急性酒精性肝损伤

脂肪变性的机制

如上所述，第一个也是最常见的由饮酒引起的肝脏变化是脂肪变性或脂肪肝。脂肪积聚可以是大泡状的（每个肝细胞有一个大的脂肪滴和细胞核的侧向移位）或微泡状的（每个肝细胞有许多小的脂肪滴；Ishak等人。，1991). 酒精暴露导致脂肪变性的一个机制是直接通过酒精代谢。饮酒期间，门静脉/肝脏循环中的酒精浓度很容易达到mM范围。在将乙醇代谢为醋酸盐的过程中，每氧化一当量乙醇，就会产生两当量的还原NADH。这种新陈代谢会显著增加NADH:NAD的比率⁺然后抑制肝脏中脂肪酸的β-氧化。此外乙醇代谢也增加了脂肪酸的酯化速率（Ontko，1973). 净效应是有利于脂肪在肝细胞中积聚。

虽然酒精代谢可能足以导致脂肪堆积，但这并不是脂肪变性形成的唯一机制。阻断脂多糖（LPS）信号传导（Yin等人。，2001)和产生前氧化剂的酶（Kono等人。，2000; McKim等人。，2003)在啮齿类动物中，通过基因改变也可以防止脂肪变性，而不会改变乙醇代谢。脂肪积累也可以由改变脂质代谢的介质如促炎细胞因子刺激（Grunfield等人。，1990). 这些细胞因子下游的信号通过两种方式促进肝脏脂肪堆积——增加脂肪酸的沉积，减少脂质向循环中的分解和分泌。例如，TNFα增加了外周脂肪细胞释放的游离脂肪酸（Hardardottir等人。，1992)，增加从头开始脂质合成（Feingold和Grunfeld，1987)，并抑制脂肪酸的β-氧化（Nachiappan等人。，1994). 最终，这些变化通过增加脂肪酸供应刺激肝脏中的脂肪积累，同时损害肝脏的脂肪酸代谢和分泌能力。

即使摄入适量酒精，大多数人的肝脏脂肪变性也会加剧。在狂饮的啮齿类动物模型中也可以看到蒸汽变化（Kaiser等人。，2009; Donohue等人。，2011). 脂肪增多症被认为是一种无症状的疾病状态，一旦禁食，这种状态很容易逆转（Bergheim等人。，2005). 事实上，在机体层面上，肝脏脂肪变性可以被视为一种保护措施，因为它将脂质从血液中分离出来，并将其储存起来以备日后使用（van Ginneken，2008). 然而，尽管脂肪变性是一种惰性病理学就其本身而言，它使肝脏对第二次侮辱造成的损伤敏感（Day和James，1998). 根据这个“双重打击假说”，单靠饮酒并不会导致ALD从脂肪变性发展为脂肪性肝炎、肝硬化或纤维化；相反，第二个危险因素或侮辱是疾病后期发展所必需的。第二种侮辱可能包括炎症反应、活性氧或缺氧等。例如，众所周知，急性乙醇暴露会增强外源性物质（例如细菌细胞壁产物（例如脂多糖））诱导的肝脏病理学。此外，急性饮酒本身也可能造成第二次打击；例如，一次狂饮会引发慢性酒精中毒者发生急性酒精性肝炎（Rivara等人。，1993; Barrio等人。，2004).

免疫和炎症失调

“启动”和“致敏”的概念在分子水平上反映了双重打击假说，而这两个概念现在被认为是酒精诱导肝损伤的基础（Tsukamoto等人。，2001). 这里，“启动”是指乙醇预暴露导致肝脏炎性细胞（例如库普弗细胞）在第二次刺激（如脂多糖）的反应下更强烈地释放促炎细胞因子的能力。酒精性肝炎患者在基础和刺激后都有大量的循环TNFα（McClain和Cohen，1989). 此外，乙醇预暴露可使库普弗细胞受到LPS刺激，导致TNF-α释放增强（Enomoto等人。，1998). 乙醇也能使细胞增敏，导致炎症细胞因子信号下游的细胞群反应更强烈。脂肪肝患者对脂多糖诱导的肝损伤更敏感（Yang等人。，1997). 在急性酒精暴露的啮齿动物模型中，对脂多糖的敏感性被重新描述（Bergheim等人。，2006; Beier等人。，2009).

尽管一些研究表明，酒精暴露会使巨噬细胞产生更多炎症组织损伤，但其他研究表明，急性酒精中毒（即系统中存在酒精时）实际上会损害免疫反应。例如，酗酒会增加感染的风险（例如Gentilello等人。，1993; Gamble等人。，2006; Griffin等人。，2009). 此外，急性乙醇摄入会恶化脓毒症的预后（Lin等人。，2009). 酒精能够削弱免疫反应的一个主要机制是通过改变Toll样受体（TLR）信号，TLR信号作为巨噬细胞和先天免疫系统其他细胞的模式识别受体（Beutler，2009). TLR参与巨噬细胞的直接细胞毒性和效应性反应，因此是适当免疫反应的关键早期启动因子。重要的是，乙醇中毒已被证明可以减弱许多TLR配体对巨噬细胞的刺激，包括酵母多糖a（TLR2）和脂多糖（TLR4；Pruett等人。，2004; 戈尔和科瓦茨，2005).

尽管急性乙醇对巨噬细胞反应性的这些影响似乎是矛盾的（即损害和启动巨噬细胞），但与乙醇暴露相关的炎症刺激的时间似乎很重要。例如，急性乙醇（4-6 g/kg）在乙醇暴露3小时后（中毒期间）注射LPS，可以减轻LPS引起的炎症性肝损伤，但如果在乙醇暴露24小时后注射LPS则会加重损伤（Enomoto等人。，1998). 急性乙醇导致先天免疫系统耐受和启动的机制尚不完全清楚。然而，很明显，急性酒精暴露会产生一种危险情况，即在急性中毒期间感染的可能性增加，但对该感染的炎症反应会加剧肝脏损伤。

肠道通透性和内毒素

即使没有感染，酒精也会改变对炎症刺激的反应。自20世纪70年代以来，循环细菌内毒素（即LPS）增加与肝损伤之间的关系就已经确立（诺兰，2010). ALD患者的循环LPS水平增加（Bode等人。，1987; 福井等人。，1991)以及在两种急性病的实验模型中（Lambert等人。，2003)和慢性（Nanji等人。，1994; Keshavarzian等人。，2001)饮酒。饮酒导致循环LPS增加，至少部分是由于肠道通透性增加，从而使LPS转移到门静脉血中。事实上，消除肠道细菌可以通过降低小鼠循环内毒素水平来减轻酒精诱导的肝损伤（Nanji等人。，1994). 两种慢性病的实验模型（Mathurin等人。，2000; Tamai等人。，2002)和急性（Tamai等人。，2000; Lambert等人。，2003)酒精暴露表明，酒精增加了LPS的渗透性。急性饮酒增加了健康志愿者和ALD患者的LPS循环水平（Bode等人。，1987; 福井等人。，1991).

在正常情况下，构成肠屏障的上皮细胞之间的间隙被紧密连接所封闭。这些紧密连接防止有毒化合物（如LPS）转移到循环中（Purohit等人。，2008). 乙醇引起的肠道通透性变化可能部分是由于小肠顶端连接蛋白的破坏。体外使用Caco-2肠细胞进行的研究表明，酒精可以破坏ZO-1紧密连接，最终导致细胞旁间隙出现间隙（Ma等人。，1999). 此外，慢性酒精暴露降低了小鼠回肠中的ZO-1和occludin（Zhong等人。，2010). 同样的研究也表明，紧密连接蛋白的减少与肠道中的氧化应激有关。酒精暴露后胃肠道氧化应激的潜在来源包括乙醛和一氧化氮（Purohit等人。，2008). 急性酒精暴露导致的肠道通透性可能与类似机制有关。

总结

总之，急性酒精暴露可导致“完美风暴”，有利于炎症性肝损伤。急性酒精暴露会增加感染和胃肠道通透性的风险。其中一种或两种机制都会增加TLR配体向肝脏巨噬细胞的递送。在酒精暴露后的稍后时间，巨噬细胞对TLR配体的炎症反应被激发，产生更多的细胞毒性细胞因子（例如TNFα）。此外，实质细胞中的脂肪变性使其对巨噬细胞释放的细胞因子的细胞毒性杀伤敏感。

纤溶酶原激活物抑制剂-1

纤溶酶原激活物抑制物-1（PAI-1）是一种急性期蛋白，至少部分通过调节纤维蛋白溶解在损伤和炎症中发挥重要作用。PAI-1通过抑制尿激酶型和组织型纤溶酶原激活剂（uPA和tPA；图1; 克鲁索夫，1988). PAI-1在酒精诱导肝损伤中的作用首次见于PA:PAI-1比率升高的肝硬化患者（Violi等人。，1992; Hu等人。，2001)导致高纤溶。相反，在ALD的发展过程中，循环PAI-1水平升高，PA:PAI-1较低，有利于低纤维蛋白溶解（Marques-Vidal等人。，1995; Dimmitt等人。，1998; Mukamal等人。，2001). 在酒精诱导肝脂肪变性的实验模型中，PAI-1水平与脂质积聚程度相关（Alessi等人。，2003)，并可用作ALD后期严重程度的指标（Tran-Tang等人。，1989).

虽然PAI-1在某些疾病（如动脉粥样硬化）中的重要性已经确定，但PAI-1对ALD的作用仍不清楚。使用敲除小鼠菌株，特别是PAI-1的研究^−/−小鼠已经开始阐明PAI-1在脂质积累中的作用。Ma等人(2004)表明PAI-1^−/−在高脂肪/高碳水化合物饮食诱导的肥胖模型中，小鼠可以避免肝脏脂质积聚。此外，我们的研究小组已经表明，急性和慢性乙醇诱导的脂肪变性都与肝脏PAI-1的表达相关，阻断PAI-1，无论是在药理学上还是遗传学上，都可以防止脂肪变性（Bergheim等人。，2006). 在本研究中，TNFR1^−/−同时，PAI-1钝化也能保护小鼠免受脂肪变性的影响（Bergheim等人。，2006)这表明酒精暴露后PAI-1的诱导机制是TNFα下游，可能通过MAPK信号传导（Fearns和Loskutoff，1997). PAI-1似乎在介导器官炎症方面也很关键。例如，在肾小球肾炎模型中，缺乏PAI-1的小鼠可以防止白细胞浸润和组织损伤（Kitching等人。，2003). 该实验室的工作表明，PAI-1^−/−小鼠几乎完全免受慢性酒精引起的炎症（Arteel，2008). PAI-1如何介导炎症，尤其是在饮酒后，尚不清楚。一种潜在的机制是PAI-1介导炎症反应中重要细胞因子的蛋白水解激活/失活的变化。这些影响可能包括阻止细胞因子的激活，包括转化生长因子-β（Espevik等人。，1987; 佐藤等人。，1990)或稳定促炎细胞因子，如趋化剂IL-8（Marshall等人。，2003).

纤维蛋白

PAI-1炎症效应的另一潜在机制涉及纤溶受损和随后的纤维蛋白积聚（Holdsworth等人。，1979; Loike等人。，1995). 纤维蛋白（原）是细胞外基质（ECM）的一种结构成分。凝血级联激活后，潜在形式纤维蛋白原被凝血酶分解为活性形式纤维蛋白（图1). 纤维蛋白可以交联形成血栓或被纤溶酶降解为纤维蛋白原降解产物。除了在止血方面的作用外，纤维蛋白还可以通过与细胞表面受体的相互作用发挥信号分子的作用。纤维蛋白在炎症中的作用因其能够发挥多种促炎症作用而得到强调。例如，Qi等人(1997)显示纤维蛋白诱导血管内皮细胞中IL-8的表达。纤维蛋白基质可以调节炎症细胞的迁移在体外包括IL-8刺激的中性粒细胞（Loike等人。，1995). 此外，除颤可减少肾脏中巨噬细胞的迁移（Holdsworth等人。，1979).

纤维蛋白在实验性ALD中也有直接作用。我们的研究小组已经表明，慢性乙醇摄入会增加肝窦中的纤维蛋白沉积（图2)在酒精诱导的急性肝损伤模型中，纤维蛋白积聚与炎症相关。此外，使用凝血酶抑制剂水蛭素直接阻断纤维蛋白沉积，或使用MEK抑制剂U0126间接阻断纤维蛋白沉积，可防止酒精预暴露引起的肝损伤增强（Beier等人。，2009). 阻止纤维蛋白积累也可以防止炎症（Beier等人。，2009). 这些数据表明纤维蛋白在酒精暴露后PAI-1介导的炎症和损伤增强中起重要作用。

整合素–细胞与细胞间通信的介质

虽然该组显示了酒精诱导的纤维蛋白沉积与肝脏炎症和损伤之间的密切关系，但纤维蛋白介导其炎症效应的机制尚不清楚。纤维蛋白积聚介导炎症效应的一种机制是通过与细胞表面受体（如整合素）的相互作用。整合素是多种细胞类型上表达的异二聚体受体，包括内皮细胞、炎症细胞（包括巨噬细胞和中性粒细胞）和血小板。在与细胞外成分（包括周围基质和细胞）相互作用后，整合素的β亚单位发生快速构象变化。整合素结构的这种变化允许通过细胞内信号通路的激活跨膜传递信息。包括整合素连接激酶（ILK）在内的适配器蛋白是整合素激活下游信号转导的重要介质，并在确定细胞内激活哪些信号级联中发挥作用。整合素是一个具有至少24种不同异二聚体的多样超家族，在包括增殖、血管生成和炎症在内的多种细胞过程中发挥重要作用。

纤维蛋白（原）ECM能够与细胞表面粘附受体的整合素家族相互作用，例如整合素α_v（v）β_三（Cheresh等人。，1989). 整合素α的作用_v（v）β_三肿瘤中的血管生成和转移已被充分记录，α_v（v）β_三整合素已被证明有助于炎症（Zhou等人。，2009). 整合素α_v（v）β_三内皮细胞强烈表达（Carloni等人。，1996)包括排列在肝窦（HSEC）的区域，这是一个在酒精暴露后与纤维蛋白积聚共存的区域（图2). 整合素α_v（v）β_三通过蛋白质上的RGD序列结合纤维蛋白（原）（Cheresh等人。，1989)，在药理学上可与小肽拮抗剂结合。该小组的研究表明_v（v）β_三在急性酒精性肝损伤的“2击”模型中，使用小肽拮抗剂CycloRGDfV可以防止急性酒精引起的LPS诱导的肝损伤加重（图三)对纤维蛋白积累没有任何影响。此外，在该模型中，CycloRGDfV对肝脏损伤的保护与LPS诱导的中性粒细胞浸润的减弱同时发生（图三). 这些数据表明，急性酒精暴露后LPS引起的炎症和肝损伤可能是由于正弦纤维蛋白和整合素α之间的相互作用所致_v（v）β_三.