二.細胞分子機制
休克有關(guān)的細胞分子機制十分復雜。現(xiàn)僅從細胞損傷、微血管壁通透性增加、炎癥介質(zhì)泛濫及細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路活化四個方面進行闡述。
(一)細胞損傷
休克時的細胞損傷主要表現(xiàn)在四個方面：
l.細胞膜的變化 細胞膜是休克時最早發(fā)生損傷的部位。缺氧、ATP減少、酸中毒、高血鉀、溶酶體酶、氧自由基以及其他炎癥介質(zhì)和細胞因子等都可損傷細胞膜，引起膜離子泵功能障礙，Na+、Ca2bhskgw.cn/jianyan/+內(nèi)流，細胞水腫。組織細胞腫脹可壓迫微血管，內(nèi)皮細胞腫脹可使徼血管管腔狹窄，加重微循環(huán)障礙。
2．線粒體的變化 休克時線粒體腫脹，致密結(jié)構(gòu)和嵴消失，鈣鹽沉著，線粒體膜破裂。線粒體是細胞氧化磷酸化的部位，其損傷可使ATP合成減少，細胞能量生成嚴重不足，進一步影響細胞功能。
3．溶酶體的變化 休克時缺血缺氧和酸中毒等，可致溶酶體腫脹、空泡形成并釋放溶酵體酶。溶酶體酶包括酸性蛋白酶(組織蛋白酶)和中性蛋白酶(膠原酶和彈性蛋白酶)以及β葡萄糖醛酸酶等，其主要危害是造成細胞自溶。溶酶體酶進入血液循環(huán)后，可收縮微血管，破壞血管平滑肌、消化基底膜，增加血管壁通透性；可激活激肽系統(tǒng)、纖溶系統(tǒng)，并促進組胺等炎癥介質(zhì)的釋放。因此，溶酶體酶的大量釋放加重了休克時微循環(huán)障礙，導致組織細胞損傷和多器官功能衰竭，在休克發(fā)生發(fā)展和病情惡化中起著重要作用(圖10-9)。
4．細胞死亡 休克時的細胞死亡是細胞損傷的最終結(jié)果，包括壞死和凋亡兩種形式。細胞膜損傷和線粒體損傷可使膜離子泵功能受損，細胞電子傳遞受抑，ATP耗竭，溶酶體破裂及細胞溶解壞死。各種休克病因包括感染與非感染因素，均可引起炎癥細胞的活化，產(chǎn)生細胞因子及氧自由基。細胞因子及氧自由基可攻擊血管內(nèi)皮細胞、嗜中性粒細胞，單核—吞噬細胞、淋巴細胞和各臟器實質(zhì)細胞，除導致細胞發(fā)生變性壞死外，還可導致細胞凋亡(apoptosis)。用亞致死量的TNF、IL—1、H202、NO攻擊內(nèi)皮細胞、嗜中性粒細胞和巨噬細胞，電泳可出現(xiàn)細胞凋亡所特有的DNA斷裂梯狀條帶，用盲腸結(jié)扎穿刺法復制敗血癥休克模型18~24 h后，肺泡卜皮細胞、肝星狀細胞、腎小管上皮細胞及心肌細胞均發(fā)生廠凋亡。休克時細胞凋亡是細胞損傷的表現(xiàn)之一，也是重要器官功能衰竭的基礎(chǔ)(見第八章)。
(二)血管內(nèi)皮細胞改變，微血管通透性增加
微血管通透性增高是各種休克所共有的嚴重病理變化，是導致血容量減少、組織水腫、DIC形成以及多器官功能衰竭的重要因素，特別對感染性、燒傷性、過敏性休克的發(fā)展和轉(zhuǎn)歸具有重要影響。微血管壁通透性的改變與血管內(nèi)皮細胞(VEC)的功能障礙密切相關(guān)。正常情況F，VEC襯附于血管內(nèi)，為血流提供光滑的表面，使血液得以正�？焖倭鲃樱凰鼘⒀軆�(nèi)外分開，調(diào)節(jié)血管內(nèi)外的物質(zhì)交換，并發(fā)揮重要的屏障作用。此外，VEC還具有十分活躍的代謝及內(nèi)分泌功能，有人稱其為人體內(nèi)最大的內(nèi)分泌器官，是血源性信號的監(jiān)測者和轉(zhuǎn)導者。它可感知和整合休克時的一些重要的細胞信號井對其做出反應(yīng)，合成及釋放血管舒縮因子、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、選擇素家族和NO等。
l.內(nèi)皮細胞收縮 內(nèi)皮細胞內(nèi)及細胞之間含有多種蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)的改變町影響VEC的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能，而引起微血管通透性增高。VEC之間的連接方式是由多種蛋白質(zhì)的相互作用來實現(xiàn)的。其連接方式主要有兩種：緊密連接和粘附連接。構(gòu)成緊密連接的主要跨膜蛋白有咬合蛋白(occludin)，閉合蛋白(claudin)，帶狀閉合蛋白(ZO—1、ZO—2、ZO—3)，扣帶蛋白(cingulin)以及一些連接粘附分子(junctional adhesion molecule，JAM)等。這些蛋白不僅相互作用，最后都以不同方式與細胞骨架蛋白(肌動蛋白和肌球蛋白)相連(圖10-10)。當受到外界刺激如組胺、PAF、TNFα等作用時，細胞通過多條信號轉(zhuǎn)導通路的介導，激活肌球蛋白激酶，使肌球蛋白磷酸化及ATP酶活化。同時，肌球蛋白頭部橫橋與肌動蛋白結(jié)合，使肌動蛋白微絲移動，細胞向心收縮，細胞形態(tài)改變，通過影響相應(yīng)連接蛋白而改變細胞—細胞之間和細胞—基底膜之間的粘附狀態(tài)，導致細胞間隙增大、增多，血管壁通透性增加。
2．內(nèi)皮細胞損傷 休克時產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)、氧自由基、溶酶體酶及缺氧、酸中毒等可直接損傷血管內(nèi)[細胞，使其發(fā)生腫脹、壞死、凋亡及脫落，進一步增加微血管通透性。
（三)炎癥介質(zhì)的泛濫
嚴重感染及創(chuàng)傷等可激活單核—吞噬細胞及中性粒細胞，導致各種炎癥介質(zhì)的大量產(chǎn)生。其中有些炎癥介質(zhì)具有促炎作用，可引起發(fā)熱，白細胞活化，血管壁通透性增加及組織損傷。而有些炎癥介質(zhì)則具有抑炎作用，在感染、創(chuàng)傷、燒傷性休克時，這些抑炎介質(zhì)過多可使機體出現(xiàn)免疫抑制。休克時的大量炎癥質(zhì)泛濫，與某些休克病因(如G—菌內(nèi)毒素)和繼發(fā)產(chǎn)生的細胞因子激活細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路、促進炎癥因子的大量表達、產(chǎn)牛正反饋瀑布效應(yīng)有關(guān)，最終導致全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)和多器官功能障礙綜合征（MODS)的發(fā)生(見十一章)。
(四)細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路的活化
感染、創(chuàng)傷、缺血／再灌注損傷等休克原始病因?qū)е滦菘藭r的微循環(huán)障礙、細胞損傷、微血管壁通透性變化及炎癥介質(zhì)泛濫等復雜的病理生理變化。這些變化均與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路的活化有關(guān)，其中兩條信號轉(zhuǎn)導通路目前受到較多的關(guān)注。
1.核因子-kappa B信號通路的活化 核因子-kappa B(neclear factor-kappa B，NF-κB)是細胞內(nèi)的一個重要的轉(zhuǎn)錄因子，能與DNA結(jié)合，廣泛存在于真核細胞中。它在調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)、應(yīng)激反應(yīng)和細胞凋亡、增殖、分化以及休克等病理過程中均發(fā)揮重要作用。正常情況下，NF-κB以二聚體的形式與它的抑制蛋白家族I-κB (inhibitor-kappa B)結(jié)合形成復合物，存在于胞質(zhì)內(nèi)而無活性。當上述休克病因或細胞因子激活細胞內(nèi)I-κB激酶藥品數(shù)據(jù)后，使I—κB的絲氨酸殘基發(fā)生磷酸化井從NF—κB的復合物中解離出來而被蛋白酶降解，而NF—κB二聚體則迅速(數(shù)分鐘)從胞質(zhì)向胞核移位，結(jié)合至多種促炎細胞因子(TNFα、IL-I、IL-6等)基因啟動子區(qū)的kappa B位點而激活這些基因的轉(zhuǎn)錄活性，導致炎癥介質(zhì)的泛濫。目前認為，NF-κB信號通路的激活是急性炎癥反應(yīng)的中樞環(huán)節(jié)。
2.絲裂原活化蛋白激酶信號通路的活化 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，(MAPK)在受到生長因子等絲裂原及多種細胞外信號刺激時被激活。其信號轉(zhuǎn)導過程表現(xiàn)為非常保守的三級酶聯(lián)反應(yīng)，即MAPK激酶的激酶(MAPKKK)使MAPK激酶(MAPKK)磷酸化而激活，后者再使MAPK磷酸化激活(即MAPKKK--MAPKK--MAPK)。這種信號轉(zhuǎn)導方式，從酵母到哺乳動物細胞都非常相似的細胞在靜息時，MAPK位于胞質(zhì)內(nèi)，一旦被磷酸化而激活，即可迅速轉(zhuǎn)移到細胞核內(nèi)，直接激活多種轉(zhuǎn)錄因子，也可在胞質(zhì)內(nèi)活化某些轉(zhuǎn)錄因子(如AP—1，EIK—1)，活化的轉(zhuǎn)錄因子再入核啟動或關(guān)閉一些特定基因的轉(zhuǎn)錄。受MAPK調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子主要有活化子蛋白(activator protein—1，2，AP—1，AP—2)，血清反應(yīng)因子(serum response factcor，SRF)，活化轉(zhuǎn)錄因子1(activated transcription factor2，Am)，肌細胞增強因子2(myocyteenhancer factor2，MEF2)等，這些轉(zhuǎn)錄因子都可調(diào)控TNFα、IL-1β、工-8、IL-10、IL-12，iNOS、MCP—1、ICAM—l等炎癥介質(zhì)的表達。
休克時的復雜病理生理變化與上述兩條細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路的激活密切相關(guān)。此外，第二信使-蛋白激酶、酪氨酸蛋白激酶、小G蛋白等信號轉(zhuǎn)導通路的活化也在休克的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮了一定作用。
