第二節 全身性炎癥反應綜合征的病理生理
一、機體對損傷的生理性炎癥反應
機體的自身防御能力通常基于三個方面：①外部的屏障，阻止入侵和組織損傷；②非特異性系統阻止外來的病原體；③抗原特異的對外來病原體的應答。炎癥是機體遭受機械、化學和微生物等損傷時最初的非特異反應，炎癥是快速、高度放大、良好控制的體液和細胞應答：通過對巨噬細胞和內皮細胞的激活，補體、激肽、凝血和纖溶級聯反應先后被觸發。這種局部的炎癥反應只要被調控在適當的強度，通常是有益的。
炎癥時局部通常出現四個主要的變化：血管擴張、微血管的通透性增加、細胞激活/粘附和凝血。血管擴張和微血管的通透性增加，增加損傷局部組織的氧和營養物的供應，并產生紅、腫、熱、痛四個典型的表現。
細胞因子是炎癥時主要的生理信使，包括TNF、IL-1、IL-6和IL-8等，多形核白細胞（PMNs）、單核巨噬細胞和內皮細胞是炎癥反應主要的效應細胞。各種損傷激活白細胞、內皮細胞被激活，表達大量的粘附分子和受體，粘附分子表達的增加使微循環中的血細胞由“軸流”變成“邊流”，出現血細胞附壁、集聚，繼而發生凝血級聯反應，形成局部微血栓，從減少血液的丟失，限制損傷進一步擴散，在生理上起到隔離炎癥區域的作用。
二、全身性炎癥反應綜合征的病理生理變化
正常情況下，機體對損傷應激產生一系列的心血管和神經內分泌的改變，如：增加心率、心輸出量、兒茶酚胺、糖皮質激素、抗利尿激素、胰島素和胰高血糖素等釋放增加。炎癥主要的代謝改變表現為：初有氧消耗增加，通過代償，尚能維持適當的氧輸送，氧債加大，代償不足則無氧代謝增強，乳酸等代謝產物集聚，血管阻力下降。如果無再一次的損傷打擊，機體的局部和全身的炎癥反應在損傷后的數天內逐漸消退，但也可延續7－10天。在臨床上，自發的尿量增加，使第三間隙液體減少，心率和體溫呈下降趨勢，預示著炎癥反應漸退。
局部的炎癥反應是機體損傷的保護性反應，如過度激活或炎癥反應加重，常導致過度的全身炎癥反應，即為SIRS。導致SIRS的原因包括兩類：①由細菌、病毒等感染引發；②非感染性病因諸如出血性休克、缺血、多發性創傷、組織損傷、急性胰腺炎、中毒、燒傷及藥物熱等同樣可以引發。?
Bone將SIRS的發展分為3個階段：(1)第一階段，針對損傷局部的炎癥反應，在局部環境中產生少量的細胞因子，有利于創傷的修復和募集網狀內皮系統的細胞。(2)第二階段，少量細胞因子從損傷局部被釋放到循環中，以增加局部的炎癥反應:包括募集白細胞和血小板，刺激生長因子產生、啟動急性相反應等，同時通過促炎介質和抗炎癥介質之間的平衡，使炎癥反應嚴格地被控制在適當的狀態，直到損傷恢復。(3)第三階段，此時，促炎介質和抗炎介質不能達到平衡，細胞因子的主要效應不是保護而是破壞作用，全身炎癥反應開始啟動，大量的炎癥介質觸發神經體液反應，同時喪失了微循環的完整性，并造成遠處終末器官的損傷。
SIRS時機體出現神經內分泌免疫等復雜的相互作用，由炎癥介質和效應細胞間的作用，導致潛在的破壞性效應主要包括以下幾個方面：
1、白細胞和內皮細胞的激活：細菌及其細胞壁成分、病毒、真菌、組織細胞碎片等物質均可激活單核巨噬細胞產生 TNF、IL-1、IL-6和IL-8等細胞因子， 內皮細胞被激活，表達大量的粘附分子和受體，導致白細胞、血小板粘附到內皮細胞上，出現血細胞附壁、集聚，繼而引發凝血級聯反應，形成局部微血栓，除了機械性阻礙微循環的血流外，還能損傷內皮細胞間的連接導致血管通透性增加，而集聚的白細胞和血小板裂解后又產生新的炎癥介質，包括前列腺素、白三烯、激肽、PAF、 NO、 活性氧自由基等，這些介質影響血管張力和滲透性，引起循環障礙，并使炎癥反應放大。激活的多形核白細胞（PMNs）逸出血管外釋放氧自由基和溶酶體酶等，可介導組織的損傷。白細胞和內皮細胞的激活是SIRS時病理生理改變的重要基礎。
2 、外周血管擴張和血管通透性增加：失控的全身血管擴張，常導致持續的外周血管阻力下降和低血壓。而全身血管通透性的增加則導致血管外第三間隙液體的集聚。再有心肌收縮力的抑制（NO的旁分泌、心肌抑制因子等），往往使低血壓病人的液體復蘇十分困難，容量的丟失和外周血管的低張力往往抵消了心血管系統的代償，造成感染性休克，最終造成終末器官的低灌注、水腫、無氧代謝和器官功能障礙。在肺部，血管通透性的增加,血管外組織含水量的增多，與ARDS的發生密切相關。
3 、微血管內的凝血：血細胞附壁、集聚，形成微血管內凝血，繼而觸發了凝血－纖溶的級聯反應，是導致DIC和休克的重要的病理生理基礎。
另外，炎癥介質還可以導致機體和細胞營養代謝發生顯著的改變，這些變化與器官功能障礙密切相關。如：發熱、高代謝、高分解、以及碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素和微量元素的代謝障礙。如果病人遭受“二次打擊”，（如感染、休克、缺血和缺氧等），SIRS的過程可明顯加重，并加速造成終末器官的低灌注和功能障礙，最后導致多器官功能衰竭。
第三節、全身炎癥反應綜合癥的炎癥介質
炎癥介質（Inflammatory mediators）是指在各種損傷因素的作用下，由局部組織細胞或血漿產生、釋放的，參與或引起炎癥反應的化學活性物質（化學介質）和生物活性物質（細胞因子）。外源性的介質有細菌及其產物（內毒素等）；細胞源性的介質包括細胞因子、花生四烯酸代謝產物、溶酶體等；血漿源性的介質包括激肽系統、補體系統、凝血系統、纖溶系統等。炎癥介質的作用包括：①血管擴張，通透性升高，引起滲出；②對炎細胞的趨化作用；③導致組織損傷；④引起局部和全身的炎癥反應。
一 內毒素和外毒素
內毒素（脂多糖，Lipopolysaccharide,LPS）是G－菌的細胞壁成份，可來自開放性創面、呼吸道、泌尿道或各種介入管道，近年發現胃腸道是更重要的來源。內毒素的主要作用是激活宿主的炎癥反應，LPS與效應細胞的作用，通常需要LPS首先與脂多糖結合蛋白或細菌通透性增加蛋白結合，這些復合物再與細胞膜上的多種受體，包括CD11/18，CD14等相互作用，通過激活細胞內和核內的信號傳導系統激活了巨噬細胞和內皮細胞，產生一系列的炎性介質。如：TNFa、IL-1、IL-6、IL-8、IFNr、PG、白三烯、補體片段C3a、C5a PAF等，從而介導細胞、組織、器官的損傷。但近年還發現內毒素也能直接對許多實質細胞（如內皮細胞）作用，介導炎癥反應。
G＋菌感染同樣也可以誘導SIRS，是通過外毒素起作用的。外毒素被免疫識別后激活免疫炎性細胞，刺激產生大量細胞因子。從而介導SIRS。
二、細胞因子(Cytokine)
細胞因子是免疫細胞產生的一類具有廣泛生物活性的多肽物質，對炎癥過程中起重要的作用，主要的包括：
1、 腫瘤壞死因子a（TNFa）
內毒素刺激巨噬細胞產生TNFa， TNFa半衰期僅14～18分鐘，在肝臟，皮膚，胃腸道和腎臟等多個器官中降解。
TNFa在介導全身炎癥反應綜合癥的過程中起主導作用。其作用包括：①TNF激活單核-巨噬細胞，釋放多種炎癥介質； ② TNFa促進內皮細胞表面粘附分子ICAM-1、ELAM-1的表達，增加白細胞與內皮細胞的粘附；同時TNFa還能刺激內皮細胞產生PAF、PGI2、PGE2等介質； ③TNFa增強PMN的粘附能力，刺激PMN釋放氧自由基和溶酶體酶，誘導PMN活性，介導組織損傷；④TNFa介導機體高代謝高分解。由此可見，TNFa能直接或間接啟動全身炎癥反應，并通過刺激其他炎癥介質產生，放大炎癥反應。在SIRS的發生和發展中具有特別重要的作用。
2、白細胞介素１（IL-1）
在SIRS過程中IL-1的作用：①誘導內皮細胞表達大量的粘附分子，促進PMN、淋巴細胞和單核細胞與內皮細胞的粘附，促使PMN穿越血管壁；②促進內皮細胞的促凝反應；③誘導內皮細胞產生IL-1 、IL-6、 IL-8、PAF等介質，放大炎癥反應。
3、白細胞介素6（IL-6）
在SIRS過程中，IL-6主要與TNFa和IL-1協同作用，促進胸腺細胞和T細胞的增殖分化，促進PMN的激活和集聚，并且誘導肝臟急性相反應。
4、白細胞介素8（IL-8）
IL-8的主要作用是：①PMN趨化作用。但組織和血漿中IL-8可導致不同的病理表現，如皮下給IL-8則誘導血漿外滲、PMN積聚集，而靜脈給IL-8則阻止PMN遷移。②刺激PMN釋放超氧化物和溶酶體酶，③IL-8對人嗜堿性白細胞有趨化作用并刺激其釋放組織胺。④IL-8對淋巴細胞也有趨化作用，且比PMN的反應敏感10倍。