內(nèi)毒素對細(xì)胞代謝意義的利與弊介紹
嚴(yán)重創(chuàng)傷感染、膿毒血癥（sepsis）可引起機(jī)體包括體溫升高、體重降低和能量耗損的高（超）代謝反應(yīng)。其主要致病因素是由細(xì)菌內(nèi)毒素，即脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）刺激體內(nèi)多種髓系細(xì)胞（單核/巨噬細(xì)胞）和（或）非髓系細(xì)胞（內(nèi)皮細(xì)胞/平滑肌細(xì)胞）活化，產(chǎn)生一系列致炎介質(zhì)（proinflammatory mediator），如TNF、IL-1、IL-6、NO和PGE，等參與機(jī)體急性相反應(yīng)（acute phase responses，APR）的結(jié)果。內(nèi)毒素對細(xì)胞代謝的作用是多方面的，對機(jī)體具有雙重意義，既有利又有弊。
嚴(yán)重感染或膿毒血癥時，機(jī)體出現(xiàn)進(jìn)行性能量代謝障礙，組織攝取氧能力顯著降低，結(jié)果組織細(xì)胞缺氧而靜脈血氧濃度升高；細(xì)胞內(nèi)氧利用障礙，導(dǎo)致循環(huán)血中乳酸含量增多。
給大鼠靜脈注射LPS（3mg/kg體重）4h，肝線粒體超微結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯損傷，第3態(tài)呼吸功能明顯受抑制。LPS及炎癥細(xì)胞因子誘導(dǎo)NO生成增多，可抑制平滑肌細(xì)胞、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞以及心肌細(xì)胞線粒體電子傳遞呼吸鏈功能，使氧化磷酸化中斷。NO可直接損傷呼吸鏈中的鐵-硫中心，又可對呼吸鏈的復(fù)合物Ⅰ、復(fù)合物Ⅱ產(chǎn)生不可逆的抑制作用。NO還可與細(xì)胞色素氧化酶競爭結(jié)合O2，使ATP生成受抑制，同時引起呼吸鏈產(chǎn)生氧自由基（H2O2、O₂-）增多。促使NO進(jìn)一步與O₂-形成過氧化硝基化合物（ONOO-）。這種相對穩(wěn)定的強(qiáng)氧化劑除了對細(xì)胞造成強(qiáng)烈的損害作用，并可反饋損傷電子傳遞鏈和線粒體功能。
嚴(yán)重感染或膿毒血癥時，機(jī)體出現(xiàn)進(jìn)行性能量代謝障礙，組織攝取氧能力顯著降低，結(jié)果組織細(xì)胞缺氧而靜脈血氧濃度升高；細(xì)胞內(nèi)氧利用障礙，導(dǎo)致循環(huán)血中乳酸含量增多。
給大鼠靜脈注射LPS（3mg/kg體重）4h，肝線粒體超微結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯損傷，第3態(tài)呼吸功能明顯受抑制。LPS及炎癥細(xì)胞因子誘導(dǎo)NO生成增多，可抑制平滑肌細(xì)胞、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞以及心肌細(xì)胞線粒體電子傳遞呼吸鏈功能，使氧化磷酸化中斷。NO可直接損傷呼吸鏈中的鐵-硫中心，又可對呼吸鏈的復(fù)合物Ⅰ、復(fù)合物Ⅱ產(chǎn)生不可逆的抑制作用。NO還可與細(xì)胞色素氧化酶競爭結(jié)合O2，使ATP生成受抑制，同時引起呼吸鏈產(chǎn)生氧自由基（H2O2、O₂-）增多。促使NO進(jìn)一步與O₂-形成過氧化硝基化合物（ONOO-）。這種相對穩(wěn)定的強(qiáng)氧化劑除了對細(xì)胞造成強(qiáng)烈的損害作用，并可反饋損傷電子傳遞鏈和線粒體功能。
ONOO-還可抑制超氧物歧化酶（SOD）活性，造成更多的O₂-堆積，從而形成一種自身催化的能量代謝障礙的惡性循環(huán)。ONOO-除了抑制巨噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞的呼吸功能，同時還激活多聚（ADP-核糖）轉(zhuǎn)移酶（PARS），催化ADP-核糖化反應(yīng)，消耗細(xì)胞內(nèi)NAD+。NO抑制三羧酸循環(huán)中的順-烏頭酸酶和蘋果酸脫氫酶活性，引起三羧酸循環(huán)障礙。最近證明LPS促進(jìn)多種組織線粒體解偶聯(lián)蛋白（uncoupling protein，UCP）基因表達(dá)，取消線粒體內(nèi)膜的跨膜質(zhì)子梯度。造成細(xì)胞能量代謝障礙，ATP生成減少，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
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