研究者發現,實驗動物肝門靜脈結扎時,內毒素水平增加,但結扎放松后6h內內毒素血癥消失,提示在致命性腸系膜缺血模型中,腸屏障和單核-吞噬細胞系統功能在病因解除后能迅速恢復正常。
細菌轉位常指打擊后腸系膜淋巴結出現內源性腸道細菌。特殊菌種轉位的能力與其在腸道內的優勢有關,而逃過單核-吞噬細胞系統繼續存活的能力則與其毒性有關。實驗中,在實驗動物腸道細菌過度生長時,投予內毒素、失血性休克、降低T細胞功能以及用海貍油損傷黏膜后均會發生細菌轉位,許多模型都出現腸上皮層破壞。失血性休克、內毒素和海貍油都可引起組織學可見的黏膜損傷。黏膜破壞引起的細菌轉位是暫時性的,通常持續2~4d,這取決于細菌在單核-吞噬細胞系統的存活能力。通常情況下,黏膜損傷都能在24h內迅速修復,損傷后24~~48h,腸系膜淋巴結內出現的細菌可能是經淋巴系統緩慢移動而來,但均被局限于其中,此時如果同時有單核-吞噬細胞系統破壞,則可發生致命的菌血癥和敗血癥。
單純內毒素血癥和內毒素血癥+30%TBSA燒傷的作用不同。非致死量的內毒素以激烈依賴方式促進細菌轉位,腹腔內注射2mg內毒素的鼠89%的腸系膜淋巴結有活細菌,但僅僅限于腸系膜淋巴結中,而沒有擴散到其他臟器及體循環。相反,在燒傷鼠中,同樣激烈的內毒素則引起細菌向肝、脾、血轉位。僅接受內毒素鼠或燒傷鼠的死亡率低于10%,而燒傷伴內毒素血癥鼠的死亡率達100%。單次非致死量內毒素可促進細菌轉位,但無創傷時細菌感染可以自限,而內毒素+燒傷則迅速引起致命性敗血癥。
蛋白質營養不足可以破壞正常腸微生態,但不發生細菌轉位;然而蛋白質營養不足的鼠給予內毒素后,比正常營養鼠更易發生細菌轉位引起的敗血癥。因為蛋白營養障礙可破壞腸微生態及損害人體防御系統。以上結果說明,人體免疫功能對腸細菌轉位具有重要意義。
肝臟對防止細菌及內毒素轉位具有非常重要的意義。特別是肝臟巨噬細胞,其占人體總吞噬細胞的80%左右,穿過腸道的細菌及內毒素進入肝門靜脈,必須經肝巨噬細胞解毒后才能進入體循環。實驗動物和人的正常小腸能吸收一定量的內毒素,因此內毒素是人類肝門靜脈的正常成分之一。有研究認為,肝門靜脈內毒素對維持正常單核-吞噬細胞系統吞噬功能方面起一定作用,因為無病原動物和口服非吸收性抗生素的動物單核-吞噬細胞系統抑制。
盡管肝門靜脈內存在著內毒素,但正常人體循環中無內毒素,這主要是由于正常的巨噬細胞對其解毒作用的結果。一旦肝臟特別是巨噬細胞功能受損,肝門靜脈內毒素就可進入體循環造成內毒素血癥,如肝病時就可發生內毒素血癥。
急、慢性肝病均可不同程度地并發內毒素血癥:嚴重肝功能不全患者幾乎無例外地發生內毒素血癥;肝硬化患者至少50%在體循環中出現內毒素;肝功能衰竭患者,合并中樞神經系統障礙或腎功能衰竭時,外周性內毒素血癥發生率更高。提示內毒素在中樞神經系統和腎衰竭方面的致病作用。肝昏迷患者內毒素血癥發生率增加與單核-吞噬細胞系統清除能力明顯降低有關。
這些研究明確提示,肝臟單核-吞噬細胞系統清除能力抑制引起消化道正常吸收的內毒素蓄積,造成內毒素血癥。如果創傷和敗血癥患者單核-吞噬細胞系統功能正常,可能在損傷后數天乃至數周內都不會發生明顯內毒素血癥。
綜上所述,人體腸道是含細菌及內毒素最大的貯存場所,這些細菌和毒素不能進入體循環,這主要是由于有正常的腸道屏障功能和正常的免疫防御系統存在。各種損傷、休克、感染等因素可使腸道屏障功能破壞,腸道的細菌和內毒素可穿透腸道而進入體循環,造成細菌及內毒素轉位。各種損傷等應激反應引起腸道屏障功能下降的機制,可能是通過ATP耗盡、組織缺氧、氧自由基、細胞因子等途徑對腸黏膜細胞造成損傷,但以ATP耗盡最為重要。單純腸道黏膜受損只造成短暫的或一過性的菌血癥或內毒素血癥,只有同時存在單核-吞噬細胞系統的抑制才會造成廣泛的細菌或內毒素轉位,對人體造成影響。