酸内切酶多数为Ca2+/Mg2+依赖的，但Zn2+可抑制其活性。

3.Caspases的激活及其作用 Caspases是目前研究得最清楚的细胞凋亡执行者。这是一组对底物门冬氨酸部位有特异水解作用，其活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶，全名为含半胱氨酸的门冬氨酸特异蛋白酶。目前已发现该蛋白酶家族有10多个成员，第一个被发现的caspase是ICE (interleukin-Iβ converting enzyme, ICE)，即caspase-1，随后又发现了一系列的caspase，曾被分别给予了不同的

名称，现统称为caspases，而以序号区分。

Caspase在凋亡中所起的主要作用是：灭活细胞凋亡的抑制物（如Bcl-2）；直接作用于细胞结构并使之解体，促使凋亡小体形成；在凋亡级联反应（cascade）中水解相关活性蛋白，从而使该蛋白获得或丧失某种生物学功能如：caspase-9可使caspase-3酶原水解形成具有分解蛋白质活性的caspase-3。

2、细胞凋亡信号转导的几条通路？特点？ 细胞凋亡信号的转导

大多数情况下，来自于细胞外的细胞凋亡诱导因素作用于细胞后可转化为细胞凋亡信号，并通过胞内不同的信号转导途径，最终激活细胞死亡程序，导致细胞凋亡。因此，凋亡信号转导系统是连接凋亡诱导因素与核DNA片段化断裂及细胞结构蛋白降解的中间环节。这

个系统的

特点

是：①多样性 即不同种类的细胞有不同的

信号转导系统；②耦联性 即死亡信号的转导系统与细胞增殖、分化过程中的信号转导系统在某些环节上有交叉、耦联；因此同一个信号，在不同条件下既可引起凋亡，也可刺激增殖；③同一性 即不同的凋亡诱导因素可以通过同一信号转导系统触发细胞凋亡。这就意味着切断某一信号转导系统,就有可能影响多种凋亡诱导因素引起的细胞凋亡；④多途性 即同一凋亡诱导因素可经过多条信号转导途径触发凋

亡。要完全阻抑某一凋亡诱导因素的作用，就必须同时切断多条相关的信号转导途径。

通路

：迄今为止，研究较多的信号转导系

统有：① 胞内Ca2+信号系统；② cAMP/ PKA信号系统；③ Fas /FasL信号系统；④ 神经酰胺信号系统；⑤ 二酰甘油／PKC信号系统；⑥ 酪氨酸蛋白激酶信号系统。

1.胞内Ca2+信号系统 Ca2+作为细胞第二信使介导了许多重要的细胞反应，如：肌细胞收缩、免疫细胞活化及细胞增殖等。20世纪80年代初研究糖皮质激素诱导胸腺细胞凋亡时发现，细胞凋亡时胞内游离Ca2+浓度显著上升。用Ca2+载体A23187人为升高B淋巴细胞内Ca2+水平，可诱导B淋巴细胞凋亡；而用钙络合剂降低细胞内Ca2+水平，可阻止细胞凋亡。因此，Ca2+在细胞凋亡中充当了传递凋亡信号的角色。胞内Ca2+浓度上升可激活Ca2+依赖的谷氨酰胺转移酶，活化核转录因子等触发细胞凋亡。

2.cAMP/PKA信号系统 cAMP是另一个重要的第二信使，它在胞内浓度的上升，可激活cAMP依赖的PKA，使其靶蛋白上某些氨基酸残基磷酸化，从而改变蛋白质的功能。研究发现，cAMP是细胞凋亡信号，例如：用可透过胞膜的双丁酰cAMP（db cAMP）可引起培养的髓样白血病细胞或胸腺细胞发生凋亡；糖皮质激素诱导淋巴细胞凋亡也是通过激活Ca2+/钙调素信号系统，继而激活腺苷酸环化酶使胞内cAMP浓度上升，然后活化PKA引起细胞凋亡。

3.Fas /FasL信号系统 Fas蛋白是细胞膜上的跨膜蛋白，属于TNF受体家族。作为一个膜受体，Fas蛋白可以和T淋巴细胞表面的Fas配体（FasL ）结合，也可以与抗Fas的抗体结合，从而启动细胞凋亡。在Fas蛋白所介导的细胞凋亡中其可能的信号转导机制如下：① FasL或抗Fas抗体与Fas蛋白结合，引起神经鞘磷脂酶的活性迅速上升，使神经鞘磷脂分解产生神经酰胺，神经酰胺作为第二信使激活相应的蛋白激酶，从而诱导细胞凋亡；② 抗Fas抗体或TNF与Fas蛋白结合后可激活ICE样的caspase，后者可降解H1组蛋白，使染色体松弛，DNA链舒展而暴露出核酸内切酶的酶切位点，使DNA链更容易被切割；③ Fas蛋白被激活后也可以通过Ca2+信号系统传递死亡信息而导致细胞凋亡。

4.神经酰胺信号系统 神经酰胺（ceramide）是神经鞘磷脂（sphingomyelin, SM）在SM酶的作用下产生的一类新型第二信使。其生物学效应包括：诱导凋亡；抑制细胞生长；引起细胞周期阻滞，细胞周期通常被阻滞于G0/G1期。目前证实，电离辐射、TNF-a、Fas、糖皮质激素均可通过神经酰胺信号系统诱导细胞凋亡。

5.二酰甘油／PKC信号系统 二酰甘油是磷脂酰肌醇和磷脂酰胆碱在磷脂酶C的催化下产生的一种第二信使物质。二酰甘油是PKC的内源性激活物，促癌物佛波酯是PKC的外源性激活物。研究表明：PKC由三组同工酶组成，其中PKCβ1与细胞凋亡关系密切，活化的PKCβ1可诱导u937白血病细胞发生凋亡。抑制PKC的活性，同时也可抑制糖皮质激素诱导的小鼠胸腺细胞凋亡。相反PKC激动剂佛

波酯可抑制某些类型的细胞凋亡，如：糖皮质激素、T细胞受体激活及IL-2撤除所引起的细胞凋亡。这些材料提示：二酰甘油／PKC信号系统参与了细胞凋亡，起重要的作用。

6.酪氨酸蛋白激酶（PTK）信号系统 PTK所介导的信号系统对细胞凋亡起重要的负作用。一些生长因子或细胞因子（NGF、表皮生长因子、IL-3等）与其受体结合后，通过直接或间接激活PTK，然后PTK将其靶蛋白上的酪氨酸磷酸化进而使Ras蛋白激活，并通过Raf-1（cytosolic kinase）,MAPKK(丝裂原激活蛋白激酶激酶)、MAPK（丝裂原激活蛋白激酶）引起蛋白质磷酸化并产生促进细胞分化的效应，此信号途径被阻断可引起细胞凋亡。生长因子或细胞因子撤除引起的细胞凋亡是由于PTK不能被有效激活所致。

3、细胞凋亡的线粒体通路？

线粒体损伤 细胞凋亡的早期就会出现线粒体内膜通透性增大，线粒体跨膜电位（△ψm）明显下降。在毒物（如鱼藤酮、原卟啉Ⅸ、百草枯等）诱导的肝细胞凋亡、兴奋性递质（谷氨酸）诱导的神经元凋亡，必须生长因子的缺乏引起的相应细胞凋亡，糖皮质激素诱导的淋巴细胞凋亡等，皆证实了早期的线粒体△ψm的明显下降。△ψm的下降可能主要是由于线粒体通透性转换孔（permeability transition pore，PTP）的改变，PTP的改变使线粒体的能量代谢障碍，释放氧自由基及蛋白酶和核酸内切酶的激活剂等，进而诱发凋亡。体内、外

实验证明，阻止线粒体通透性的改变可以防止细胞凋亡，例如：用Bcl-2可以阻止细胞凋亡，在于它能升高线粒体的跨膜电位和阻止线粒体通透性改变。

目前认为，线粒体膜功能和结构上的完整性被破坏引起细胞凋亡的可能机制是（图8-3）：线粒体内、外膜之间的PTP具有调节线粒体膜通透性的作用。正常情况下，绝大多数PTP处于关闭状态。当线粒体△ψm在各种凋亡诱导因素作用下降低时PTP开放，导致线粒体膜通透性增大，使细胞凋亡的启动因子如：细胞色素C（Cyt.C）、凋亡蛋白酶激活因子(Apaf)和凋亡诱导因子（AIF）等从线粒体内释放出来。Cyt.C与Apaf相互作用可激活caspase-9，而AIF是一种核基因组编码的，分子量为50kD的膜间蛋白，可快速激活核酸内切酶，并增强caspase-3的水解活性。Bcl-2具有恢复△ψm和调制PTP功能的作用，因而可阻止上述凋亡启动因子从线粒体向外释放，切断了细胞凋亡级联式反应中的关键性环节，所以具有很强的抗细胞凋亡的作用。

图2-3 线粒体△ψm下降与细胞凋亡

4、细胞凋亡的氧化应激？

氧化应激 氧自由基化学性质活泼，破坏机体正常的氧化/还原的动态平衡，造成生物大分子（核酸、蛋白质、脂质）的氧化损伤，干扰正常的生命活动，形成严重的氧化应激状态，机体氧化损伤的后果之一就是诱导细胞凋亡。例如：各种氧化剂（如：H2O2）可直接诱导细胞凋亡，抑制超氧化物歧化酶（SOD）的活性也可诱导细胞凋亡，而使用抗氧化剂（如：Vit E、胡萝卜素等）可以阻断有氧化应激背景的各种凋亡诱导因素如TNF-α、电离辐射等所引起的细胞凋亡。

氧化应激引起细胞凋亡的可能机制是：激活P53基因、消耗大量ATP、生物膜脂质过氧化、激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶、活化核转录因子NF-κB，AP-1等诱发细胞凋亡。

5、粘附分子定义、结构、分类、相应配体、活性如何调节？

一、概念

英 文：adhesion molecule, AM

同义词：细胞粘附分子（cell adhesion molecule,CAM）、粘附受体

指由细胞合成的，可促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质三间粘附的一大类分子的总称。 细胞粘附是指细胞与某一表面的粘附，这一表面可以是其他细胞、基质蛋白或是无生命的物体如留置的导管等。是通过细胞表面的受体——粘附分子来实现的，AM介导的细胞粘附在机体的形态发生、细胞迁移和细胞信息交流中起关键作用。

二、结构

绝大多数AM是存在于膜上的整合糖蛋白，由三部分组成即：较长的细胞外区、跨膜区、较短的细胞内区。多数CAM的胞内区通过骨架结合蛋白与细胞骨架成分结合，少数CAM通过糖基磷脂酰甘油锚定在细胞膜上。其配体结合部位位于胞外区。 PS：▲ 肌动蛋白结合蛋白（actin binding protein, ABP）

▲ 与细胞骨架成分结合的CAM不易脱落；锚定细

胞膜上的CAM容易脱落，即为临床上可测得的可溶性CAM。

三、分类

根据编码AM的基因及其产物的结构功能特点分： 1、钙依赖性粘附素家族（cadherin） 2、整合素家族（integrin） 3、选择素家族（selectin） 4、免疫球蛋白超家族

5、CD44家族（H-细胞粘附素家族，H-CAM）或称粘蛋白样家族

6、其他，如可溶性粘附分子（sCAM）

CAM还能以溶解或循环形式存在于血清和其他体液中，称为可溶性粘附分子（sCAM）。它们是AM细胞外区脱落后形成的，其数量变化和某些病理状态如炎症、自身免疫性疾病、肿瘤转移等有关，由于它们易于检测，故有较大的临床价值。

四、配体

1、同种或异种粘附分子的胞外区

相邻两细胞通过同种或异种的粘附分子介导相互结合，如钙依赖性粘附素家族介导的钙依赖性同种细胞间的粘附（同种亲合性结合）以及由免疫球蛋白的

2+

家族成员NCAM介导Ca非依赖性的细胞——细胞粘附（异种亲合性结合）

配体——受体，反受体——受体 2、细胞外基质

细胞外基质成分是一些粘附分子的重要配体。 例如：透明质酸——CD44家族的配体

胶原、纤连蛋白、层粘连蛋白——整合素家族部分成员的配体

3、细胞表面的寡糖

选择整家族粘附分子的配体是细胞膜上的寡糖分子，如唾液酸化的寡糖Lewisx和它的异构体等。 4、血浆中的可溶性蛋白

纤维蛋白原（FB）、von Willebrand因子（vWF）(遗传性假血友病因子)、无活性的补体C36（iC36） 例：FB可作为连接分子，与多个血小板膜上的整合素结合，介导血小板之间的粘附反应。因此，细胞表面的粘附分子通过与一个可溶性的多价分子（配体）结合介导细胞间的粘附，是细胞间粘附的又一方式。

五、调节

在正常细胞中，粘附分子的表达及活性都受到严格的。目前已知的AM的调节因素有：  细胞脂多糖（LPS）

 细胞因子：IL-1、TNF、IFN  炎症介质：PAF  补体成份

+ ○

胞外信号+细胞表面的受体 细胞内多条信号其中激活的+ ○

转导通路

酪氨酸蛋白激酶 AM的胞内区磷酸化 -○ AM 丝/苏氨酸蛋白激酶 ABP的磷酸化 当AM与其配体结合后，又在○+多条细胞内信号转导途径—→细胞内骨架蛋白的重组—→细胞形态的变化及细胞的增生、分化、凋亡等改变。

6、整合素家族定义、分类及各自的生理学功能？

1、概念：

整合素是一组二价阳离子依赖性的细胞表面跨膜糖蛋白，它们介导细胞与细胞及细胞与细胞外基质之间的粘附反应。 2、组成：

目前已发现16种α亚基和8种β亚基，它们可相

互结合形成20多种整合素。该家族可分为数个亚族，迄今了解最多的有三个亚族： β1亚族：β1整合素 β2亚族：β2整合素 β3亚族：β3整合素

每个亚族由一个共同的β亚基和一组特定的α亚基组成。 3、结构：

由α和β亚基以非共价键结合形成的异二聚体。α亚基和β亚基都有一个较大的球形的细胞外区、一个跨膜区、一个较短的细胞内区。 4、功能： （1）β1整合素：整合素的β1亚族、VLA亚族（very late antigen）

 β1整合素的β亚单位为CD29  作用：① 介导细胞与细胞外基质成分的结合（主要）

② 介导淋巴细胞的归巢

③ 介导白细胞与激活的血管内皮细胞

的粘附反应。

 分布：激活的淋巴细胞、白细胞、上皮细胞、血小板、成纤维细胞。

 分类：α1β1、α2β1、α3β1、α4β1、α5β1、α6β1、α7β1、α8β1、α9β1（9种）

 分类：α2β2、αmβ2、αxβ2（3种）

（2）β2整合素：整合素的β2亚族，白细胞粘附分子 β2整合素的β亚基单位为CD18

① 淋巴细胞功能相关抗原-1（lymphocyte function relateal antigell-1, LFN-1） 作用：参与白细胞之间及白细胞与内皮细胞之间的

粘附。

② 巨噬细胞分化抗原-1（Mac-1）

介导白细胞与内皮细胞、上皮细胞的粘附 与NKC杀伤结合iC3b的靶细胞有关 ③ 糖蛋白150/95（GP150/95） 参与细胞毒T细胞与靶细胞的粘附 分布：各种白细胞

（3）β3整合素、整合素的β3亚族，细胞粘附素（cytoadherins），β3整合素的β亚基单位为CD61。 作用：① 介导血小板的粘附、聚集。

② 介导细胞与细胞外基质成分之间的粘

附。

分布：血小板、多种细胞 分类：αⅡbβ3、αvβ3

7、选择素家族定义、分类及各自生理学功能？

1、概念

选择素又称凝染素样细胞粘附分子（Lec-CAM），是一种介导细胞与细胞间粘附，并且有高度选择性，配体为细胞膜的糖Lex和Lea的跨膜糖蛋白。

2、组成

至今了解最多的有 L-选择素（CD62L）：LAM-1 or leu-CAM-1

E-选择素（CD62E）：ELAM-1

P-选择素（CD62P）GMP-140 or PADGEM

LAM-1：白细胞粘附分子-1（leukocyte adhesion molecule-1 or leu-CAM-1）

ELAM-1：内皮细胞-白细胞粉附分子-1

（eudothelial, cell leukocyte adhesion molecule-1）

GMP-140：分子量为140KD的颗粒膜蛋白（granule

membrane protein-140KD）

PADGEM：血小板活化依赖性颗粒外膜蛋白 3、结构

三种选择素均由胞外区，跨膜区、胞内区三部分组成。三种细胞外区结构相似，均含一个凝集素样区，一个表皮生长因子样区和2-9个连续重复的补体结合区段；选择素的胞内区很短，且三种之间无同源性，也与骨架蛋白结合。

4、功能

（1）L-选择素：LAM-1

有2个连续重复的补体结合蛋白区段，它在绝大部分白细胞上因有表达。

作用：①（可单独）介导白细胞的滚动与捕获（通过与内皮细胞的结合）

②参与淋巴细胞的归巢（通过介导淋巴细

胞间的结合）

分布：白细胞

（2）E-选择素：ELAM一1

有6个连续重复的补体结合蛋白区段，它们在未激活的内皮细胞不表达，在TNFα、IC-1、IFN-r、LPS等刺激时其表达在4～6个小时内迅速增加。 作用：①介导中性粒细胞与内皮细胞的粘附

②介导肿瘤细胞与内皮细胞的粘附

分布：活化的内皮细胞（毛细血管，后微静脉） （3）P-选择素： GMP-140 PADGEM

有 9个连续重复的补体结合蛋白区段，通常情况下存在于血小板的α一颗粒和内皮细胞的Weibel-Palade小体，在受到凝血酶组胺、补体、氧

自由基or细胞因子的刺激后，P-选择素可在数分钟内移到细胞表面。

作用：①介导白细胞的滚动

②介导白细胞与内皮细胞的粘附（可溶性

P-选择素）

分布：血小板、活化的内皮细胞（小静脉，微静脉）

8、免疫球蛋白超家族定义、分类及各自生理学功能？

1、概念

免疫球蛋白家族的粘附分子是一类细胞表面与免

2+

疫球蛋白（Ig）结构相似的跨膜蛋白质，多数介导Ca非依赖性同种和异种细胞之间的粘附反应。 2、组成：

① 细胞间粘附分子（intercellular adhesion molecule, ICAM）

② 血管细胞粘附分子（vascular cell adhesion molecule, VCAM）

③ 血小板内皮细胞粘附分子（platelet endothelium cell adhesion molecule, PECAM） ④ 神经细胞粘附分子（NCAM）

⑤ 淋巴细胞功能相关抗原-2，3（LFA-2，3） ⑥ 杀伤性T细胞相关抗原-4（CTLA-4） ⑦ 神经元-胶质细胞粘附分子（Ng-CAM）等 (CEA) 3、结构：

结构特征是分子中均含有不同数目的免疫球蛋白样区域，即沿着肽链每60-80个氨基酸残基出现一个链内二硫环，每个环内大约110个氨基酸残基，呈反平行β片层折叠，中心通过半胱氨酸形成二硫键加以

稳定，成为一种钢性结构。 4、功能： （1）ICAM： ① ICAM-1：是含有5个Ig区段的跨膜糖蛋白

作用：介导白细胞与内皮细胞的相互作用 分布：内皮细胞、上皮细胞、单核细胞、淋巴细胞

说明：通常情况下内皮细胞上ICAM-1表达

处于低水平，在IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPS刺激下其表达急剧增加。

② ICAM-2：含2个Ig区段的跨膜糖蛋白。 作用：调节α2β2/ICAM-1细胞粘附途径的作用

分布：内皮细胞、血小板、树突状细胞、单核细胞、某些淋巴细胞 说明：在上述细胞上固有地表达，不受炎症介质的影响。

③ ICAM-3：含5个Ig区段的跨膜糖蛋白 作用：同ICAM-2 分布：所有白细胞，内皮细胞（病理条件下） 说明：在所有白细胞上固有地表达，只在病理条件下表达于内皮细胞。 （二）VCAM：

VCAM-1：含7个Ig区段的跨膜蛋白质。

作用：参与淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞与内皮细胞间的粘附。

分布：内皮细胞 说明：内皮细胞上VCAM-1在受到TNF-α、IL-1、LPS刺激时表达增加。 （3）PECAM

PECAM-1：含6个Ig区段的跨膜蛋白质

作用：通过同种亲和性结合而介导粘附，可能在维持血管内皮的完整性和调节白细胞通过内皮的迁移起一定的作用。

分布：内皮细胞的胞间直接，内皮细胞，血小板髓系白细胞

说明：PECAM-1在内皮细胞的胞间连接大量表达，在内皮细胞上的表达是固有的，不受IFN-r, TNF-α, IC-1的调节。

9、粘附分子与缺血-再灌注损伤机制？

AM与心肌缺血一再灌注损伤（MIRI）

1、在大鼠MIR模型发现再灌流后冠状血管内皮细胞上ICAM-1的表达增加，原缺血区和未缺血区的心肌细胞均可出现ICAM-1的表达。

2、在猴MIR模型也发现冠状血管内皮细胞的E-选择素表达增加。

3、在心肌缺血一再灌注后不同时间，不同AM的作用也不相同。

①当再灌注发生后20mim，PMN上的L-选择素可很快从激活的细胞表面释放，造成白细胞的滚动状态，这是白细胞与内皮细胞粘附的先决条件。

②随着再灌注时间的延长，PMN表面β2整合素（CD11CD18）、内皮细胞表面D-选择素（20mim）、E-选择素（4h）↑和ICAM-1(1h)的表达上调，心肌细胞表面也出现ICAM-1的表达。

③滚动的PMN 间接——通过β2整合素与内皮细胞的ICAM-1结合

直接——与内皮细胞的E-选择素结合

从而与内皮细胞粘附

机械堵塞作用：堵塞Cap→“无复流现象”

损伤因子作用：PMN释放的弹性蛋白酶、细胞因子

等可扩散至心肌细胞使其损伤

细胞毒作用：PMN跨内皮细胞迁移→通过β2整合素

/ICAM-1途经与心肌细胞粘附，直接释放细胞毒性介质造成其损伤

4、应用选择素、β2整合素和ICAM的单克隆抗体在不同动物MIRI的模型中均显示了心肌坏死程度减轻，血清CPK活性降低等，表明：抗粘附分子治疗可成为临床预防MIRI的有效途径。

10、MODS定义、分期及分型？

定义：MODS主要是指在各种急性疾病时某些器官不能维持其自身功能，从而出现器官功能障碍，此时机体内环境稳定必须靠临床干预才能维持。MODS的表现具有两个明显特点即多元性和序贯性。 从MODS的发生发展看，可作以下的分型与分期： (一)分型

1．原发型MODS 即单相型。它是由某些明确的损伤作用于机体，直接引起器官功能障碍，所以MODS出现很快。例如严重创伤后引起的急性肺损伤，以此开始，相继出现其他器官的功能障碍。在原发型MODS发生发展过程中，SIRS不如继发性MODS中显著。此型MODS预后比较好。

2．继发型MODS 它不是由原始损伤本身直接引起，而要经历所谓“二次打击”。第一次打击(如创伤)可以是轻度的，不足以引起

临床症状，但能使免疫系统处于预激活状态，机体出现异常反应，炎症反应失控，出现明显的SIRS，此时如相继发生的第二次打击(如感染)可能具有致死性，并迅速造成远处多个器官功能障碍。继发型MODS中第二次打击常为感染，此时因有SIRS／CARS的基础，因此极易有败血症形成。

(二)分期

最近Bone提出，典型的SIRS按其发生发展过程可分以下五期：第一期，局部反应期；第二期，全身炎症反应始动期；第三期，SIRS期；第四期，CARS期：第五期，免疫不协调期。

第一期，局部反应期：感染灶、创伤(包括外科手术)、严重烧伤、胰腺炎等均可使促炎介质在局部微环境中释放。此时，有益作用超过了有害作用，并编织了一个反应网络，此网络起以下作用：①新的损伤；②减轻已经形成的损伤；③破坏损伤组织；④促进新组织生长；⑤与病原体、肿瘤细胞和外来抗原作斗争。为了保证促炎因素不具破坏性，因此体内出现了一个抗炎反应，这是一种代偿。此时出现一系列抗炎介质，对于这种全身性抗炎介质至今了解甚少，但它们有以下功能：①改变单核细胞功能；②损伤抗原“递呈”活性(antigen presenting activity)；③减少细胞产生促炎因子的能力；④下调自身的产生。局部的促炎和抗炎介质的浓度可比全身高很多倍。

第二期，全身炎症反应始动期(initial systemic response)：最初的损伤如很严重，则促炎介质和随之出现的抗炎介质会在全身循环中出现。如何发生，目前还不知道。产生的机制可能是多方面的，如在严

重感染时，病原体或外来抗原可以直接进入血液刺激促炎介质的形成。大面积的创伤、严重的出血可促进介质合成。促炎介质和抗炎介质在循环中的出现提示微环境已不能控制最初的损伤，机体需要更多的帮助。促炎介质可帮助向局部补充嗜中性白细胞、淋巴细胞、血小板和凝血因子，最后刺激产生一个代偿性的抗炎反应(即CARS)，下调促炎反应。如果一切进展顺利，那么临床症状体征很少，器官功能障碍很轻，内环境稳定基本维持。

第三期，SIRS期：此期的主要特征是全身炎症已达高峰。SIRS产生，临床上出现低血压、体温不正常、心动过速等表现。同时形成SIRS期的各种典型的病理生理变化。

第四期，CARS期：此期的主要特征为免疫功能广泛抑制。不少病人因持续、严重的感染而死亡。在一些存活的病人中抗炎机制控制了炎症。有时这种代偿反应会像促炎反应一样广泛，最后产生免疫抑制。有些病人虽然没有严重的促炎反应，但是只要抗炎介质释放得多或抗炎和促炎的平衡丧失，抗炎占优势，则免疫抑制同样可以发生。有人把这种免疫抑制称为“免疫麻痹”(immune paralysis)，也就是这里所指的CARS。此种综合征常在严重烧伤、出血、创伤等病人中存在，患者对感染高度敏感。此时的免疫抑制可表现为：①单核细胞数目增加，但细胞有功能障碍；②HLA-DR持续减少，出现HLA-DR抗原表达，因此活性氧和促炎的细胞因子形成能力降低；③通过MHCⅡ类抗原表达抑制，IL-10和转化生长因子抑制了抗原特异性T淋巴细胞的增生，转化生长因子减少了细胞因子引起的巨噬细胞激活；④

T淋巴细胞、B淋巴细胞活性进一步改变，这是由于应激引起的糖皮质激素和儿茶酚胺的释放以及可能是因加压素(vasopressor)、外源性儿茶酚胺的应用；⑤在严重烧伤、出血等情况下出现抑制T淋巴细胞增殖和嗜中性白细胞趋化的血清因子；⑥其他未发现的因子。

第五期，免疫不协调期：这是MODS发展的最后阶段。病人常有持续严重的感染。有人发现，促炎介质水平高时死亡率也高。此时器官衰竭和死亡的发生常因炎症无法下调，但在另一些病人中，持续的免疫抑制引起了免疫不协调，增加了死亡率。Syrbe等报道，有一组病人HLA-DR抗原的表达减少30％持续4天以上，它们的死亡率可达859／0。在免疫持续抑制的病人中引起器官衰竭的物质也是康复所必须的，

持续的免疫抑制防止了足量的此类促使康复物质的合成，因此在这种病人中免疫系统不恢复，常导致死亡。另有些病人促炎和抗炎介质两者始终处于高水平。免疫不协调的病人在机体恢复促炎和抗炎的平衡时器官功能可以获得恢复，如无法恢复平衡，则器官衰竭发生，因此要防止MODS引起之死亡一定要仔细调整促炎和抗炎双方力量，促使机体恢复内环境平衡。这是当前MODS防治中必须注意的新问题。

11、SIRS定义、诊断标准、体内病理生理变化及机制？

定义：因感染或非感染病因作用于机体而引起的一种全身性炎症反

应临床综合征

• 诊断标准：1991年美国胸科医师学会和美国危重病医学会(简称ACCP／SCCM)提出，具备以下各项中的二项或二项以上，SIRS即可成立

• 体温>38℃或<36 ℃ • 心率> 90次／分

• 呼吸>20次／分或PaC02<33mmHg(4.3kPa)

• 白细胞计数>12×109／L或<4×IO9／L，或幼稚粒细胞>10％ • 某种促炎介质↑

体内病理生理变化：1、全身高代谢状态 特点 （1）持续性高代谢 （2）耗能途径异常

（3）对外源性营养底物反应差 机制

（1）炎症介质的作用 （2）应激激素分泌↑ 影响： （1）低蛋白血症 （2）高血糖症 （3）高乳酸血症

（4）血浆氨基酸失衡（AAA↑，CAA↓） 2、全身高动力循环状态 特点

（1）高排 （2）低阻 机制

（1）心脏的代偿反应→高排 （HR明显↑，SV常↓→CO ↑ ） （2）炎性扩血管物质生成↑→低阻 （3）假性神经递质↑→低阻

（外周血管扩张、A-V短路开放） （4）氧供与氧需不匹配→低阻 （血管代偿性扩张） （5）肝功能受损→低阻

（内源性扩血管物质灭活↓） 3、多种内源性促炎介质失控性释放 病因→单核吞噬细胞系统↑→促炎介质↑→ TNFα IL-1,2,6,8

C3a,4a,5a 损伤VEC→血管通透性↑→血栓形成 PAF ↗

LTs →⊕炎细胞→促炎介质↑→炎症瀑布效应 TXA2 ↘

ROS PMN激活并黏附于VEC→释放体液性物质↑ CAM

IFN

12、钙超载引起心肌再灌注损伤的机制？P139 缺血-再灌注时细胞内钙超载的机制

再灌注时细胞内钙超负荷的机制目前尚未完全清楚，可能与下列因素有关。

1、Na+—Ca2+交换异常 Na+/Ca2+交换蛋白（3 Na+--1 Ca2+）主要转运方向：生理情况—将细胞内Ca2+→细胞外，病理情况--将细胞外Ca2+→细胞内；其活性主要受跨膜Na+浓度梯度的调节。现已证实，Na+/Ca2+交换蛋白是IRI钙离子进入细胞的主要途径。

（1）细胞内高Na+对Na+/Ca2+交换蛋白的直接激活：缺血-→ATP↓-→钠泵活性↓-→细胞内Na+↑-→再灌注时Na+/Ca2+交换蛋白（+）-→Na+向细胞外转运↑-→Ca2向细胞浆转运↑。

（2）细胞内高H+对Na+/Ca2+交换蛋白的间接激活：缺血-→无氧代谢↑-→组织间液和细胞内酸中毒，pH降低。再灌注时，组织H+↓，细胞内H+↑细胞内外形成显著的 pH梯度差-→激活细胞膜的H+—Na+交换-→细胞内 Na+增加。再灌注后，由于恢复了能量供应和 pH值，从而又促进 Na+—Ca2+交换-→Ca2+大量内流。

（3）PKC活化对Na+/Ca2+交换蛋白的间接激活：组织缺血再灌注时，内源性

作用α1受体-→激活GP-PLC

↓

PIP2

-----------------→IP3

↗ ↓

↓

儿茶酚胺释放↑ DG 胞浆Ca2+↑

↘ ↓

↑

PKC↑→H+-Na+交换

↑→Na+-Ca2+交换↑

作用β受体-→激活AC

↓

AIP → cAMP↑→激活L型

钙通道→Ca2+内流↑

↓

胞浆Ca2+↑ 2、生物膜损伤

（1）细胞膜损伤-→Ca2+通透性增强 a.缺血可造成细胞膜外板与糖被表面分离，使细胞膜对Ca2+通透性显著增强；b.再灌注时生成的大量氧自由基引发细胞膜脂质过氧化反应；c.细胞内Ca2+增加激活

PL-→使膜磷脂降解-→细胞膜对Ca2+通透性增高-→细胞外Ca2+ 大量顺浓度差进入细胞内-→胞浆Ca2+↑。

（2）肌浆网膜损伤-→Ca2+泵功能障碍 a. 氧自由基损伤；b. 膜磷脂降解-→肌浆网膜损伤-→肌浆网Ca2+泵功能障碍-→对Ca2+摄取↓-→胞浆Ca2+↑。

（3）线粒体膜损伤-→Ca2+泵功能障碍 a. 氧自由基损伤；b. 膜磷脂降解-→线粒体膜受损-→氧化磷酸化障碍-→ATP生成减少-→细胞膜、肌浆网Ca2+泵功能障碍-→胞浆Ca2+↑。

在缺血期间细胞内 Ca2+开始增高，再灌注时又通过上述机制，既可加重细胞 Ca2+转运障碍，又随血流运送来大量 Ca2+，使细胞内 Ca2+增多，最终导致 Ca2+超载。

钙超负荷引起缺血-再灌注损伤的机制

钙超负荷引起再灌注损伤的机制目前尚未完全阐明，可能与以下因素有关。

1、促进自由基生成 使钙依赖性蛋白水解酶活性增高，促使XD转变为XO，使自由基生成增加。

2、加重酸中毒 可激活某些ATP酶，导致细胞高能磷酸盐水解，释放出大量 H+，加重细胞内酸中毒。

3、激活PLC 促使膜磷脂降解，直接造成细胞膜及细胞器膜受损和间接通过膜磷脂降解产物如花生四稀酸引起细胞功能紊乱。 4、线粒体功能障碍 胞浆Ca2+↑-→线粒体摄取Ca2+↑过程中消耗大量 ATP，同时入线粒体的 Ca2+与含磷酸根的化合物结合，形成磷酸

钙，干扰线粒体的氧化磷酸化，从而加重细胞能量代谢障碍，ATP生成减少。

毋庸置疑，细胞钙超载是缺血再灌注损伤的另一个极为重要的发病学因素和环节。

13、VEC与中性粒细胞相互作用如何参与MODS？（功能）

血管内皮细胞（EC）作用 （1）调节血管壁通透性 （2）促凝和抗凝特性 （3）维持血管张力 （4）抗PMN与EC的黏附 VEC与中性粒细胞相互作用： --------内毒素↑

·病因 EC受损→黏附分子↑ PMN与EC的黏附→ -------炎症介质↑

PMN滚动

PMN黏附 PMN释放炎症介质↑→组织细胞损伤 PMN渗出

血管内皮细胞与白细胞介导缺血—再灌注损伤的机制

EC 4大生理 1、 2、

微血管血液流变学改变-→有助于形成无复流现象 微血管口径的改变-→有助于形成无复流现象 可能与ET、

AT-II、TXA2等有关 3、

微血管通透性增高-→有助于形成无复流现象 可能与白

细胞释放的某些炎症介质有关。 4、

PGI2/TXA2之间失衡-→有助于形成无复流现象 可能与

血管内皮细胞损伤及血小板受刺激有关。 5、通过产生氧自由基而损伤组织 （详前述）。 6、通过释放溶酶体酶等而破坏组织

14、MODS动物模型制备的标准和类型？ 标准

1、致伤因素与临床MODS常见诱因基本一致 2、发病在致伤24小时以后 3、有SIRS的表现

4、有两个或两个以上器官或系统的功能障碍 5、有足够的发病率和死亡率 类型： MODS动物模型 一次打击模型：

又称单相打击模型，是指用单一致伤因素一次实施或者2个以上致伤因素同时或相继实施复制MODS模型，是目前国内外最常见

的MODS动物模型复制方式，此类模型主要模拟单相速发MODS的发病过程和临床特征。

其特点是致伤因素相对简单，多采用小动物，病程短（数小时至数日）；复制出的单相速发MODS与原发打击关系密切；实验结果容易分析；常用于MODS机制研究和防治药物的筛选。 1、创伤或骨折复合失血性休克模型 2、失血性休克后肠源性脓毒症模型 3、盲肠结扎穿孔致肠源感染模型 4、酵母多糖致腹腔过度炎症模型

两次打击模型：

动物模型制作分为首次打击(手术创伤+低血容量性体克+复苏再灌注）、二次打击(门静脉内毒素血症)和器官支持3个阶段。 第二次打击必须在动物ICU中完成。因此，需建立动物的ICU，基本设备包括心功能监护仪、多功能呼吸机、输液泵、代谢笼以及空调、净化和通风装置，能进行循环、呼吸及代谢监测与支持。 此模型具有如下特点：① 多因素复合致伤，突出了创伤、低血容量性休克、再灌注损伤、肠源性脓毒症等MODS的发病因素；②采用创伤和感染双相打击，模拟出典型的双相迟发MODS的发病过程；⑧建立了动物ICU，对动物进行循环、呼吸及代谢监测与支持；④ 动物的炎性介质、血流动力学、物质代谢以及脏器功能的各项指标的变化充分反映了MODS的临床特征。

1、大鼠两次打击MODS模型 2、山羊两次打击MODS模型