中性粒细胞与脑梗死炎症损伤
作者：吴玉生 李士林
单位：济南军区总医院中医科，山东 济南 250031，吴玉生现在第一军医大学南方医院中医内科，广东 广州 510515
关键词：
中国中西医结合急救杂志990923 中图分类号：R743.33；R364.5 文献标识码：A 文章编号：1008-9691(1999)09-0430-02
脑梗死时白细胞发生聚集和浸润的病理改变。随着细胞分子生物学的发展，脑缺血再灌注引发的炎症反应日益引起注意，尤其与中性粒细胞(polymorphonuclear,PMN)关系密切〔1〕，这种继发的炎症反应对脑梗死最终的损伤范围与程度有很大影响，形成“延迟性神经损伤”机制的重要组成部分。深入了解PMN在这种炎症中的变化过程、影响因素和病理作用，有助于为中西医结合研究脑梗死提供新的思路与方法。
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1 PMN在脑梗死缺血再灌注时的炎症现象
在自发性高血压大鼠大脑中动脉缺血模型的实验中观察到，缺血24小时可见缺血区域脑膜血管和深部血管内有聚集的PMN及血管内“渗出”的PMN；在缺血80分钟及160分钟再灌注24小时，不仅缺血区域的微小血管内有PMN聚集，而且较大血管内也有PMN聚集〔2〕。有学者观察125例到脑卒中患者脑脊液中PMN数量与梗死的程度关系密切；用铟标记自身白细胞，经头颅γ照像可观察到脑卒中发病2～14日白细胞在梗死区域聚集〔2〕，且临床预后与白细胞聚集程度有关，白细胞数量越多，神经功能缺损越严重〔3〕。
2 PMN的粘附与浸润
正常情况下，PMN均匀分布于循环池与边缘池中，在急性脑梗死时，PMN通过趋化反应、免疫吸附、变形运动及脱颗粒等一系列病理过程，使PMN穿过毛细血管壁浸润到组织中，呈现出对神经组织的炎症损伤反应。
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2.1 PMN的粘附：
2.1.1 参与PMN粘附的粘附分子：在急性脑梗死时，PMN的粘附聚集是通过存在于细胞膜或血液中的多种粘附分子(adhesion molecules,AMs)的粘附作用实现的。AMs种类很多，在脑梗死时能大量表达于多种细胞膜上，或脱落进入血循环，其作用广泛，在炎症反应、免疫识别、细胞间相互作用及跨膜信息的传递中起重要作用。AMs主要有3类：
PMN细胞膜主要表达CD11/CD18粘附糖蛋白复合体，属整合素家族。包括：①CD11a/CD18为白细胞功能相关抗原1(LFA1)，可与血管内皮细胞上细胞间粘附分子1(ICAM1)结合，介导PMN与内皮细胞粘附。②CD11b/CD18为补体受体3型(CD3)，或称巨噬细胞分化抗原1(macrophage specific differentiation antigen1,Mac1)，参与PMN的粘附、聚集、趋化、吞噬过程。③CD11c/CD18为糖蛋白150/95，在内皮细胞上相应配对分子是颗粒膜蛋白(GMP140)。其中参与脑梗死炎症反应的主要是CD11a/CD18和CD11b/CD18。
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选择素家族是一组含植物血凝素表皮生长因子补体样结构的粘附糖蛋白。包括：L选择素(leukocyte selection)，主要存在于白细胞上；E选择素(endothelium selection)，主要存在于血管内皮细胞上；P选择素(platelet selection)，主要存在于血管内皮细胞与血小板上。它们均参与PMN与内皮细胞的初期粘附反应，特别是对流动状态下使PMN沿内皮滚动起重要作用。
免疫球蛋白超家族包括ICAM1、ICAM2、血管细胞粘附分子1(VCAM1)，在急性脑梗死时，均能表达于内皮细胞膜上，与PMN表达的CD11a/CD18和CD11b/CD18互为受体配体，均参与PMN与内皮的粘附。
2.1.2 影响脑梗死时PMN与内皮细胞粘附的因素：正常情况下，细胞膜表面不表达或很少表达粘附分子，但脑梗死时，粘附分子表达明显升高，使PMN与内皮细胞粘附加强，主要有3种因素：
, 百拇医药 细胞因子：脑梗死后，单核巨噬细胞系统、内皮组织、神经元及胶质细胞合成白介素1(interleukocyte1,IL1)、IL8、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)增加，均可上调ICAM1、VCAM1、CD11/CD18和P选择素表达〔4〕。
自由基反应：缺血再灌注时自由基反应可显著上调ICAM1、P选择素在相应细胞的表达〔5〕，脂质介质：急性脑梗死时，病变组织产生的血小板活化因子(platelet acting factor,PAF)可通过CD11b/CD18介导增加PMN与内皮组织的粘附；白细胞三烯(白三烯)通过增加PMN CD18表达加强其粘附；凝血酶、补体5a(C5a)通过改变PMN CD11/CD18结构使其粘附力加强；凝血酶还可刺激内皮细胞P选择素的表达〔4，6〕。
以上因素使PMN能够牢固粘附于缺血区内皮细胞表面，这是PMN向病变组织浸润的前提条件。
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2.2 PMN向病变组织的浸润：粘附在毛细血管内皮上的PMN通过病变组织释放的多种趋化因子(如白三烯、C5a、TNF、IL1、IL8、PAF)作变形运动，穿过内皮组织，进入病变脑组织，浸润到脑组织中的PMN还可释放多种细胞因子，从而导致更多PMN浸润。
3 PMN对梗死组织的病理作用
PMN在活化过程中发生呼吸爆发，氧耗量增加2～20倍，生成大量
和H2O2，活化的PMN还可释放多种破坏性酶(如蛋白水解酶)及其他有毒物质，首先损害局部血管，使血管通透性增加，这是形成脑组织水肿的重要原因；浸润到脑组织中的PMN再通过上述机制，破坏幸存的神经元和胶质细胞，加重神经组织损伤；PMN在浸润过程中导致更多的PMN浸润，形成恶性循环，直到组织完全破坏〔7〕。
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另外，大量PMN粘附于毛细血管内，加之缺血区灌注压力下降，可机械阻塞微循环，影响缺血组织的血液供应，形成“无复流现象”，加重梗死。
研究表明：用氮氘消除PMN后，可使实验动物脑梗死程度减轻〔2〕；用PMN单克隆抗体亦明显减轻大鼠脑缺血再灌注损伤〔2〕。
4 中医药研究现状与展望
目前中医药界已开始对脑梗死炎症反应进行研究。补阳还五汤能明显缩短脑梗死患者血清TNF持续升高的时间，从而减轻PMN活化〔8〕；麝香的水溶性糖蛋白在PAF、白三烯B4激活PMN过程中有抑制其溶酶体释放的作用〔9，10〕，从而减轻炎症自身损伤；川芎、丹皮提取物川芎嗪、丹皮酚对实验性脑缺血脑实质中白细胞增多有明显抑制作用〔11〕。
, 百拇医药
中药治疗脑梗死的机制是复杂的，随着分子生物学的发展及基因工程技术的进步，有望在炎症反应方面取得成绩，有条件的单位可对整个炎症过程进行研究，重点放在粘附分子的表达上。
作者简介：吴玉生(1969-)，男，主治医师。
参考文献：
〔1〕袁蓉.白细胞内皮细胞粘附作用对缺血性卒中的影响.国外医学脑血管疾病分册，1996，4(5)：259261.
〔2〕刘立.局灶性脑缺血早期过程中的炎症及其损伤作用.国外医学脑血管疾病分册，1996，4(1)：35.
〔3〕Wang P Y,Hung C,Mui M Y,et al.Leukocyte infiltration in acute hemispheric ischemic stroke.Stroke,1993,24:236240.
, 百拇医药
〔4〕李光勤.细胞粘附分子与脑缺血.国外医学脑血管疾病分册，1997，5(5)：266269.
〔5〕Hess D C,Zhao W,Carroll J,et al.Increased expression of ICAM1 during reoxygenation in brain endothelial cells.Stroke,1994,25:14631468.
〔6〕Sagana Y,Tiruppathic C,Janakidevi K,et al.Thrombin induced expression of endothelial Pselection and ICAM1:a mechanism for stabilizing neutrophil adhesion.Journal of Cell Biology,1992,119:935944.
〔7〕姜亚军.脑缺血再灌注期间白细胞粘附机制的研究进展.国外医学脑血管疾病分册，1996，4(5)：261264.
, 百拇医药
〔8〕吴玉生，姜立平，高秀芬，等.补阳还五汤对早期脑梗塞患者血清肿瘤坏死因子的影响.湖南中医学院学报，1998，18(3)：4647.
〔9〕王文杰，白金叶，程桂芳，等.麝香糖蛋白成分对LTB4激活的大鼠中性白细胞功能的影响.中国中药杂志，1998，23(4)：238240.
〔10〕王文杰，白金叶，周龙恩，等.麝香糖蛋白成分对PAF激活的大鼠中性粒细胞功能的影响.中草药，1998，29(5)：322324.
〔11〕包仕尧，傅琦，张志琳，等.白细胞在实验性脑缺血中作用及中药川芎嗪和丹皮酚对其影响的研究.中国神经精神疾病杂志，1997，23(1)：79.
(收稿日期：1998-11-30 修回日期：1999-04-21), 百拇医药
单位：济南军区总医院中医科，山东 济南 250031，吴玉生现在第一军医大学南方医院中医内科，广东 广州 510515
关键词：
中国中西医结合急救杂志990923 中图分类号：R743.33；R364.5 文献标识码：A 文章编号：1008-9691(1999)09-0430-02
脑梗死时白细胞发生聚集和浸润的病理改变。随着细胞分子生物学的发展，脑缺血再灌注引发的炎症反应日益引起注意，尤其与中性粒细胞(polymorphonuclear,PMN)关系密切〔1〕，这种继发的炎症反应对脑梗死最终的损伤范围与程度有很大影响，形成“延迟性神经损伤”机制的重要组成部分。深入了解PMN在这种炎症中的变化过程、影响因素和病理作用，有助于为中西医结合研究脑梗死提供新的思路与方法。
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1 PMN在脑梗死缺血再灌注时的炎症现象
在自发性高血压大鼠大脑中动脉缺血模型的实验中观察到，缺血24小时可见缺血区域脑膜血管和深部血管内有聚集的PMN及血管内“渗出”的PMN；在缺血80分钟及160分钟再灌注24小时，不仅缺血区域的微小血管内有PMN聚集，而且较大血管内也有PMN聚集〔2〕。有学者观察125例到脑卒中患者脑脊液中PMN数量与梗死的程度关系密切；用铟标记自身白细胞，经头颅γ照像可观察到脑卒中发病2～14日白细胞在梗死区域聚集〔2〕，且临床预后与白细胞聚集程度有关，白细胞数量越多，神经功能缺损越严重〔3〕。
2 PMN的粘附与浸润
正常情况下，PMN均匀分布于循环池与边缘池中，在急性脑梗死时，PMN通过趋化反应、免疫吸附、变形运动及脱颗粒等一系列病理过程，使PMN穿过毛细血管壁浸润到组织中，呈现出对神经组织的炎症损伤反应。
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2.1 PMN的粘附：
2.1.1 参与PMN粘附的粘附分子：在急性脑梗死时，PMN的粘附聚集是通过存在于细胞膜或血液中的多种粘附分子(adhesion molecules,AMs)的粘附作用实现的。AMs种类很多，在脑梗死时能大量表达于多种细胞膜上，或脱落进入血循环，其作用广泛，在炎症反应、免疫识别、细胞间相互作用及跨膜信息的传递中起重要作用。AMs主要有3类：
PMN细胞膜主要表达CD11/CD18粘附糖蛋白复合体，属整合素家族。包括：①CD11a/CD18为白细胞功能相关抗原1(LFA1)，可与血管内皮细胞上细胞间粘附分子1(ICAM1)结合，介导PMN与内皮细胞粘附。②CD11b/CD18为补体受体3型(CD3)，或称巨噬细胞分化抗原1(macrophage specific differentiation antigen1,Mac1)，参与PMN的粘附、聚集、趋化、吞噬过程。③CD11c/CD18为糖蛋白150/95，在内皮细胞上相应配对分子是颗粒膜蛋白(GMP140)。其中参与脑梗死炎症反应的主要是CD11a/CD18和CD11b/CD18。
, http://www.100md.com
选择素家族是一组含植物血凝素表皮生长因子补体样结构的粘附糖蛋白。包括：L选择素(leukocyte selection)，主要存在于白细胞上；E选择素(endothelium selection)，主要存在于血管内皮细胞上；P选择素(platelet selection)，主要存在于血管内皮细胞与血小板上。它们均参与PMN与内皮细胞的初期粘附反应，特别是对流动状态下使PMN沿内皮滚动起重要作用。
免疫球蛋白超家族包括ICAM1、ICAM2、血管细胞粘附分子1(VCAM1)，在急性脑梗死时，均能表达于内皮细胞膜上，与PMN表达的CD11a/CD18和CD11b/CD18互为受体配体，均参与PMN与内皮的粘附。
2.1.2 影响脑梗死时PMN与内皮细胞粘附的因素：正常情况下，细胞膜表面不表达或很少表达粘附分子，但脑梗死时，粘附分子表达明显升高，使PMN与内皮细胞粘附加强，主要有3种因素：
, 百拇医药 细胞因子：脑梗死后，单核巨噬细胞系统、内皮组织、神经元及胶质细胞合成白介素1(interleukocyte1,IL1)、IL8、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)增加，均可上调ICAM1、VCAM1、CD11/CD18和P选择素表达〔4〕。
自由基反应：缺血再灌注时自由基反应可显著上调ICAM1、P选择素在相应细胞的表达〔5〕，脂质介质：急性脑梗死时，病变组织产生的血小板活化因子(platelet acting factor,PAF)可通过CD11b/CD18介导增加PMN与内皮组织的粘附；白细胞三烯(白三烯)通过增加PMN CD18表达加强其粘附；凝血酶、补体5a(C5a)通过改变PMN CD11/CD18结构使其粘附力加强；凝血酶还可刺激内皮细胞P选择素的表达〔4，6〕。
以上因素使PMN能够牢固粘附于缺血区内皮细胞表面，这是PMN向病变组织浸润的前提条件。
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2.2 PMN向病变组织的浸润：粘附在毛细血管内皮上的PMN通过病变组织释放的多种趋化因子(如白三烯、C5a、TNF、IL1、IL8、PAF)作变形运动，穿过内皮组织，进入病变脑组织，浸润到脑组织中的PMN还可释放多种细胞因子，从而导致更多PMN浸润。
3 PMN对梗死组织的病理作用
PMN在活化过程中发生呼吸爆发，氧耗量增加2～20倍，生成大量
和H2O2，活化的PMN还可释放多种破坏性酶(如蛋白水解酶)及其他有毒物质，首先损害局部血管，使血管通透性增加，这是形成脑组织水肿的重要原因；浸润到脑组织中的PMN再通过上述机制，破坏幸存的神经元和胶质细胞，加重神经组织损伤；PMN在浸润过程中导致更多的PMN浸润，形成恶性循环，直到组织完全破坏〔7〕。, http://www.100md.com
另外，大量PMN粘附于毛细血管内，加之缺血区灌注压力下降，可机械阻塞微循环，影响缺血组织的血液供应，形成“无复流现象”，加重梗死。
研究表明：用氮氘消除PMN后，可使实验动物脑梗死程度减轻〔2〕；用PMN单克隆抗体亦明显减轻大鼠脑缺血再灌注损伤〔2〕。
4 中医药研究现状与展望
目前中医药界已开始对脑梗死炎症反应进行研究。补阳还五汤能明显缩短脑梗死患者血清TNF持续升高的时间，从而减轻PMN活化〔8〕；麝香的水溶性糖蛋白在PAF、白三烯B4激活PMN过程中有抑制其溶酶体释放的作用〔9，10〕，从而减轻炎症自身损伤；川芎、丹皮提取物川芎嗪、丹皮酚对实验性脑缺血脑实质中白细胞增多有明显抑制作用〔11〕。
, 百拇医药
中药治疗脑梗死的机制是复杂的，随着分子生物学的发展及基因工程技术的进步，有望在炎症反应方面取得成绩，有条件的单位可对整个炎症过程进行研究，重点放在粘附分子的表达上。
作者简介：吴玉生(1969-)，男，主治医师。
参考文献：
〔1〕袁蓉.白细胞内皮细胞粘附作用对缺血性卒中的影响.国外医学脑血管疾病分册，1996，4(5)：259261.
〔2〕刘立.局灶性脑缺血早期过程中的炎症及其损伤作用.国外医学脑血管疾病分册，1996，4(1)：35.
〔3〕Wang P Y,Hung C,Mui M Y,et al.Leukocyte infiltration in acute hemispheric ischemic stroke.Stroke,1993,24:236240.
, 百拇医药
〔4〕李光勤.细胞粘附分子与脑缺血.国外医学脑血管疾病分册，1997，5(5)：266269.
〔5〕Hess D C,Zhao W,Carroll J,et al.Increased expression of ICAM1 during reoxygenation in brain endothelial cells.Stroke,1994,25:14631468.
〔6〕Sagana Y,Tiruppathic C,Janakidevi K,et al.Thrombin induced expression of endothelial Pselection and ICAM1:a mechanism for stabilizing neutrophil adhesion.Journal of Cell Biology,1992,119:935944.
〔7〕姜亚军.脑缺血再灌注期间白细胞粘附机制的研究进展.国外医学脑血管疾病分册，1996，4(5)：261264.
, 百拇医药
〔8〕吴玉生，姜立平，高秀芬，等.补阳还五汤对早期脑梗塞患者血清肿瘤坏死因子的影响.湖南中医学院学报，1998，18(3)：4647.
〔9〕王文杰，白金叶，程桂芳，等.麝香糖蛋白成分对LTB4激活的大鼠中性白细胞功能的影响.中国中药杂志，1998，23(4)：238240.
〔10〕王文杰，白金叶，周龙恩，等.麝香糖蛋白成分对PAF激活的大鼠中性粒细胞功能的影响.中草药，1998，29(5)：322324.
〔11〕包仕尧，傅琦，张志琳，等.白细胞在实验性脑缺血中作用及中药川芎嗪和丹皮酚对其影响的研究.中国神经精神疾病杂志，1997，23(1)：79.
(收稿日期：1998-11-30 修回日期：1999-04-21), 百拇医药