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发布时间：2024-03-28 丨 浏览次数：

　　乐鱼app虽然大量研究证实，SR在介导动脉粥样硬化形成中发挥至关重要的作用，近年来越来越多的研究也显示，巨噬细胞表面SR-A也是天然免疫系统中的重要受体分子，与宿主防御功能密切相关，主要表现为：（一）结合病原菌及其毒素研究表明，细菌LPS及其类似物ReLPS和Lipid ⅣA都能与ac-LDL或ox-LDL竞争结合SR，ac-LDL或ox-LDL能减少血循环中LPS的清除。可溶性牛SR-A能直接识别多种革兰阳性细菌，如酿脓链球菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增多性李斯特菌，其结合作用能被LTA抑制，说明SR结合完整的细菌至少部分是由LTA介导的。SR-A对细菌及其内、外毒素的结合不依赖于血清或脂多糖结合蛋白。上述结果说明SR-A具有模式识别分子的结合特征。体内SR-A的表达分布显示，SR-A在肝枯否细胞、肺泡巨噬细胞、肠道固有层巨噬细胞呈高表达，脾脏红髓和边缘区巨噬细胞、胸腺髓质和淋巴结包膜下区的巨噬细胞呈低表达。在成年小鼠大脑，SR-A主要分布于脉络膜丛的巨噬细胞和脑脊膜的巨噬细胞上。小胶质细胞不表达SR-A受体。海马内注射LPS后24h，可检测出SR-A在小胶质细胞上的表达。SR-A主要在巨噬细胞表面的分布特征也进一步说明了SR-A在细胞防御中的重要作用，因为巨噬细胞具有强吞噬特性和免疫监视作用。（二）吞噬作用与抗原提呈作用对微生物的吞噬作用是宿主抵抗细菌感染的关键因素。其机制主要有两个方面：调理素依赖性和调理素非依赖性吞噬作用。在调理素依赖性吞噬作用中，免疫球蛋白或补体分子结合微生物，随后通过吞噬白细胞上的Fc或补体受体促进微生物摄入。在调理素非依赖性吞噬作用中，微生物表面上的配体分子则直接被吞噬细胞浆膜上的模式识别受体识别。关于SR-A对巨噬细胞吞噬活性的介导作用，首先观察其对凋亡胸腺细胞的摄入。研究显示，抗小鼠SR-A抗体2F8能抑制胸腺巨噬细胞和腹腔巨噬细胞对凋亡胸腺细胞的摄入，使其摄取量减少50%。SR-A-/-小鼠的胸腺巨噬细胞也显示出对凋亡胸腺细胞摄入减少50%。将正常无吞噬作用的细胞表达 SR-A，可使其具有摄入凋亡细胞的能力。随后研究也发现，SR-A也能介导巨噬细胞对细菌的吞噬作用。利用转基因技术将SR-A基因转入CHO或HEK293细胞内，细胞则能结合和摄入荧光标记的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。包被LPS或LTA的颗粒也能被转染SR-A 的CHO细胞结合和内移。SR-A-/-小鼠腹腔巨噬细胞摄入细菌的量较野生型减少40%。说明巨噬细胞表面SR-A是调控细胞吞噬功能的重要受体。SR-A对细胞吞噬功能的调控作用与多种因素有关，如调理素、巨噬细胞来源乐鱼app、激活状态和培养条件。细菌株也是一个重要的影响因素，如有荚膜大肠杆菌K1较无荚膜K12或DH5α菌株更易摄入。证明SR-A参与宿主防御作用最有力的证据是来源于SR-A-/-小鼠的体内研究。研究显示，SR-A-/-小鼠对单核细胞增多性利斯特细菌、DNA病毒感染的易感性明显增加。虽然野生型和SR-A-/-小鼠均显示快速从循环内清除单核细胞增多性利斯特菌，但是，在感染后24和96h，SR-A-/-小鼠肝、脾内细菌数明显高于野生型。SR-A-/-小鼠对金黄色葡萄球菌腹腔内感染的易感性也明显增加。尽管动物中性粒细胞对金黄色葡萄球菌的杀灭作用正常，但动物清除感染部位细菌的能力明显下降，动物最终死于弥漫性腹腔感染。另外，SR-A-/-小鼠较野生型更易发生内毒素休克。这说明组织巨噬细胞表面SR-A在介导细菌吞噬、清除细菌及其毒素方面发挥了重要作用。有研究显示，巨噬细胞表面MARCO也具有结合革兰阴性和革兰阳性细菌的能力，这种结合作用能被经典的SR抑制剂或特异性抗MARCO抗体阻断，但其介导细菌的吞噬作用尚待进一步证明，因为CHO转染体仅结合细菌，未见将细菌摄入到胞内。（三）黏附作用巨噬细胞能黏附到许多表面，而且不易从培养皿上脱落。与其他许多细胞系不同，有EDTA（二价离子螯合物，能阻断整合素介导的黏附作用）存在时，巨噬细胞仍能黏附到塑料培养皿（tissue culture plastic，TCP）。Fraser等报道，在EDTA和血清存在时，巨噬细胞与TCP的黏附作用能被抗SR-A单克隆抗体2F8阻断。免疫荧光染色显示，SR-A分布于黏附侧的细胞膜上。此外，有研究显示，SR-A 能促使巨噬细胞黏附到被糖化（glycation）修饰的Ⅳ 胶原包被的表面上。说明SR-A参与介导巨噬细胞的黏附作用，这可能对于促进巨噬细胞在感染部位的防御和免疫功能具有重要意义。（四）下调炎症反应与LPS其他受体不同，SR-A与LPS结合后，迅速经细胞的摄粒作用，将LPS内移到溶酶体内，经脱磷酸和脱酰基作用，内毒素被降解和灭活，在此过程中并不引起巨噬细胞激活，如释放TNFα等炎症介质。我们也研究发现，利用氧化型低密度脂蛋白或抗SR单抗预处理枯否细胞，能明显增强LPS激活细胞的作用，抗CD14单抗则能明显抑制氧化型低密度脂蛋白的增敏作用。用LPS刺激转染SR-A的HEK293细胞也不引起胞内NF-κB活化。最近研究进一步显示，SR-A缺陷小鼠对LPS的敏感性明显高于野生型，表现为动物病死率、体内细胞因子水平，如TNFα、IL-6等明显高于对照组。上述结果说明，SR-A是一种重要的防御性受体，其对LPS的清除作用可能是机体防止感染时炎症反应过度的重要内源性机制。（五）启动获得性免疫反应除参与天然免疫作用外，SR-A也可能参与启动获得性免疫反应。研究表明，SR介导的吞噬作用同时也引起特异性修饰抗原提呈给T细胞，使其分泌高水平的IFNγ、产生低水平的IL-4和IL-10，提呈给B细胞，则产生拮抗病原菌或其毒素的特异性抗体。在动脉粥样斑块内存在T细胞和特异性识别被修饰LDL表型的抗体。说明SR-A也可能在获得性免疫中发挥重要作用。

　　细菌内毒素，作为一种在医学和生物学领域广泛研究的物质，对于理解某些疾病的发生机制和开发相应的治疗方法具有重要意义。本文将对细菌内毒素的概念、来源、特性以及它在生物体内的作用进行详细介绍。一、内毒素的基本概念内毒素（Endotoxin）主要存在于革兰氏阴性细菌的细胞壁中，其主要成分是脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）。这种脂多糖由脂质A、核心多糖和特异多糖三部分组成，其中脂质A是内毒素毒性的主要决定因素。二、内毒素的来源与释放革兰氏阴性细菌在生长和分裂过程中，其细胞壁的内毒素会不断地向周围环境释放。这种释放并不仅限于细菌死亡或解体时发生，即使在细菌正常生长时也会持续进行。内毒素的释放对宿主生物体构成了潜在的威胁，因为它能够激活宿主的免疫系统，引发炎症反应。三、内毒素的特性内毒素具有一些独特的物理和化学特性。首先，它不是蛋白质，因此对热具有极高的耐受性。在100℃的高温下加热1小时，内毒素的生物活性并不会被破坏，只有在更高的温度（如160℃）下加热较长时间，或者使用强酸、强碱、强氧化剂等条件下，内毒素的生物活性才可能被破坏。 此外，内毒素与外毒素在免疫学特性上存在明显差异。内毒素不能像外毒素那样通过甲醛处理转变为类毒素，且即使在体内产生抗体，这些抗体对内毒素的中和作用也相对较弱。四、内毒素在生物体的作用内毒素一旦进入宿主体内，就会与宿主的免疫细胞，如单核巨噬细胞上的特定受体结合，激活这些细胞并促使它们释放一系列炎症介质和细胞因子。这些细胞因子在适量时对机体有益，可以帮助清除病原体和促进组织修复。然而，当内毒素的量过多时，会引起过度的炎症反应，导致组织损伤和多器官功能障碍，严重时甚至可能危及生命。五、结语细菌内毒素作为革兰氏阴性细菌细胞壁的组成部分，其在生物体内的存在和作用对医学研究具有重要的意义。了解内毒素的特性和作用机制，有助于我们更好地认识和防治由内毒素引起的疾病，同时也为开发新的抗感染治疗策略提供了可能。随着科学技术的不断进步，我们对内毒素的认识将会更加深入，从而为保护人类健康做出更大的贡献。

　　内毒素和鲎试剂之间的关系是现代医学和生物学研究中一个引人入胜的话题。内毒素，作为细菌内毒素的一种，是革兰氏阴性细菌细胞壁的一部分，而鲎试剂则是一种能够检测和量化内毒素存在的生物试剂。本文将探讨内毒素的特性、危害以及鲎试剂如何成为检测内毒素的重要工具。一、内毒素的特性与影响内毒素主要由脂多糖组成，是革兰氏阴性细菌细胞壁的关键组成部分。当这些细菌死亡并分解时，内毒素会被释放到周围环境中，可能进入人体和其他生物体内。内毒素的存在可以触发免疫系统的强烈反应，导致炎症和发热等症状。在严重的情况下，大量内毒素的释放可能会引起败血症甚至休克，危及生命。二、鲎试剂的发现与作用机制鲎试剂，提取自一种古老海洋生物——鲎的血液中。鲎的血液中含有一种特殊的蛋白质，称为鲎血蓝蛋白（Limulus amebocyte lysate, LAL）。这种蛋白质能够特异性地识别和结合内毒素，一旦结合，就会触发一系列酶促反应，最终导致血液凝固。这一独特的生物反应机制使得鲎试剂成为了检测内毒素的理想工具。三、鲎试剂的应用鲎试剂的应用范围非常广泛，它不仅可以用于检测药品和医疗设备中的内毒素污染，还可以用于食品工业和环境监测中。在药品生产过程中，鲎试剂能够确保最终产品不含有有害的内毒素，保障患者的安全。在食品工业中，鲎试剂可以检测食品原料或成品中的微生物污染，确保食品安全。此外，鲎试剂也被用于环境监测，帮助科学家评估水质和土壤的健康状况。四、内毒素与鲎试剂的关系内毒素与鲎试剂之间的关系基于一种天然的防御机制。鲎在其漫长的进化过程中，发展出了一种能够抵御细菌入侵的机制。当鲎的血液接触到内毒素时，鲎血蓝蛋白会迅速反应，形成凝胶状物质，从而隔离和中和细菌及其毒素。这种机制被人类发现并应用于现代科学，使得鲎试剂成为了检测内毒素的“金标准”。五、结语内毒素和鲎试剂之间的关系不仅是生物学上的一个奇迹，也是现代科技应用于实际问题的一个典范。鲎试剂的开发和应用展示了如何从自然界中汲取灵感，创造出有益于人类健康和安全的技术和产品。随着科技的不断进步，我们期待鲎试剂在未来能够发挥更大的作用，同时，也希望能够找到更加可持续和环保的方法来生产和使用鲎试剂，以保护这一古老物种免受威胁。

　　鲎血蓝蛋白（Limulus Amebocyte Lysate, LAL）作为一种独特的生物活性物质，已经成为检测细菌内毒素的金标准。本文将深入探讨鲎血蓝蛋白的特性、检测机制以及其在医药领域的重要作用。一、鲎血蓝蛋白的特性鲎，这种古老的海洋生物，其血液中含有丰富的氨基酸和特殊的蛋白质。鲎血蓝蛋白是鲎血液中的一种关键成分，由鲎的血细胞（amebocytes）溶解后得到。这种蛋白质对细菌内毒素极为敏感，能够快速、准确地识别并与之结合。二、鲎血蓝蛋白的检测机制细菌内毒素，尤其是革兰氏阴性菌的细胞壁成分，是引起人体发热反应和其他免疫反应的主要原因。鲎血蓝蛋白的检测机制基于其与内毒素的特异性结合乐鱼app。 当鲎血蓝蛋白遇到内毒素时，会发生一系列酶促反应，导致凝固酶的激活，最终引发血液凝固。通过观察血液是否凝固，可以判断样本中是否含有内毒素，以及内毒素的浓度。三、鲎血蓝蛋白在医药领域的应用药品质量控制：在药品生产过程中，鲎血蓝蛋白被用来检测生物制品和注射药物是否受到内毒素的污染。这对于确保药品的安全性至关重要。医疗器械检测：医疗器械在生产和灭菌过程中可能会产生内毒素。使用鲎血蓝蛋白可以有效检测和控制内毒素水平，保障患者使用安全。临床诊断：在临床上，鲎血蓝蛋白可以用于检测患者的血液、尿液等生物样本中是否含有内毒素，帮助诊断败血症等严重疾病。疫苗研发：在疫苗的研发和生产过程中，鲎血蓝蛋白同样发挥着重要作用，确保疫苗产品的纯净度和安全性。四、鲎血蓝蛋白的优势与挑战鲎血蓝蛋白作为检测内毒素的金标准，具有高灵敏度、高特异性和快速反应等优势。然而，鲎资源的有限性和对生态环境的影响也带来了挑战。 科学家和研究人员正在努力寻找替代品和改进检测方法，以减少对鲎的依赖，同时保护这一古老物种的生存。五、结语鲎血蓝蛋白的发现和应用是生物医学领域的一大突破。它不仅为药品和医疗器械的安全性提供了保障，也为临床诊断和疾病治疗提供了重要工具。随着科技的发展和生态保护意识的增强，我们期待鲎血蓝蛋白在未来能够发挥更大的作用，同时实现对鲎资源的可持续利用。

　　鲎试剂，一种特殊的生物制品，因其独特的生物活性而被广泛应用于医学和生物学研究领域。本文将详细介绍鲎试剂的来源、作用机制、应用领域以及未来发展趋势。一、鲎试剂的来源鲎（学名：Horseshoe crab），是一种古老的海洋节肢动物，其历史可以追溯到5亿年前。鲎的血液中含有丰富的氨基酸，特别是鲎血蓝蛋白（Limulus amebocyte lysate, LAL），这是鲎试剂的主要成分。二、鲎试剂的作用机制鲎血蓝蛋白具有识别并结合细菌内毒素的能力。当鲎血蓝蛋白与细菌内毒素结合后，会引发一系列酶促反应，导致凝固酶的激活，最终使鲎血液凝固。这一特性使得鲎试剂成为检测细菌内毒素的有力工具。三、鲎试剂的应用领域在科学研究和实验中，鲎试剂作为一种重要的生化试剂，其应用范围十分广泛。本文将深入探讨鲎试剂在不同领域的应用，并探索其在科学研究、医学诊断、生物工程等方面的重要意义。1. 生物学研究领域鲎试剂在生物学研究中扮演着重要的角色。首先，它被广泛用于DNA、RNA和蛋白质的提取、纯化和检测。例如，在分子生物学实验中，鲎试剂可以用于DNA的提取和PCR反应的前处理，为基因克隆、测序等研究提供了可靠的基础。此外，鲎试剂还被应用于蛋白质电泳、Western blotting等实验中，用于蛋白质的检测和定量分析。2. 医学诊断领域在医学诊断中，鲎试剂也具有重要的应用价值。例如，在临床诊断中，鲎试剂常被用于血清中肝酶、肾功能指标等生化指标的检测乐鱼app，有助于医生判断患者的健康状况和疾病诊断。此外乐鱼app，鲎试剂还被用于免疫学诊断领域，如ELISA实验中的底物染色等，为疾病的早期检测和诊断提供了重要的手段。3. 生物工程领域在生物工程领域，鲎试剂的应用也十分广泛。例如，在基因工程中，鲎试剂被用于DNA的连接、转染和转化等实验中，为基因的克隆和表达提供了可靠的工具。此外，鲎试剂还被应用于蛋白质工程领域，如蛋白质的纯化、修饰和功能分析等，为生物药物的研发和生产提供了重要的支持。4. 鲎试剂在食品安全领域的应用除了在生物学研究、医学诊断和生物工程领域，鲎试剂也在食品安全领域发挥着重要作用。食品安全一直是人们关注的焦点之一，而鲎试剂在食品检测中的应用为确保食品质量和安全提供了重要支持。例如，在食品加工过程中，可能存在着潜在的微生物污染问题。为了确保食品的安全，科学家们使用鲎试剂进行微生物的检测和鉴定。通过这些试剂，他们可以快速准确地检测食品中的细菌、霉菌等微生物，帮助食品生产企业及时发现并解决潜在的安全隐患，保障消费者的健康。5. 鲎试剂在环境监测领域的应用另外，鲎试剂在环境监测领域也有着重要的应用。随着环境污染问题的日益严重，科学家们越来越关注环境中的污染物质对生态系统和人类健康的影响。鲎试剂可以用于环境样品中重金属、有机污染物等的检测和分析，为环境监测和保护提供了重要的技术手段。例如，科研人员可以利用鲎试剂进行水质检测，快速准确地测定水中重金属离子的浓度，评估水体的污染程度，指导环境治理工作。同时，鲎试剂还可用于土壤、大气等环境样品的监测，帮助人们及时发现和应对环境污染问题，保护生态环境和人类健康。四、未来发展趋势随着科技的进步和对生物多样性保护意识的提高，未来鲎试剂的研究和应用将更加注重可持续发展和生态保护。一方面，科学家们正在研究替代鲎血蓝蛋白的合成试剂，以减少对鲎资源的依赖；另一方面，通过改进提取和使用技术，提高鲎血蓝蛋白的使用效率，减少对鲎种群的影响。鲎试剂作为一种重要的生物制品，其研究和应用不仅对医学和生物学领域具有重要意义，也对保护生态环境和促进可持续发展具有积极作用。随着研究的深入和技术的发展，我们期待鲎试剂在未来能够发挥更大的价值。

　　SR最初是指具有结合被修饰低密度脂蛋白能力的细胞表面糖蛋白。1979年，Brown和Goldstein在粥样斑内含脂质巨噬细胞形成的研究中首次提出“清道夫活性”。随后研究证实，这种“清道夫活性”为巨噬细胞膜上的带有胶原结构的三聚体膜蛋白，具有结合被修饰低密度脂蛋白等带阴电荷配体的活性，因而被命名为清道夫受体（scaven-ger receptor，SR）。SR的早期研究主要是探讨其在动脉粥样硬化形成中的作用，研究证实，它通过摄取氧化型低密度脂蛋白，促进胆固醇沉积，从而介导动脉粥样硬化的发生。近年研究进一步发现，巨噬细胞表面SR还具有结合和清除细菌及其毒素的作用，是介导巨噬细胞防御功能的重要受体，在天然免疫中发挥重要的防御作用。业已研究表明，SR的重要特征之一就是受体的模式识别特性，除结合修饰低密度脂蛋白外，对其他多种分子也具有高亲和力结合特性（表7-1），因此，有人称其为“分子扑蝇器”（molecular flypaper），这种“一个受体-许多配体”的特性有别于大多数膜受体（只能结合一种配体）。SR配体几乎均为多价阴离子分子（天然LDL和HDL除外，它们为SR-BⅠ型/CD36的特异性配体），但不是所有的阴电荷颗粒都能与SR结合。SR配体包括蛋白质、多聚核糖核苷酸、多糖和脂质。SR不仅能识别宿主分子，如CD36识别胶原和凝血栓蛋白，以及被改变的自身分子，如多数SR能识别ox-LDL，SR-A 识别AGE修饰的蛋白质。更为重要的是，SR能够识别各种微生物上保守的PAMPs，如革兰阴性细菌膜的LPS和革兰阳性细菌膜上的LTA、肽聚糖等。识别PAMPs的SR主要为SR-A。目前认为，SR-A是一种古老进化的受体，既通过识别细菌膜上的LPS和LTA结合革兰阴性和革兰阳性细菌，同时也能结合游离的细菌内、外毒素，因而在宿主防御机制中发挥重要作用。

　　就目前所知，宿主在长期进化过程中形成了两种免疫系统，即获得性免疫（acquired immunity）或适应性免疫（adaptive immunity）和天然免疫（innate immunity或natural immunity）。获得性免疫是人们最早认识的免疫机制，由B、T淋巴细胞针对特定病原菌产生特异性抗体或特异性淋巴细胞亚群的免疫反应，因而曾被称为特异性免疫（specifc immunity），因其需要二次刺激，其免疫反应相对缓慢，不能足够快地达到清除微生物的目的。天然免疫虽在20世纪后才被人们逐步认识，但它是更为古老的免疫系统，存在于所有哺乳动物、昆虫和植物体内，能别各种病原微生物，即具有辨别自身与非自身的识别能力，是一种非特异性免疫。由于感染时天然免疫较获得性免疫反应快，并能诱导获得性免疫的形成，因此，在感染早期，天然免疫较获得性免疫要更为重要。现已研究表明，天然免疫识别病原菌是通过天然免疫细胞上的一些种系特异性膜蛋白（germline-encoded molecules）介导的，这些分子有一个重要特征就是识别病原菌细胞壁外膜上特有的相对保守的分子结构。Janeway将病原菌细胞膜上的这些保守结构称为病原菌相关分子模式（pathogen associated molecular patterns，PAMPs），将宿主细胞表面识别PAMPs的分子统称为模式识别受体（pattern recognition receptors，PRRs）。PAMPs往往是大多数病原菌共有的结构，并且是病原菌致病性不可缺少的成分，如：革兰阴性细菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、革兰阳性细菌的脂磷璧酸（lipoteichoic acids，LTA）、肽聚糖（peptidoglycan，PGN）、分枝杆菌的糖脂、酵母的甘露聚糖和病毒的双链RNA等。细菌DNA，如非甲基化CpG也是PAMP分子。PAMPs具有两个重要特征：即为微生物所特有，宿主细胞不具有这种结构；以及不发生抗原变异，对微生物生存和致病性十分重要，能引起宿主天然免疫系统强烈反应。现已发现的 PRRs主要有清道夫受体（scavenger receptor，SR）、CD14、Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）家族、脂多糖结合蛋白（lipopolysaccharide-binding protein，LBP）、β2整合素、L-Selectin、C-typelectins、collectins和补体受体（CR1/CD35，CR2/CD21）等，分别以膜结合蛋白存在于天然免疫细胞表面或以可溶性蛋白存在于循环内。业已研究表明，PRRs是宿主识别病原菌的“感受器”并发挥启动宿主防御和效应功能的作用，而且通过介导吞噬细胞将病原菌源性多肽提呈给T、B细胞，促进获得性免疫的形成。因此，PRRs在宿主防御感染，并介导宿主反应方面发挥着至关重要的作用。目前作用较为明确的PRRs主要有：SR、CD14、TLRs、LBP等。

　　失控性炎症实际上是一种介质病，主要是由细胞因子链锁反应所致。内毒素被认为是这个链锁反应中最重要的诱发因素，可称之为链锁反应的“扳机”（trigger）。扳机启动之后，导致失控性炎症一系列严重后果的原因中，细胞因子网络在其中处于最重要的地位。细胞因子是由神经、免疫、内分泌以及组织细胞分泌的具有高度生物活性的可溶性蛋白或糖蛋白。细胞因子包括白细胞介素、干扰素﹑肿瘤坏死因子、集落刺激因子和转化生长因子。它们能通过受体介导，以旁分泌和（或）自分泌的方式参与体内复杂的细胞-细胞调节网络，在其生成的微环境中直接发挥作用。但在某些情况下也可进入循环，引起全身性效应。近年来，借助于分子生物学技术，细胞因子研究取得了很大的进展，数十种细胞因子及其受体的基因被相继克隆和重组，推动了其结构与功能关系的研究，揭示了细胞因子活叉的物质基础；细胞因子既是免疫系统的信息传递介质，又是神经、内分泌及其他系统和免疫系统相互联系的重要桥梁，因而研究细胞因子具有重要的生物学和临床意义。许多细胞因子的交互作用构成细胞因子网络，其特征为其多源性、多效性和交叠性。多源性表示同一种细胞因子可以由多种不同的细胞产生；多效性是指一种细胞因子可能具有许多不同的功能，而交叠性是指某些细胞因子具有共同的活性。不同的细胞因子，在机体内构成纵横交错、四通八达的复杂细胞因子网络。从信息传递的角度，细胞因子是生物体内一类重要的第一信使，各种细胞因子及相应的受体构成了机体各系统之间重要的横向信息传递与感知系统，在沟通神经﹑免疫、内分泌系统具有双向调节作用。细胞因子具有很强的生物学效应，能调节靶细胞的生长、增殖和分化；增强抗感染和细胞的免疫效应；促进或抑制其他细胞因子和细胞膜表面分子基因的表达；促进炎症过程；影响细胞功能代谢；参与和决定许多疾病过程的发生发展等。

　　作为分子生态学的重要研究领域和典型范例，细胞因子网络反映的是各种细胞因子在功能上的相互关系。特点是细胞因子之间相互诱生﹑相互调节及其受体表达、生物功能的相互协同或拮抗。细胞因子网络通过对炎性细胞和免疫活性细胞的激活及细胞因子的释放，在细胞、分子水平调控脓毒症。脓毒症是指由感染因素所导致的全身炎症反应综合征（SIRS），在感染为诱因的前提下，脓毒症与SIRS同义，即在受到损伤的过程中，机体不仅是受害者，而且是积极的参与者。甚至可以从某种程度上说，对更沉重的打击来源于机体自身的积极参与。脓毒症是严重创伤、烧伤、休克、感染﹑外科大手术后的常见并发症，可发展为脓毒性休克和多器官功能障碍综合征（MODS），已成为临床危重病患者的主要死亡原因之一。可以说从脓毒症到脓毒性休克乃至MODS反映了体内一系列病理生理改变及临床病情严重程度的动态过程，其实质是机体全身炎症反应不断加剧、持续恶化，其中MODS是其发展过程中最为严重的阶段，病死率约50%。早期发现和有效干预脓毒症可能是防治MODS的关键。脓毒症并非单纯由病原体引起，还与靶细胞（巨噬细胞、淋巴细胞、多型核粒细胞和内皮细胞等）激活释放多种炎症介质或细胞因子以及它们构成的炎症介质网络有关。如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、干扰素-γ（IFN-γ）和某些白介素（IL-1、IL-6、IL-8）均与脓毒症发病机制密切相关；血小板活化因子（PAF）、白三烯、血栓素和补体级联反应的激活也与之有关。此外，参与脓毒症级联反应的其他因子还包括：黏附分子、激肽、诱生型一氧化氮合酶（iNOS）、热休克蛋白等。它们一经触发启动，即循自身规律发展，而与始动因素如LPS等是否持续存在没有反馈抑制关系。内毒素可通过直接细胞毒作用、非特异细胞膜脂作用，使炎性细胞产生一系列炎症介质启动SIRS。其中TNF-α通过直接促进内皮细胞黏附中性粒细胞、单核细胞、嗜中性多型核白细胞（PMN）进入炎症部位，释放细胞因子，参与和放大SIRS，从而在启动脓毒症过程中起主导作用。此外炎症介质还调控黏附分子的表达，促进白细胞和内皮黏附。炎症介质网络还参与介导脓毒症发展。因为机体对炎症物质的反应复杂，最重要的是免疫系统和血管内皮系统，它们的激活导致炎症级联反应。始发的细胞因子主要是TNF-α，而IL-1协同TNF-α启动脓毒血症的炎症反应，并在其发展过程中起放大作用，即所谓的免疫炎症瀑布反应。巨噬细胞具有多种功能，通过吞噬﹑降解杀伤、抗原处理及分泌细胞因子等活动，诱导和调节机体免疫应答反应。TNFα、1L-1和IL-6均为巨噬细胞合成释放的细胞因子，它们对机体既可增强防御能力，又可产生损害作用。内毒素刺激体内单核巨噬细胞等免疫细胞，诱导产生过量的炎性细胞因子等内源性介质，造成对机体组织的广泛损伤。

　　鲎试剂，这个看似陌生却又充满神秘色彩的名词，实际上是医疗领域中一个不可或缺的重要角色。它以其独特的生物特性和广泛的应用领域，为人类的健康事业做出了巨大的贡献。鲎试剂的神奇之处在于它能够迅速且准确地检测样品中的内毒素和真菌葡聚糖。这得益于鲎血液中的特殊成分——凝固酶原和凝固蛋白原。当这些成分与微量细菌内毒素或真菌葡聚糖相遇时，凝固酶原会被激活，进而催化凝固蛋白原转化为凝固蛋白，形成凝胶。通过观察这一过程是否发生，我们可以判断样品中是否存在这些有害物质。在医疗领域，鲎试剂的应用广泛而深入。它主要用于检测注射剂、疫苗、医疗器械等产品中的内毒素，确保这些产品在使用前符合安全标准。此外，通过鲎试剂检测内毒素和葡聚糖，我们还能更深入地了解这些物质的生物活性，为疾病治疗、药物研发等领域提供新的思路。然而，鲎试剂的应用并不止于此。随着科学技术的发展，其在制药、临床和科研领域的应用也在不断拓展。例如，鲎变形细胞分解物可用于检测制药和食品工业中的毒素污染，准确、快速地判断人体内部组织是否由细菌感染引起。这种高效、无毒的测试方式，使得鲎试剂在医学领域的重要性日益凸显。值得一提的是，鲎试剂的研究历史悠久，早在19世纪就有生物学家发现鲎血液中的特殊凝血剂。随着研究的深入，人们逐渐认识到鲎试剂的巨大价值。如今，我国在鲎试剂领域的研究已处于国际领先地位，为人类的健康事业贡献着中国智慧。然而，鲎试剂的广泛应用也带来了一些问题。由于鲎试剂的制备需要从鲎的血液中提取，这在一定程度上对鲎的生存造成了威胁。因此，如何在保证鲎试剂供应的同时，保护鲎的生存环境，成为了一个亟待解决的问题。尽管如此，我们不能否认鲎试剂在医疗领域的重要地位。它以其独特的生物特性和广泛的应用领域，为人类的健康事业提供了有力的支持。未来，随着科学技术的不断进步，我们有理由相信，鲎试剂将在更多领域发挥更大的作用，为人类的健康事业贡献更多的力量。

　　在微生物的奇妙世界中，细菌是一类无处不在的生命体。其中，革兰氏阴性菌因其独特的细胞壁结构而备受关注。这种细胞壁中隐藏着一个危险的东西——细菌内毒素。本文将深入探讨细菌内毒素的性质、危害以及其在医学领域的重要性。细菌内毒素，是革兰氏阴性菌细胞壁的重要组成部分。其主要化学成分为脂多糖，特别是其中的类脂A，是内毒素发挥毒性作用的关键所在。不同于其他毒素，细菌内毒素在细菌存活状态下并不会释放，而是当细菌死亡、自溶或粘附在其他细胞上时，才会表现出其毒性。内毒素的毒性主要表现在其强烈的致热性。当细菌死亡或自溶时，内毒素释放进入血液，作用于体温调节中枢系统，引起发热反应。人体对内毒素的耐受阈值有限，当大量内毒素进入血液时，不仅会导致发热、寒颤、呕吐等症状，严重时还可能引发昏迷、休克，甚至危及生命。此外，内毒素还可能引起血管扩张、血压下降等病理症状，严重时可能出现心衰。值得注意的是，内毒素的危害并非仅限于其直接的毒性作用。由于细菌在自然环境中不断生长繁殖和死亡，环境中往往存在大量的内毒素。这些内毒素可能通过食物、水源等途径进入人体，从而引发各种疾病。例如，在畜禽养殖中，沙门氏菌等革兰氏阴性菌感染常导致内毒素血症，给养殖业带来巨大的经济损失。在医学领域，细菌内毒素的检测和监测具有重要意义。通过凝胶法、光度法等检测方法，可以准确测定内毒素的含量，为疾病的诊断和治疗提供重要依据。此外，内毒素在肝胆疾病、呼吸系统疾病、发热性疾病等的诊断、病情发展的监测和预后判断中也具有重要的临床意义。然而，尽管我们对细菌内毒素有了一定的了解，但其在致病机制、免疫反应等方面仍有许多未知之处。因此，未来还需要进一步深入研究细菌内毒素的性质和机制，以便更好地预防和治疗相关疾病。总之，细菌内毒素作为一种潜在的生物危害因子，对人类健康和动物养殖业构成了严重威胁。通过加强对其性质、危害和检测方法的研究，我们可以更好地应对这一挑战，保护人类和动物的健康。

　　鲎试剂在探索科学前沿的征途上，每一项新发现都如同开启一扇神秘之门，带领我们走进未知的世界。而在这其中，鲎试剂以其独特的魅力和价值，成为了生物学、医学等领域研究的重要工具，被誉为揭示生命奥秘的神奇钥匙。鲎，这种古老而神秘的海洋生物，拥有着与众不同的血液系统。它们的血液中含有一种特殊的细胞——变形细胞，这些细胞在受到特定刺激时，能够释放出一种强大的凝血因子。科学家们正是利用这一特性，从鲎的血液中提取出了鲎试剂，用于检测各种生物样本中的细菌内毒素。鲎试剂的出现，极大地推动了生物学和医学领域的研究进展。在细菌感染的检测中，鲎试剂以其高灵敏度和特异性，成为了诊断细菌感染的“金标准”。此外，在药物研发、食品安全检测等领域，鲎试剂也发挥着不可替代的作用。然而，鲎试剂的获取并不容易。鲎是一种珍稀的海洋生物，它们的数量有限，且生长缓慢。因此，科学家们一直在努力寻找替代鲎试剂的方法。近年来，随着生物技术的飞速发展，人工合成的类似物逐渐崭露头角，它们能够在一定程度上替代鲎试剂，减少对鲎资源的依赖。尽管鲎试剂的替代品已经取得了一定的成果，但我们仍然不能忽视鲎试剂在科学研究中的重要作用。作为一把揭示生命奥秘的神奇钥匙，鲎试剂将继续引领我们探索更多未知的领域，为人类的健康和发展贡献力量。在未来，随着科学技术的不断进步，我们有理由相信，鲎试剂及其替代品将会在更多领域展现出强大的应用潜力。它们不仅将帮助我们更好地认识生命的奥秘，还将推动医学、生物学、环境科学等多个领域的快速发展，为人类的健康和福祉创造更多可能。同时，我们也应该关注鲎资源的保护和可持续利用。作为一种珍稀的海洋生物，鲎的生存状况直接关系到海洋生态系统的平衡。因此，我们应该在科学研究的同时，加强对鲎资源的保护，确保它们能够在未来的科学探索中继续发挥重要作用。总之，鲎试剂作为一把揭示生命奥秘的神奇钥匙，已经在科学前沿的探索中发挥了重要作用。随着科技的进步和研究的深入，我们有理由相信，鲎试剂及其替代品将在未来展现出更加广阔的应用前景，为人类的健康和发展带来更多惊喜和可能。

　　在微观世界里，细菌内毒素与鲎试剂之间的相互作用，宛如一场精心编排的舞蹈，既复杂又神奇。这种相互作用不仅揭示了生命科学的奥秘，也为人类的健康事业带来了极大的帮助。细菌内毒素，作为革兰氏阴性菌细胞壁的一种成分，其毒性强大且难以消除。这种物质在菌体裂解后释放，能够激活人体的免疫反应，导致一系列不良症状，严重时甚至危及生命。因此，准确、快速地检测内毒素的含量，对于预防和治疗相关疾病至关重要。而鲎试剂，正是这场舞蹈中的另一位主角。它是由鲎的血液制成的，含有一种特殊的蛋白质——鲎凝集素。这种蛋白质具有与细菌内毒素相结合的能力，当两者相遇时，会形成一种复合物，进而引发一系列的酶促反应。通过观察这些反应，我们可以判断样品中是否存在内毒素，以及内毒素的浓度。鲎试剂与内毒素的反应机制十分复杂，它涉及到多种酶和因子的相互作用。任何微小的变化，如pH值、离子浓度或某些干扰成分，都可能影响到反应的进行，从而影响到检测结果的准确性。因此，在使用鲎试剂进行内毒素检测时，需要严格控制实验条件，确保结果的可靠性。鲎试剂的应用范围非常广泛。在医疗领域，它主要用于检测注射剂、疫苗、医疗器械等产品中的内毒素，确保这些产品在使用前符合安全标准。此外，鲎试剂还可用于检测其他细菌内毒素，如大肠杆菌、肺炎链球菌等，对于诊断相应的感染性疾病具有重要价值。通过鲎试剂检测药物中的内毒素含量，可以快速、准确地评估药物的毒性，为新药的研发和筛选提供了更加便捷和可靠的途径。同时，鲎试剂在环境监测和食品安全领域也发挥着重要作用。通过检测环境中的内毒素含量，我们可以了解环境中细菌污染的情况，为环境保护提供有力支持。而在食品领域，鲎试剂可以帮助我们评估食品的安全性和卫生质量，保障消费者的健康权益。然而，值得注意的是，鲎试剂的制备过程对鲎的生存造成了一定的威胁。为了平衡医学研究和生态保护的关系，我们需要寻找更加可持续和环保的鲎试剂制备方法，以确保这一重要资源的长期利用。目前，科德角国际的合作伙伴美国ACC（Associates of Cape Cod）推出了重组鲎试剂。PyroSmart NextGenTM（PSNG）重组鲎试剂是一种基因工程合成的细菌内毒素定量检测试剂，重组鲎试剂完全模拟了天然鲎试剂LAL的酶联反应，包含重组C因子、重组B因子、重组凝固酶原，且剔除了容易引起假阳性的G因子，不依赖鲎血，满足可持续发展的目标，可以应用动态显色法进行测试和分析。总之，细菌内毒素与鲎试剂之间的相互作用，不仅展示了生命科学的奇妙之处，也为人类的健康事业带来了极大的帮助。随着科学技术的不断进步，我们有理由相信，鲎试剂将在未来发挥更大的作用，为人类的健康事业贡献更多的力量。

　　在小鼠巨噬细胞内，TLR4的数量与LPS引起的反应强度有关，TLR4的拷贝数或者翻译后的调节很可能控制着机体对LPS的反应；过去发现的干扰素的免疫增强作用、糖皮质激素的免疫抑制作用以及LPS耐受现象的分子基础都有可能与TLR4有关。以往的研究表明：LBP和CD14是将LPS转入细胞膜的主要载体，血浆中的LBP能与LPS结合，通过细胞膜上的mCD14、LPS得以进入细胞膜中。这很容易让人设想LPS-CD14 复合物直接与细胞表面的TLR4结合，继而将LPS信号传入胞内。但是目前尚无直接证据能够证实这一设想。原因可能在于TLR4的拷贝数太低，或者是LPS和TLR4的亲和力太低；相比之下，CD14 的数量以及同LPS的亲和力均高出许多。另一个设想是在CD14与TLR4之间存在一个蛋白水解系统将双方联系起来。在这个系统中LPS经由CD14被吞噬后，产生一个信号多肽，该多肽能引起一系列相应的反应。这种方式在果蝇的Toll传导途径中确实存在。在果蝇中有一个类似于清道夫受体的模式识别蛋白，其蛋白水解域在吞噬病原体时，能被激活，通过一个蛋白水解级联反应，产生Toll的多肽配体Spitzle并与之结合。但在TLR4这一设想还没有得到证实。CD14作为一个LPS相关的模式识别分子，没有胞内域，也没有蛋白水解酶活性，而且到目前为止，EST数据库中还未发现与Spatzle同源的序列。另一方面，小鼠巨噬细胞对类脂A（LPS的主要毒性单位）和四酰基类脂A的反应基本相同。而人单核细胞只对完整的类脂A起反应。说明人和小鼠的TLR4对四酰基类脂A的识别能力不同。hTLR4能区分类脂A和四酰基类脂A，说明hTLR4 与类脂A或类脂A复合物的结合相互吻合程度更高。TLR4结构上的差异主要反映在其胞外区的不同，进而引起对不同LPS分子的不同反应能力，因而对不同的革兰阴性菌感染存在一定程度的差异。TLR4的多态性主要在于胞外区，这也符合不同细菌与免疫系统之间存在相互选择压力的观点。而胞内区C端区域的多态性可能是不同物种或个体对LPS敏感性不同的原因之一。可以合理推测在易受革兰阴性感染的患者中，TLR4的基因变异的频率高于总体人群的水平。

　　Yang和Kircchning分别用转化的方法来研究TLRs的信号传导机制。结果发现在转化了TLR4的人胚胎肾细胞系293细胞中，TLR4与未知配体（很可能是含有LPS的一个复合物）结合能引起NF-kB活化。上述2个研究小组用相似的方法确立了TLR4在LPS引起的信号传导途径中所处的环节。但是对TLR2的看法两者分歧很大。Yang等观察到TLR2能与LPS直接微弱的结合，但是Kircchning观察到的结果是否定的。两者的分歧近来逐渐明朗，在对LPS无反应性的中国仓鼠及其卵巢细胞的基因分析中发现TLR2的阅读框发生改变，产生的TLR2没有胞内区，但是对LPS还有反应。在TLR2基因敲除小鼠纯合子体内，LPS引起的信号传导完全不受影响。相应的TLR4基因敲除小鼠纯合子则表现出经典的LPS位点突变表现。因此可以说TLR2与LPS引起的信号传导途径无关，同时更增加了TLR4作为LPS模式识别受体的可能性。有些实验得到的结果是阴性的，可能与所选择的细胞系有关。Du.X等发现在巨噬细胞中，TLR4在受到LPS刺激时，可以将信号传导进入胞内。TLR4的高度表达导致巨噬细胞对LPS的敏感性得以大幅度增高，这也可以说明TLR4是LPS信号传入胞内的一个限制性环节。最近又发现一种外分泌蛋白MD-2与TLR4有亲和力；如果二者共同转化到293细胞株中，转化后的细胞株对LPS的反应十分明显，这提示TLR4可能还需要其他蛋白构成复合物来共同作为LPS的模式识别受体。Schwandner等发现TLR2在对脂磷壁酸﹑肽聚糖等革兰阳性菌的组成成分有重要作用，在TLR2基因敲除小鼠细胞实验中得到证实。是否不同的病原相关模式分子是通过不同的TLRs家族成员进行识别尚需进一步实验证实。上述情况基本可以确立TLR4至少是革兰阴性菌LPS模式识别受体的一个部分，且在由LPS引发的信号传导进入胞内的过程中起重要作用。其传导途径如图6-1所示。

　　TLR4与天然免疫和炎症反应的相关研究可以回溯到在果蝇蛹的发育过程中发现的一条传导途径。在研究果蝇蛹的腹背极性形成过程时发现Toll蛋白起重要作用，后来发现它在成熟果蝇抗真菌感染免疫中也有重要作用。在这个基础上，用Toll蛋白的序列表达标签（expressing sequence tag，EST）已克隆出多个人的Toll蛋白家族成员，其中TLR4和TLR2倍受关注。hTLR4的二聚化能活化NF-kB，而且它所处的信号传导途径与IL-1引起的信号传导途径基本相同。两者下游参与信号传导的成员均包括MyD88（myeloid differential factor 88）、I-RAK（IL-1 receptor-associated kinase）、TRAF6（TNF receptor-associated kinase 6）、NIK（NF-kB inducing kinase）、NF-kB等。在果蝇天然免疫中，除了发现Toll蛋白能针对真菌感染外，还发现Toll的一种同源蛋白18 wheeler在细菌感染时有重要作用。结合Poltorak的实验，可以得到一个强烈的启示，hTLR4作为人的Toll同源蛋白，是在进化中保守表达，能感应LPS刺激，参与机体对革兰阴性菌反应的重要蛋白，很可能就是LPS的模式识别受体。但是目前尚无直接证据证实这一猜测。

　　LPS可以说是炎症反应最强的刺激剂。20世纪70年代人们普遍认为LPS要发挥作用，必须先插入生物膜脂质双分子层或通过受体作用被吞噬，但这样的猜想一直无法得以证实。Coutinbo发现C3H/HeJ小鼠对LPS无反应性，并将其原因归结为位于常染色体的一个等位基因位点lps的突变。但是C3H/HeJ小鼠对革兰阳性细菌的反应却正常，由LPS介导产生的细胞因子等方面也是正常的。这种表型上的差异可以说是因为对LPS识别的缺陷造成的。lpsd动物实验的研究可以得到一个结论：在哺乳动物存在对微生物的天然识别机制，这种机制识别的范围可以粗略的定义为革兰阴性细菌。这个天然识别机制在对感染的耐受方面起重要作用。对lpsd动物的研究使人们认识到对LPS的识别机制是天然免疫的重要环节，也必然存在一条信号传导途径能将LPS的作用引入胞内，而且lpsd纯合子在LPS作用时信号将完全阻断。可以进一步推论lps编码的产物能识别LPS并引起对革兰阴性菌感染的快速反应。所以lps突变的小鼠对革兰阴性细菌的耐受性增高，而对革兰阳性细菌的反应却正常。为了寻找能编码LPS模式识别受体的基因及相应产物，人们进行了不懈的努力，先后发现了LBP、CD14等能与LPS结合的相关蛋白，但是通过多种方法一直没有找到lps位点及其表达产物。早在1978年，lps位点就定位于小鼠4号染色体的Mup-Ⅰ和Psloci 两个位点之间。20世纪90年代初期，Malo、Schwartz和Beutler分别领导的3个研究小组试图对lps位点进行精确定位。经过大量的工作，1996年前后，3个并不完全相同的结果先后发表。Quresh等认为lps位点局限在2个标志物Ambp和D4MIT178之间；Peiffer-Schneider等将lps界定在一段长度约2.5Mb的片段中；Poltorak等则认为lps位于两个异常标志“B”和“83.3”之间长约2.6Mb的DNA中。3个结果中相互重叠的区域长度约为500kb左右。事实上，lps位点的寻找仍有大量工作要做，目前尚未获得lps位点定位的直接精确数据。在对LPS无反应性的C3H/HeJ和C57BL/10cCr小鼠中发现了TLR4的突变体。在C3H/HeJ小鼠中，TLR4胞内区的一个氨基酸编码发生了点突变；而在C57BL/10ScCr小鼠中，TLR4 mRNA 无法检测到，整个位点被删除。

　　微生物细胞壁的组成成分是天然免疫反应和炎症反应的高效活化分子。这些分子如革兰阴性细菌的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、革兰阳性细菌的肽聚糖（peptidoglycan）、脂磷壁酸（lipoteichoic acid，TLA）以及真菌的甘露糖（mannans）等称为病原体相关的模式分子（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）。与之相对应的模式识别受体（pattern recognition receptors，PRR）这一概念最早是由Janeway提出的。PAMPs均可被动物作为外来分子进行识别。PAMPs能激发机体细胞因子如 IL -1、TNF-α等以及其他活性分子的合成，对感染的发生发展具有十分重要的作用。细胞因子的过度活化可引起脓毒症休克，是细菌感染患者死亡的首要原因。因此模式识别受体在天然免疫和炎症反应中居于重要地位，通过模式识别受体机体能区别病原体与自身组织，这是免疫反应的起点和根本特征。但过去的研究一直都没有发现能识别PAMPs特别是LPS并引起上述反应的模式识别受体。近年来发现的Toll-like receptors（TLRs）是在研究LPS作用机制方面获得的重要进展，对深入了解模式识别受体作用机制，研究天然免疫反应和炎症反应的传入途径是一个重大突破。内毒素是革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）。由亲水性的多糖（О-特异性多糖、核心多糖）及疏水性的类脂A（Lipid A）构成。其中Lipid A是LPS结构中最保守的部分，无种属特异性，是LPS的主要生物活性成分。LPS在细菌生长繁殖、死亡破裂或人工方法裂解后释放。一旦进入人或其他敏感动物体内，将对宿主各系统、器官产生广泛的影响。由于其作用机制广泛而复杂，在过去近20年里尽管针对性抗生素不断问世，革兰阴性细菌感染的病死率仍持续在30%左右居高不下。

　　在整体水平认识到内毒素（LPS）对机体损害作用的情况下，随着分子生物学技术的发展，从细胞水平研究LPS的致病机制成为当今相关研究领域的重点与热点之一。现有研究证实，LPS可以激活多种细胞，从而影响细胞生理功能的正常发挥并产生明显的病理损害，内毒素血症是诱发严重创伤、感染患者失控性炎症反应症形成并最终导致死亡的重要原因之一。一、巨噬细胞巨噬细胞是白细胞中功能最为活跃的细胞，在机体的防御中起重要作用，对内毒素具有强烈反应性，是机体产生细胞因子及其他介质的主要细胞。有研究证实，体外培养的巨噬细胞在遭受内毒素攻击时，细胞对病原体的吞噬功能显著下降，而作为炎症介质的主要产生细胞，LPS刺激巨噬细胞可以引起一系列细胞因子、趋化因子的高水平释放，与此同时，巨噬细胞还通过高水平表达的黏附分子介导其与其他细胞间的相互作用，启动炎症反应，巨噬细胞及其他细胞的过度激活可导致致炎因子的过度释放从而引发失控性炎性反应的形成，这些病理生理反应在相关研究中已得到充分证实，在此不作过多阐述。巨噬细胞常因其存在的器官不同而名称各异，如在肝脏称为库普否细胞，在肺脏称为肺巨噬细胞，肺巨噬细胞又可根据所处位置不同分为肺泡间质细胞及肺泡巨噬细胞，新近有研究显示，不同器官或同一器官不同部分的巨噬细胞对内毒素的反应性不尽相同，如肺间质巨噬细胞的反应性明显高于肺泡巨噬细胞，深入探讨这些细胞对内毒素反应不同的机制及其病理生理学意义将有助于对临床感染性疾病发病机制的认识并指导救治方案。二、中性粒细胞中性粒细胞（PMN）是功能较为活跃的白细胞之一，对于中性粒细胞在内毒素血症发生、发展中的作用与地位，人们很早就给予了充分的重视。借由LBP等血清物质的存在，LPS可以直接激活中性粒细胞，产生氧自由基与NO、释放多种蛋白酶与细胞因子、诱导包括黏附分子在内的多种基因的表达，并通过这些因素进而引发炎性介质级联效应，在脓毒症的发生发展中具有十分重要的地位。在内毒素血症早期，末梢血中性粒细胞的明显减少，与LPS对中性粒细胞以及其他细胞如血管内皮细胞的激活密切相关，激活的中性粒细胞与内皮细胞间的黏附能力异常增强，导致中性粒细胞聚积在毛细血管网尤其是肺毛细血管网中。有研究证实，粒细胞在肺部的过度聚集与活化是肺部血液循环障碍及呼吸障碍乃至休克产生的重要原因之一，而粒细胞对骨髓粒细胞的活化所引起的凝血活性增高与弥漫性血管内凝血可能具有一定内在联系。值得一提的是，作为机体的一种主要防御细胞，中性粒细胞在内毒素清除过程中也发挥了重要作用。中性粒细胞对于原发性内毒素血症具有一定的防御作用，PMN可以通过直接吞噬内毒素或者清除遭受内毒素攻击而滞留于血管璧周围的血小板而间接吞噬内毒素，更有研究显示，中性粒细胞还可防御因为继发性内毒素血症而对机体产生的损害，应用放射线照射破坏中性粒细胞的小鼠对由肠道吸收的内毒素的抵抗力明显减弱。三、血小板血小板上存在有LPS受体，对进入血循环的LPS具有清除作用，并运载到网状内皮系统。有研究证实，内毒素血症时，血小板上结合有较多的LPS，给大鼠腹腔注射血小板对内毒素反应具有明显的抑制作用。作为哺乳动物体内对LPS最敏感的有形成分之一，LPS可以通过活化血小板酶、前列腺素环化酶直接激活血小板，引起凝集反应，并释放血小板凝集促进剂ADP与血管活性物质如5-羟色胺等，加速血小板血凝块的形成，促进凝血反应。四、血管内皮细胞近年来对血管内皮细胞的功能有了新的认识，血管内皮细胞不单是具有机械屏障及对营养物质具有通透作用的半透膜功能，在外源性物质的刺激下，内皮细胞可以直接参与炎症反应或对炎症反应具有放大作用。近年来，越来越多的体外实验数据证实，LPS可以直接激活血管内皮细胞，激活细胞内多条信号通路，介导在炎症反应中发挥重要作用的多种细胞因子、黏附分子及其他炎症相关因子的表达，与此同时，细胞形态结构发生明显改变，细胞变形、细胞间连接损害，屏障功能显著受损，此外，LPS还可直接诱导内皮细胞凋亡。五、肠上皮细胞肠上皮细胞（ intestinal epithelial cell，IEC）在机体中所处部位特殊，在肠道屏障中具有极其重要的作用。既往一直认为上皮细胞是一类CD14阴性细胞，对LPS不具有反应性或反应低下，但目前部分实验数据支持LPS可以激活IEC的结论。体外实验显示，不同系的肠上皮肿瘤细胞对LPS的反应性存在明显差异，如癌性肠上皮T84、CaCo-2细胞对LPS不具有反应性，而癌性肠上皮细胞SW620、HT29在 LPS的刺激下能分泌IL-8，大鼠IEC-6细胞系在LPS刺激下能诱导细胞因子如IL-6、趋化因子如MCP-1及NO等的产生，也有研究显示LPS刺激也不能诱导人源性原代培养IEC产生IL-6、I1.-1 beta、TNF-alpha等细胞因子。总之，IEC对LPS的反应性问题还有待进一步研究，深入阐明肠上皮细胞对LPS的反应性/耐受性及其调节机制对于认识内毒素激活细胞的分子机制具有十分重要的意义。六、肝细胞肝脏是机体极为重要的器官之一，在内毒素血症时，肝受到损害，尤其是代谢障碍是以肝损伤为中心发生的。先前研究显示，发生肝损害的机制是LPS作用于炎症相关细胞其中包括肝星状细胞后导致多种炎症介质的释放，这些炎症介质反过来作用于肝实质细胞引发肝损伤。与此同时也有相当多的关于LPS直接作用于肝实质细胞而引起肝损伤的证据，LPS可以诱导离体培养肝细胞的凋亡、上调诱导型一氧化氮合酶的表达与NO的产生及一些相关酶学指标的异常改变，但也有一些体外实验数据显示LPS并不能对肝细胞造成直接损害，如LPS单独刺激并不能造成离体肝细胞的脂质过氧化损伤，仅在有D-氨基半乳糖的共同作用下或有库普弗细胞共同培养的情况下才出现明显的肝细胞损害等，关于肝细胞是否是LPS的直接靶细胞的争论至今仍在争论，有待于更进一步的确切证据来证明。七、肌细胞大量实验数据证实，内毒素血症时机体肌肉系统包括骨骼骨、心肌及平滑肌发生明显的病理生理改变，这些病理生理改变包括代谢的紊乱﹑结构的重塑、基因表达的改变等。长久以来，人们一直认为，LPS对肌细胞的激活是通过活化其他免疫细胞导致细胞因子释放以及激活补体等途径而间接发挥作用的。但近年来的研究显示，LPS可以直接活化肌细胞，如微量LPS激活平滑肌细胞c-myc 、c-fos及hsp70等基因的表达、促进其增殖，而较高剂量的LPS则可以直接影响肌细胞的多种代谢过程如氧利用与脂质代谢等，抑制其增殖并降低其生存能力，肌细胞收缩能力也明显受抑。近年在脓毒症情况下骨骼肌过度分解的机制研究上有所突破，即TNF-alpha等炎性介质可以活化肌细胞内蛋白酶小体，从而导致肌细胞的过度降解，而作为IPS活化细胞的主要信号通路NF-kappa B，其激活同样存在蛋白酶小体的过度活化，在此情况下，LPS刺激可否直接引起骨骼肌的降解目前尚未得到证明。八、成纤维细胞作为一种实质细胞，成纤维细胞在维持组织结构及参与损伤修复中具有无可替代的作用，早期体外研究显示，受LPS攻击后的纤维母细胞可消耗葡萄糖，摄取大量的3H-胸腺嘧啶脱氧核糖，增加细胞数量，合成透明质酸的功能也明显增强，这些研究提示创伤条件下LPS与创伤组织的修复以及瘢痕形成有关。近年来的研究显示成纤维细胞的生物学意义远不止如此，它在炎症反应过程中可能也起到非常重要的作用，多种刺激因子均可以激活成纤维细胞，LPS能以血清依赖的方式直接激活成纤维细胞，活化的成纤维细胞与其他炎症细胞一样能够表达多种细胞因子、趋化因子从而启动或扩大炎症反应。九、肥大细胞肥大细胞同样在炎症反应过程中发挥重要作用。既往认为，LPS主要是通过激活其他靶细胞导致炎症因子的产生而间接作用于肥大细胞，如被LPS激活的补体在被消耗的同时裂解出C3a、C5a等，这些成分可以刺激肥大细胞释放组织胺﹑缓激肽、Р物质等，使血管通透性增强，末梢血流减少，是多脏器功能衰竭的启动机制之一。近年来有实验证实，与巨噬细胞等细胞一样，肥大细胞细胞膜上同样存在LPS受体如TLR4等分子，LPS可以通过这些分子的介导直接活化肥大细胞，导致肥大细胞脱颗粒﹑释放组织胺等，并影响多种细胞因子如IL-1beta、TNF-alpha、IL-6等的表达，这些细胞因子的产生一方面可以促使肥大细胞杀灭入侵病原，另一方面也可以作用于其他细胞如中性粒细胞等导致细胞因子释放的级联反应，在失控性炎症反应的发生、发展过程中发挥重要作用。十、造血干细胞早在20世纪50年代就有学者发现，反复注射细菌性致热物质的小鼠照射致死剂量的X线仍可生存下来，此后，Smith及其合作者（1958）证实，Ⅹ线h给大鼠（Hamster）或小鼠注射LPS，在给予致死剂量Ⅹ线照射后动物仍可存活。以末梢血中血红蛋白量、粒细胞数、淋巴细胞数、血小板数﹑骨髓被动员白细胞人末梢血的能力及骨髓象细胞数等为观察指标，发现预先注射LPS的动物，Ⅹ线损伤轻，尤其是损伤后恢复速度快。这提示LPS能明显激活造血细胞，促进造血，从而促进放射线造成的血液系统障碍的恢复。体外实验已充分证明LPS注射动物后能短暂增加脾细胞、血细胞的细胞集落形成单元，其机制可能与LPS激活其他细胞如T淋巴、B淋巴细胞、单核-巨噬细胞等产生造血生长因子最终活化造血干细胞有关，目前尚未有明确证据显示LPS可以直接激活造血干细胞，对内毒素血症时造血细胞活化的病理生理意义也有待进一步认识。

　　创伤、大手术、脓毒血症和其他严重感染疾病可引起机体蛋白质代谢的明显变化乐鱼app。其最主要指征是外周肌肉蛋白质分解加强，出现尿氮排出增多，引起负氮平衡。另方面则是肝脏蛋白质合成增加表现急性相反应。结果引起多种血浆蛋白水平异常，即某些正急性相反应蛋白增多，而某些负急性相反应蛋白则减少。（一）对肌肉蛋白分解的影响脓毒血症或注射内毒素，出现体重减轻，骨骼肌蛋白质消耗加速。肌肉蛋白质分解代谢增强主要是由于肌原纤维蛋白大量降解，大量3-甲基组氨酸﹑脯氨酸和谷氨酰胺的释放。由外周肌肉组织释放的氨基酸大部分向中央器官（或组织），如肝脏与小肠转移和（或）再分配，用于提供葡萄糖再生成的碳源和急性相反应蛋白合成的氮源。骨骼肌蛋白分解是尿素氮的主要来源。另外从肌肉蛋白分解释放的谷氨酰胺可由免疫细胞和小肠黏膜细胞摄取，提供重要的能源和保护肠黏膜上皮细胞完整性及免疫细胞功能。因此谷氨酰胺有“病理性必需氨基酸”之称。创伤，脓毒血症骨骼肌蛋白质分解增强同样是宿主对感染、细菌毒素反应的一种防御机制。至少在早期对中央组织提供足够量氨基酸有积极意义。当然，此时肌肉蛋白质分解如果继续失控，大量肌肉蛋白质耗损最终可转变为自身消蚀（autocannibalism）而将加重和延误脓毒血症过程。由于肌肉蛋白占全身蛋白质的大部分，持续的肌肉蛋白质耗损将引起全身蛋白质丢失和能量消耗。尤其是呼吸系统相关肌肉蛋白质的分解，导致呼吸功能障碍可进一步增加肺部感染和血凝失控等一系列并发症的危险。内毒素促进肌肉蛋白质分解增强，是由多种介质相互作用的结果。其中有两方面重要介质参与脓毒血症肌肉蛋白质降解的调节。它们是糖皮质激素和致炎细胞因子。脓毒血症与创伤患者血中皮质醇及皮质酮水平迅速升高。肌原纤维蛋白对糖皮质激素极为敏感。用糖皮质激素受体拮抗剂RU38486处理脓毒血症大鼠，可以明显抑制外周肌肉总蛋白质分解，酪氨酸和3-甲基组氨酸释放排出明显减少。糖皮质激素通过特异性受体介导，活化的糖皮质激素受体复合物作为配基应答转录因子刺激泛素基因的转录活性，增加肌肉细胞的泛素连接蛋白表达，活化ATP-泛素依赖的26s蛋白酶辉解系统，节脓毒血症肌肉蛋白质分解。致炎细胞因子TNF、IL-1和 IL-6以自分泌、旁分泌或内分泌方式参加脓毒血症肌肉蛋白质降解的调节。给人注射重组TNF（hrTNF），出现全身外周组织蛋白质分解增强，同时血中皮质醇浓度显著增高。前臂氨基酸流量增加，以丙氨酸和谷氨酰胺为主。表明TNF促进外周肌肉蛋白质分解以便为时相蛋白质合成。内毒素和细胞因子促进肌肉蛋白质分解，同时还抑制蛋白质合成，抑制肌肉细胞对氨基酸的摄取。注射内毒素或TNF可抑制肌原纤维的肌凝蛋白和肌动蛋白的mRNA表达，降低核糖体蛋白13S和20S亚基蛋白含量。慢性注射重组IL-1α，亦可引起肌原蛋白含量和mRNA水平降低。（二）对肝脏蛋白质合成的影响严重创伤和感染以及内毒素血症﹐除了引起肝组织细胞氨基酸摄取障碍和氨基酸代谢紊乱外，肝脏蛋白质合成代谢表现为明显的急性相反应（acute phase responses，AP-RS），包括血浆多种急性相反应蛋白浓度改变和许多行为、生理、生化和营养的变化。引起急性相蛋白升高（称正急性相蛋白>

　　和降低（称负急性相蛋白）。其中C-反应蛋白和血清淀粉样蛋白A水平可升高上千倍。下表列出炎症反应时人血清急性相蛋白质变化情况（表5-1）。此外，内毒素血症时由肝脏合成的一系列代谢相关酶蛋白，如金属疏基三甲组氨酸酶（metallothionein），诱生型一氧化氨合酶（iNOS），Mn-超氧物歧化酶（Mn-SOD）和组织金属蛋白酶抑制物明显增多，而PEPCK蛋白（活性）则明显降低。同时还出现低锌血症，低转铁蛋白血症和铜蓝蛋白血症以及血浆视黄醇及谷胱甘肽浓度升高。内毒素同样通过活化单核/巨噬（枯否）细胞，激活NF-κB和JAK-STAT两条细胞内信号偶联通路，诱导炎症细胞因子，主要是IL-6、IL-β、TNFα、IFNγ和 TGFβ作为肝细胞最主要的天然或炎症依赖刺激的细胞因子在诱导肝细胞合成急性相蛋白起关键作用。LPS诱导多种细胞因子通过它们彼此之间的信号级联放大和信号网络，相互联系、相互协同及相互抑制，从转录和翻译水平以及翻译后修饰的不同阶段调节各种急性相蛋白的合成与分泌。另外某些激素（如皮质激素，生长激素和胰岛素及-1）亦参与细胞因子对肝脏急性相蛋白质合成的调节。其中糖皮质激素可增强细胞因子促进急性相蛋白合成；胰岛素则减少某些急性相蛋白的合成。由于各种细胞因子有不同来源，不同靶细胞和不同功能，从而起着不同的细胞间信号通讯（cellular communication），因此急性相反应可依据不同个体或不同病理状况而有不同的表现。在肝细胞急性相蛋白质合成中，枯否/巨噬细胞是肝细胞功能主要调节物。当无炎症刺激时，枯否细胞可刺激肝细胞普遍的蛋白质合成。在用LPS（10μg/ml）或重组IL-6（300μg/ml）刺激枯否细胞时，则抑制枯否-肝共培养的肝细胞白蛋白合成，另外分子量2.3万，3.8万和6万蛋白质合成不变。LPS对单纯培养的肝细胞蛋白质合成不影响。认为在内毒素攻击（insult）下产生LI-6特异性增强肝巨噬细胞-肝细胞之间的信号传递，由肝巨噬细胞提供信号引起肝细胞某些分泌型蛋自质合成受抑制和线粒体呼吸功能紊乱，而某些急性相蛋白质生成被激活。有人认为这些分泌型蛋白质合成减少，其意义可能是为急性相蛋白合成提供原料。肝脏蛋白质合成变化也是急性相反应的防御措施之一，具有重要的生物学意义。例如C-反应蛋白作为固有（innate）免疫系统成分，可识别某些外来病原，促进靶物质排出；还可活化补体系统和吞噬细胞，引起炎症灶的趋化性，血浆蛋白渗出和细胞损伤，表现致炎作用。但C-反应蛋白更主要作用是阻止中性粒细胞对内皮细胞的黏附，减少L-选择素表达和抑制中性粒细胞产生过氧化物，刺激IL-1受体拮抗物（IL-1Ra）表达而发挥抗炎症作用。而淀粉样蛋白A作为载脂蛋白家族成员，其合成后迅.速结合HDL，影响胆固醇代谢外，还可引起吞噬细胞和淋巴细胞黏附和趋化作用，增强ox-LDL生成，在急性和慢性炎症和动脉粥样硬化过程起重要作用。其他一些急性相蛋白，如触珠蛋白可对抗自由基生成，刺激血管新生，对创伤组织修复有利。α1-蛋白酶抑制剂（包括α1-抗糜蛋白酶，α1-抗胰蛋白酶，α2-巨球蛋白和α1-酸性糖蛋白），除拮抗蛋白水解酶活性外，亦能抑制超氧阴离子产生，拮抗TNFα诱导的致死作用。纤维连接蛋白可促进内皮细胞黏附、播散和增生，促进损伤组织的修复。

　　感染和内毒素血症可引起脂类代谢改变。这亦是机体急性相反应的组成部分。（一）对三酰甘油代谢的影响动物注射内毒素2h内，血清三酰甘油（TG）水平迅速升高并至少保持24h。TG升高是伴随于vLDL的升高，尽管apoE可能减少和apoSAA（血清淀粉样蛋白A）升高，但LDL颗粒成分相对正常。低剂量注射LPS（0.1～3μg/100g体重）的大鼠血清TG增高，主要是由于刺激肝脏合成TG和分泌vLDL；同时亦增加脂肪组织的脂解作用，以提供肝脏TG合成所需的原料，虽是无效的脂酸底物循环，却是一种脂肪的再分配。较高剂量（50μg/100g或）LPS可由另一种机制诱导高三酰甘油血症。此时LPS不是促进vLDL的合成与分泌，而是通过抑制脂肪和肌肉等肝外组织的脂蛋白脂肪酶（LPL）活性，减少富含TG的脂蛋白的清除。此外，vLDL颗粒中apoE含量相对降低或是巨噬细胞LDL受体相关蛋白（LRP），又称apoE受体表达减少，易影响相应脂蛋白如vLDL，CM或IDL的清除，而导致高三酰甘油血症。炎症细胞因子，如TNF、IL-1和IL-6既是急性相反应蛋白合成的主要介质，又能模仿内毒素作用，介导内毒素引起脂类代谢变化，其中最主要是由 TNF刺激肝脏脂酸合成和激活脂肪组织激素敏感脂肪酶，促进脂解作用。增加肝脏TG的合成。与此同时，内毒素和细胞因子可下调整体的肝和心肌特异性的脂肪酸结合蛋白（L-FABP与H-FABP）合成，减少宿主组织细胞对脂肪酸的摄取﹑转移和氧化利用，升高血中TG水平。内毒素还可通过刺激交感-肾上腺素系统活性，释放儿茶酚胺通过β-肾上腺素能受体介导低剂量的内毒素增加肝脏TG分泌和高剂量的内毒素对LPS活性的抑制，引起高三酰甘油血症。（二）对胆固醇代谢的影响感染和内毒素血症时，降低人和其他灵长类动物血清胆固醇含量。而其他非灵长类动物（大鼠﹑兔、狗）对内毒素刺激，可增加其血清胆固醇水平，但胆固醇浓度增加迟于三酰甘油的增加。内毒素增加肝脏胆固醇合成，主要是特异性刺激HMG-CoA还原酶mRNA转录和蛋白质合成。另外内毒素抑制7-α羟化酶基因表达和酶活性，从而减少胆固醇转变成胆汁酸。内毒素增加LDL-ch水平，但它不影响LDL受体mRNA或蛋白水平。所以内毒素增加LDL-ch水平对增加LDL合成的作用大于对LDL清除的作用。TNF和IL-1仍然是内毒素对胆固醇代谢的主要介质。它们可模仿内毒素增加血中胆固醇含量和增加肝脏合成胆固醇的能力，亦是通过增加HMG-CoA还原酶mRNA水平。抗TNF抗体可明显避免内毒素对胆固醇代谢的影响，而IL-1拮抗剂只表现很弱的作用。（三）对 HDL代谢的影响内毒素可迅速（2~4 h）降低灵长类和非灵长类血中HDL-ch水平，并持续24h。内毒素减少HDI中胆固醇酯（ChE）和apoA-Ⅰ含量；增加游离胆固醇（FCh）和apoSAA以及apoJ的含量。增加HDL颗粒中apoE的比例。上述HDL颗粒成分的变化直接影响HDL代谢功能的改变：由于apoA-Ⅰ是HDL与细胞膜之间相互作用的主要连接物，当apoA-Ⅰ减少，将减少细胞胆固醇的流出，从而影响胆固醇逆向转运。另外，由于富含apoSAA的HDL生成，HDL很快从血中被清除，这是内毒素降低血中胆固醇的重要原因。同时富含apoSAA的HDL降低对肝脏的亲和力，增加对巨噬细胞的亲和力，当SAA 与ch结合后很快被肝外细胞所摄取。因此在感染﹑脓毒血症急性相反应时，HDL-Ch可直接进入巨噬细胞。内毒素及相关的细胞因子还通过减少肝细胞LCAT和胆固醇酯转运蛋白（CETP）的mRNA表达，降低循环中LCAT和CETP活性，影响HDL的胆固醇酯化及HDL与vLDL之间的胆固醇和三酰甘油的交换，使HDL颗粒中ChE降低而FCh升高，从而减少外周组织细胞的胆固醇流出。感染和注射内毒素可降低肝脂肪酶（HL）活性，而HLmRNA不受影响，提示内毒素作用于HL蛋白翻译和翻译后的修饰阶段。HL促进HDL3中TG和Ch在肝脏的清除，使HDL3转变成HDL2和前β-HDL。HDL2和前β-HDL再返回肝外组织介导细胞膜FCh的流出。内毒素降低HL活性，实质上是减少胆固醇的逆向转移，结果使更多的Ch在外周细胞堆积。由上可见，内毒素通过诱发HDL组成成分的改变和代谢关键酶活性降低，对体内脂质代谢产生明显的影响，其结果一方面降低HDL胆固醇逆向转运作用，减少外周组织细胞Ch流出；另方面降低血浆HDL-ch水平同时减少HDL与vLDL之间Ch及TG的交换，不仅使FCh在HDL中贮留，同时亦抑制HDL和vLDL在肝中的清除，结果血中大量Ch和TG被巨噬细胞吞噬，除了提供能源物质外，可以引发系列慢性炎症的并发症发生。内毒素对脂质代谢的影响，仍然是机体急性相反应的重要组成部分，其积极的防御作用主要有：①脂肪从脂肪组织动员到被巨噬细胞摄取，达到细胞营养成分的重新分配，对宿主防御功能有利；②提高血浆脂蛋白（HDL、vLDL以及CM）含量可结合内毒素和其他生物试剂以减少其毒性作用；③某些载脂蛋白（apoE， apoSAA）具有中和病毒和裂解寄生菌的作用，对保护宿主生存有积极意义。

　　内毒素血症，糖代谢异常最主要原因与机体对胰岛素作用的耐受（tolerance）相关。给予健康自愿者静脉注射LPS（20 U/kg体重）的高胰岛素血症的血糖钳夹试验，观察LPS对组织胰岛素敏感性和葡萄糖利用的影响，发现开始120 min除了模仿对细菌感染的发热、心悸、中度动脉血压降低的全身炎症反应综合征（SIRS）外，同时葡萄糖摄取利用增加64.1±12.0%，但以后逐渐降低，并持续420min后。葡萄糖利用减少与非氧化葡萄糖消耗和血乳酸产生增加相关。同时对胰岛素依赖的剂量增加，出现胰岛素耐受（抵抗）。内毒素血症引起胰岛素抵抗的详细机制尚未完全清楚，可能涉及三个不同层次：（1）内毒素可干扰体内糖激素之间的平衡和刺激炎症细胞因子产生引起细胞对胰岛素的敏感性降低，进而影响糖代谢。狗及大鼠给予内毒素后血浆胰岛素、胰高血糖素和儿茶酚胺水平明显升高，但胰岛素与胰高血糖素比值则降低。胰高血糖素和儿茶酚胺可以明显拮抗组织对胰岛素的敏感性。（2）外周组织（尤其是骨骼肌）对胰岛素的反应性明显降低。急性内毒素血症大鼠骨骼肌葡萄糖利用的胰岛素剂量反应曲线明显右移。胰岛素刺激肌肉对葡萄糖摄取减少，葡萄糖清除能力降低，肝糖原合成减少。而糖原分解正常。临床资料表明，Ⅱ型糖尿病并发感染时，胰岛素注射剂量往往增大，表明胰岛素抵抗加重。（3）胰岛素受体信号传递缺陷。脓毒血症大鼠肌肉胰岛素剂量效应曲线下移而胰岛素受体数目往往不变，表明存在胰岛素受体后缺陷。内毒素休克大鼠骨骼肌胰岛素受体（IR）、胰岛素受体底物-1（IRS-1）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）含量不变。基础状态其磷酸化能力正常，但胰岛素刺激的磷酸化程度明显下降。内毒素血症出现胰岛素受体信号传递缺陷与多种细胞因子产生有关，特别是TNFα和NO在胰岛素抵抗中起重要作用。TNFα可激活PKC等多种丝/苏蛋白激酶阻止IR和IRS-1磷酸化或是活化特异性磷蛋白磷酸酶使IR或IRS-1去磷酸化，从而干扰胰岛素受体信号传递。NO对内毒素血症糖代谢异常和胰岛素抵抗有重要意义。NO可抑制胰岛素刺激的肝脏糖原合成作用，同时还能抑制胰岛素刺激的肌肉葡萄糖摄取。TNFα和（或）NO均能诱导GluT1表达，刺激基础状态葡萄糖摄取，但抑制胰岛素敏感的GluT4表达，从而抑制肌肉和脂肪组织胰岛素刺激的葡萄糖摄取。NO还可选择性对胰岛β-细胞损伤，通过对DNA亚硝基化和脱氨基作用引起DNA断裂或使脱氧核糖核酸还原酶R2亚基的Fe氧化，使该酶活性受抑制而影响 DNA修复，引起β-细胞凋亡。内毒素一方面可诱生胰岛β-细胞促因子（β-cell tropic factor）促进胰岛素分泌引起高胰岛素血症，另方面内毒素又可诱导居留于胰岛的单核/巨噬细胞表达iNOS。产生过量NO，损伤β-细胞胰岛素合成与分泌的功能，最终导致胰岛素抵抗和糖代谢障碍。

　　注射内毒素可引起高血糖和糖原耗竭。许多研究发现，大鼠注射亚致死量的内毒素，肝糖原含量迅速降低；而肾上腺切除的大鼠，（每天注射0. 1mg醋酸可的松或0.5mg醋酸脱氧皮质酮），给予同样剂量的内毒素﹐肝糖原含量无显著变化，明显避免了内毒素引起的肝糖原分解作用。认为亚致死量的内毒素并不直接作用于肝脏，而是通过刺激交感神经兴奋，促进肾上腺素的释放，进而引起肝糖原的分解。实际上亚致死量内毒素能引起狗肾上腺静脉血儿茶酚胺浓度显著升高。用中等剂量的内毒素（LD30）可使血浆去甲肾上腺素升高8倍，肾上腺素升高20倍。动物经内毒素处理后﹐肾上腺髓质和交感神经系统的活性亦明显增强。因此，内毒血症早期出现高血糖为特征的糖代谢变化中，儿茶酚胺升高是重要因素。内毒素血症早期出现高血糖，随后逐渐转为低血糖，尤为内毒素休克晚期常伴有严重低血糖症。其主要原因是内毒素一方面通过促进肾上腺素分泌，加速肝糖原分解而引起肝糖原耗竭；另一方面内毒素可明显抑制肝糖原合成酶和糖异生关键酶的活性，减少肝糖原的合成与储存。内毒素休克晚期低血糖发生与糖异生作用受抑制有直接关系。动物注射LD50剂量的内毒素，发现14C-丙氨酸向葡萄糖的转变明显受阻（-40%~-50%）。由乳酸、丙氨酸、丙酮酸为底物的糖异生作用也明显减弱。用低剂量的内毒素同样抑制以乳酸、丙酮酸、丙氨酸、门冬氨酸、脯氨酸和谷氨酰胺为底物的糖异生作用。内毒素休克肝脏生成葡萄糖能力受损是造成低血糖症的直接原因。革兰阴性细菌感染或注射致死量内毒素大鼠的肝组织切片显示其糖原生成能力严重受损。肝脏葡萄糖-6磷酸酶（G-6-Pase）活性降低，而磷酸果糖激酶-1（PFK-1）活性增强3~4倍。结果使糖异生两种底物（葡萄糖-6磷酸和果糖6-磷酸）浓度降低。LPS还明显抑制丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）两种糖异生关键酶的基因表达和蛋白质含量。LPS还可抑制胰高血糖素和糖皮质激素对PEPCK的诱导表达。注射LPS大鼠，发现iNOS活性升高与PEPCK 活性受抑制明显相关。用外源NO供体SNAP（S-nitroso-N-acetyl penicillamine）与大鼠肝切片孵育，发现肝脏葡萄糖生成受抑制与NO生成有极好的相关性。NO抑制糖异生所需浓度L。

　　应用[6-3H]葡萄糖和14C-乳酸示踪技术观察内毒素对葡萄糖代谢动力学的影响发现，大鼠注射LPS后15 min，血中葡萄糖出现率（Ra）和消失率（Rd）显著加快，葡萄糖代谢清除率（MCR）也显著加快。30 min后血中乳酸的Ra和Rd明显增快，血中乳酸浓度显著升高，来源于乳酸的葡萄糖更新显著增强。进一步发现骨骼肌对葡萄糖摄取增加57%，而乳酸和丙酮酸的释放分别增加217%和82%，骨骼肌的氧耗量并未改变。表明内毒素促进组织细胞对葡萄糖的摄取和非氧化性葡萄糖利用（糖酵解和碳-碳循环）增强，加快葡萄糖的清除。然而不同器官对葡萄糖的消耗明显不同。如大鼠注射内毒素（0. 1 mg/100g 体重）3h，不同组织细胞内磷酸-2-脱氧葡萄糖的水平升高分别为：肝增加4.8倍、脾和皮肤增加2.9倍、肺增加2.4倍，肠和肾增加2.1倍。表明富含单核/巨噬细胞的肝和脾对葡萄糖摄取增加最明显。而且富含单核/巨噬细胞和肝、脾组织对葡萄糖的利用显著增加与延长。内毒素引起机体葡萄糖消耗加速主要是引起组织细胞（尤其是炎症的单核/巨噬细胞）对葡萄糖的基础摄取增加，而肌肉等大量消耗葡萄糖组织对胰岛素刺激的葡萄糖摄取明显降低，葡萄糖的有氧氧化亦明显受抑制。注射LPS大鼠肝实质细胞主要表达的葡萄糖转运载体-1（GluT1）表达增加7倍。内毒素血症时，巨噬/枯否细胞摄取大量葡萄糖主要通过磷酸戊糖途径明显增强，用于生成更多的NADPH以维持细胞内还原型谷胱甘肽（G-SH）浓。