病理学 · A/33
急性炎症の特徴(細胞イベント・化学メディエーター・全身反応)
Characteristics of acute inflammation (cellular events, chemical mediators, systemic effects, exudate, organic example)
- タグ
- Mechanism / 機序High-yield / ポイント
- 応用トピック
- 整形外科疾患・外傷のリハビリテーション:変形性関節症・多発外傷・人工股関節創傷の分類と創傷治癒創感染の症状と治療創傷の分類と創傷治療の原則手の軟部組織・腱損傷と手感染症
🧠 全体像:急性炎症 acute inflammation 急性炎症(acute inflammation) acute inflammation(急性炎症) は「血液中の防御細胞を傷害部位へ届ける」ことが目的で、血管イベントvascular events 血管イベント(vascular events)vascular events(血管イベント) (血流増加increased blood flow血流増加(increased blood flow)increased blood flow(血流増加)・透過性亢進)と細胞イベント(白血球のローリング→接着→遊出 diapedesis (emigration) 遊出(diapedesis (emigration)) diapedesis (emigration)(遊出) →走化性 chemotaxis 走化性(chemotaxis) chemotaxis(走化性) →貪食)という2つの並行プロセス process プロセス(process) process(プロセス) で成り立つ。滲出液の性状(漿液性→線維素性 Fibrinous 線維素性(Fibrinous) Fibrinous(線維素性) →化膿性→出血性→壊疽性 Gangrenous壊疽性(Gangrenous) Gangrenous(壊疽性))は、おおまかには血管・組織傷害tissue injury 組織傷害(tissue injury)tissue injury(組織傷害) の強さを映す。
定義
炎症 は、細胞傷害の原因とそれによって生じた壊死細胞・組織を排除する防御反応で、宿主防御の細胞・分子を血液から傷害部位へ届けることで行われる。臓器名+_「-itis」_で命名 nomenclature 命名(nomenclature) nomenclature(命名) する(例外:肺炎・pneumonia)。急性または慢性に分けられる。
急性炎症acute inflammation 急性炎症(acute inflammation)acute inflammation(急性炎症) : 急速に発症し短期間。主な細胞は好中球(と血小板)。5つの主徴は rubor(発赤)、tumor(腫脹)、dolor(疼痛)、calor(熱感)、functio laesa(機能障害)。
刺激: 感染、外傷・物理化学的因子 chemical agents 化学的因子(chemical agents) chemical agents(化学的因子) (熱傷、放射線)、組織壊死tissue necrosis 組織壊死(tissue necrosis)tissue necrosis(組織壊死) (虚血)、異物、免疫・過敏反応。
認識(自然免疫)
- Toll様受容体Toll-like receptorToll様受容体(Toll-like receptor)Toll-like receptor(Toll様受容体)が病原体関連分子パターン pathogen-associated molecular pattern, PAMP 病原体関連分子パターン(pathogen-associated molecular pattern, PAMP) pathogen-associated molecular pattern, PAMP(病原体関連分子パターン) (PAMPs、例:LPS)を認識。
- 傷害センサーが傷害関連分子パターン damage-associated molecular patterns (DAMPs) 傷害関連分子パターン(damage-associated molecular patterns (DAMPs)) damage-associated molecular patterns (DAMPs)(傷害関連分子パターン) を認識。
- 循環タンパク質 — 補体、マンノースmannose マンノース(mannose)mannose(マンノース) 結合レクチン lectinレクチン(lectin) lectin(レクチン)、コレクチンcollectinコレクチン(collectin)collectin(コレクチン)。
- 機能:補体・凝固・貪食の活性化、炎症カスケードinflammatory cascade 炎症カスケード(inflammatory cascade)inflammatory cascade(炎症カスケード) の誘発、アポトーシスの誘導。
血管イベント
- 一過性の血管収縮 → 血管拡張 → 血流増加increased blood flow 血流増加(increased blood flow)increased blood flow(血流増加) (発赤、熱感)。
- 血管透過性vascular permeability 血管透過性(vascular permeability)vascular permeability(血管透過性) の亢進 — 内皮の収縮が間隙を形成:早期はヒスタミン、ブラジキニンbradykininブラジキニン(bradykinin)bradykinin(ブラジキニン)による(15〜30分)、後期はTNF、IL-1、IFN-γによる(4〜6時間、約24時間持続)。ほかに内皮傷害 endothelial injury内皮傷害(endothelial injury) endothelial injury(内皮傷害)、新生血管neovascularization (new vessels) 新生血管(neovascularization (new vessels))neovascularization (new vessels)(新生血管) からの漏出、VEGFVEGF(vascular endothelial growth factor)駆動のトランスサイトーシス transcytosisトランスサイトーシス(transcytosis) transcytosis(トランスサイトーシス)。
- 結果 — タンパク質に富む滲出液が血管外 extravascular 血管外(extravascular) extravascular(血管外) へ → 血液が濃縮 → 粘稠度上昇 → うっ滞。間質浸透圧の上昇 → 浮腫。
細胞イベント — 白血球の動員
- 辺縁趨向とローリング — 白血球が血管辺縁へ押しやられ、セレクチンselectinsセレクチン(selectins)selectins(セレクチン)(内皮のE-/P-、白血球のL-)による弱い接着。
- 強固な接着 — インテグリンintegrinインテグリン(integrin)integrin(インテグリン)(ケモカインchemokine ケモカイン(chemokine)chemokine(ケモカイン) で活性化)がICAM/VCAMに結合。
- 遊出diapedesis (emigration)遊出(diapedesis (emigration))diapedesis (emigration)(遊出)・血管外遊走diapedesis血管外遊走(diapedesis)diapedesis(血管外遊走) — 主に細静脈 venule 細静脈(venule) venule(細静脈) で、CD31(PECAM-1)を介し内皮細胞間をすり抜ける。コラゲナーゼcollagenase コラゲナーゼ(collagenase)collagenase(コラゲナーゼ) が基底膜を破る。
- 走化性chemotaxis走化性(chemotaxis)chemotaxis(走化性) — 細菌産物、ケモカインchemokineケモカイン(chemokine)chemokine(ケモカイン)、補体(C5a)、アラキドン酸産物arachidonic acid product アラキドン酸産物(arachidonic acid product)arachidonic acid product(アラキドン酸産物) に向かう。
- 貪食と殺菌 — オプソニン化opsonization オプソニン化(opsonization)opsonization(オプソニン化) (IgG-Fc、C3b)→ 取り込み → ROS(酸化バーストoxidative burst酸化バースト(oxidative burst)oxidative burst(酸化バースト))、窒素種、リソソーム酵素。NETsが微生物を捕捉。
💡 「ローリング=セレクチン selectinsセレクチン(selectins) selectins(セレクチン)、強固な接着=インテグリン integrinインテグリン(integrin) integrin(インテグリン)、遊出diapedesis (emigration) 遊出(diapedesis (emigration))diapedesis (emigration)(遊出) =PECAM-1」という教科書の対応は、実際にはもっと細かい段階に分かれている。 2007年の総説は、従来の3段階(ローリング・活性化・強固な接着)に、slow rolling・接着強化(adhesion strengthening)・血管内匍匐(intraluminal crawling)・傍細胞性/経細胞性の遊走という段階が加わったと整理している。遊走には内皮細胞の間を通る経路(傍細胞性)だけでなく、内皮細胞そのものを貫く経路(経細胞性)もある1。
flowchart TD
A["辺縁趨向とローリング<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='selectins'>セレクチン</span>(E-/P-/L-)"] --> B["強固な接着<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='integrin'>インテグリン</span>-ICAM/VCAM"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diapedesis (emigration)'>遊出</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diapedesis'>血管外遊走</span><br>CD31(PECAM-1)"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='chemotaxis'>走化性</span><br>細菌産物・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='chemokine'>ケモカイン</span>・C5a"]
D --> E["貪食と殺菌<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='opsonization'>オプソニン化</span>→ROS・NETs"]
化学メディエーター
| メディエーター | 由来 | 主な作用 |
|---|---|---|
| ヒスタミン・セロトニン | 肥満細胞、好塩基球basophil好塩基球(basophil)basophil(好塩基球)、血小板 | 血管拡張、透過性亢進 |
| プロスタグランジン | COXCOX(cyclooxygenase)経路 | 血管拡張、疼痛・発熱 |
| ロイコトリエンleukotrieneロイコトリエン(leukotriene)leukotriene(ロイコトリエン) | リポキシゲナーゼ経路Lipoxygenase pathwayリポキシゲナーゼ経路(Lipoxygenase pathway)Lipoxygenase pathway(リポキシゲナーゼ経路) | 走化性chemotaxis走化性(chemotaxis)chemotaxis(走化性)、気管支攣縮bronchospasm気管支攣縮(bronchospasm)bronchospasm(気管支攣縮)、透過性亢進 |
| TNFTNF(tumour necrosis factor) / IL-1 / IL-6 | マクロファージ、内皮 | 内皮活性化endothelial activation内皮活性化(endothelial activation)endothelial activation(内皮活性化)、急性期反応Acute phase reaction, APR急性期反応(Acute phase reaction, APR)Acute phase reaction, APR(急性期反応) |
| 補体(C3a, C5a) | 血漿(肝由来) | アナフィラトキシンanaphylatoxinアナフィラトキシン(anaphylatoxin)anaphylatoxin(アナフィラトキシン)、走化性chemotaxis走化性(chemotaxis)chemotaxis(走化性)、MACMAC(Mycobacterium avium complex)、オプソニン化opsonizationオプソニン化(opsonization)opsonization(オプソニン化) |
| ブラジキニンbradykininブラジキニン(bradykinin)bradykinin(ブラジキニン) | キニン系(第XII因子factor XII第XII因子(factor XII)factor XII(第XII因子)) | 透過性亢進、血管拡張、疼痛 |
| NO | 内皮、マクロファージ | 血管拡張、殺菌 |
| PAF | 膜リン脂質membrane phospholipid膜リン脂質(membrane phospholipid)membrane phospholipid(膜リン脂質) | 血小板凝集platelet aggregation血小板凝集(platelet aggregation)platelet aggregation(血小板凝集)、血管収縮 |
第XII因子factor XII 第XII因子(factor XII)factor XII(第XII因子) (Hageman因子)の活性化が、凝固系・キニン系・線溶系fibrinolytic system線溶系(fibrinolytic system)fibrinolytic system(線溶系)を炎症と結びつける。
全身反応(急性期反応)
主にTNF、IL-1、IL-6が駆動:
- 発熱 — 外因性発熱物質exogenous pyrogen 外因性発熱物質(exogenous pyrogen)exogenous pyrogen(外因性発熱物質) → IL-1/TNF → COX増加 → PGE2が視床下部のセットポイント set point セットポイント(set point) set point(セットポイント) を上げる。
- 急性期タンパクAcute phase proteins, APP 急性期タンパク(Acute phase proteins, APP)Acute phase proteins, APP(急性期タンパク) 質の増加 — CRPCRP(C-reactive protein)、血清アミロイドAserum amyloid A血清アミロイドA(serum amyloid A)serum amyloid A(血清アミロイドA)、フィブリノゲン、ヘプシジンhepcidinヘプシジン(hepcidin)hepcidin(ヘプシジン)(CRPはオプソニン opsonin オプソニン(opsonin) opsonin(オプソニン) として働く。フィブリノゲンはESRESR(erythrocyte sedimentation rate)を上げる。ヘプシジンhepcidin ヘプシジン(hepcidin)hepcidin(ヘプシジン) は鉄を組織に隔絶し炎症性の低鉄血症をもたらす。そのヘプシジン hepcidin ヘプシジン(hepcidin) hepcidin(ヘプシジン) を炎症時に誘導するのに必要かつ十分なサイトカインはIL-6である2)。成人ヒト肝細胞では、IL-1β・TNF-αTNF-α(tumor necrosis factor-alpha)・IL-6の3つが急性期タンパク Acute phase proteins, APP 急性期タンパク(Acute phase proteins, APP) Acute phase proteins, APP(急性期タンパク) 合成を調節するが、CRP・血清アミロイドAserum amyloid A血清アミロイドA(serum amyloid A)serum amyloid A(血清アミロイドA)・フィブリノゲンなどの増加とアルブミン・トランスフェリンtransferrin トランスフェリン(transferrin)transferrin(トランスフェリン) の減少という炎症時と同じ全体像を単独で再現できるのはIL-6だけで、IL-1βとTNF-αはCRPと血清アミロイドA serum amyloid A 血清アミロイドA(serum amyloid A) serum amyloid A(血清アミロイドA) を誘導できなかった3。
- 白血球増多leukocytosis白血球増多(leukocytosis)leukocytosis(白血球増多) — サイトカインが骨髄の予備を放出、遷延感染ではCSF(一部の感染は白血球減少 Leukopenia 白血球減少(Leukopenia) Leukopenia(白血球減少) を来す)。
- 心拍数・血圧の上昇。圧倒的な感染では → 敗血症性ショックseptic shock敗血症性ショック(septic shock)septic shock(敗血症性ショック)(TNF/IL-1 → 低血圧、DIC、アシドーシス、低血糖)。
形態学的パターン(滲出液による)と臓器例
| パターン | 滲出液 | 例 |
|---|---|---|
| 漿液性 | 薄く低タンパク(フィブリン・細胞なし) | 熱傷の水疱、体腔液body cavity fluid 体腔液(body cavity fluid)body cavity fluid(体腔液) 貯留、普通感冒common cold普通感冒(common cold)common cold(普通感冒) |
| 線維素性Fibrinous線維素性(Fibrinous)Fibrinous(線維素性) | フィブリンに富む | 「絨毛心」心膜炎pericarditis心膜炎(pericarditis)pericarditis(心膜炎)、偽膜性大腸炎pseudomembranous colitis偽膜性大腸炎(pseudomembranous colitis)pseudomembranous colitis(偽膜性大腸炎)(C. difficile)、ジフテリア |
| 化膿性 | 膿(好中球+壊死) | 膿瘍、蓄膿Empyema蓄膿(Empyema)Empyema(蓄膿)、蜂窩織炎、癤Furuncle癤(Furuncle)Furuncle(癤)・癰Carbuncle癰(Carbuncle)Carbuncle(癰) |
| 出血性 | 赤血球に富む(重度の血管傷害) | 出血性肺炎、炭疽anthrax炭疽(anthrax)anthrax(炭疽)、天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘) |
| 壊疽性Gangrenous壊疽性(Gangrenous)Gangrenous(壊疽性) | 壊死+細菌 | 湿性壊疽wet gangrene / gangrena humida 湿性壊疽(wet gangrene / gangrena humida)wet gangrene / gangrena humida(湿性壊疽) (糖尿病、動脈硬化)、ガス壊疽gas gangreneガス壊疽(gas gangrene)gas gangrene(ガス壊疽) |
急性炎症acute inflammation 急性炎症(acute inflammation)acute inflammation(急性炎症) の転帰:消退、瘢痕化scarring瘢痕化(scarring)scarring(瘢痕化)・線維化(吸収されない滲出液の器質化)、または慢性炎症への移行。
💡 ポイント: 主徴(rubor・tumor・dolor・calor・functio laesa)。動員カスケード:ローリング(セレクチンselectinsセレクチン(selectins)selectins(セレクチン))→ 接着(インテグリンintegrin インテグリン(integrin)integrin(インテグリン) –ICAM)→ 遊出diapedesis (emigration) 遊出(diapedesis (emigration))diapedesis (emigration)(遊出) → 走化性chemotaxis走化性(chemotaxis)chemotaxis(走化性)。早期透過性 = ヒスタミン、後期 = TNF/IL-1。急性期の三役 = TNF、IL-1、IL-6 → 発熱、CRP、白血球増多leukocytosis白血球増多(leukocytosis)leukocytosis(白血球増多)。滲出液パターン:漿液性 → 線維素性Fibrinous線維素性(Fibrinous)Fibrinous(線維素性) → 化膿性 → 出血性 → 壊疽性Gangrenous壊疽性(Gangrenous)Gangrenous(壊疽性)。
まとめ
- 急性炎症acute inflammation 急性炎症(acute inflammation)acute inflammation(急性炎症) は急速に発症する短期の炎症で、好中球が主な細胞。5主徴は発赤・腫脹・疼痛・熱感・機能障害。
- 血管イベントvascular events 血管イベント(vascular events)vascular events(血管イベント) は血管拡張(発赤・熱感)と透過性亢進(早期=ヒスタミン、後期=TNF/IL-1)による滲出液形成。
- 白血球動員はローリング(セレクチンselectinsセレクチン(selectins)selectins(セレクチン))→強固な接着(インテグリンintegrin インテグリン(integrin)integrin(インテグリン) –ICAM/VCAM)→遊出 diapedesis (emigration) 遊出(diapedesis (emigration)) diapedesis (emigration)(遊出) (CD31)→走化性 chemotaxis 走化性(chemotaxis) chemotaxis(走化性) →貪食と殺菌(オプソニン化opsonizationオプソニン化(opsonization)opsonization(オプソニン化)・ROS・NETs)の順に進む。実際にはslow rolling・接着強化・血管内匍匐といった中間段階も区別されている1。
- 化学メディエーターchemical mediators 化学メディエーター(chemical mediators)chemical mediators(化学メディエーター) はヒスタミン(血管透過性vascular permeability血管透過性(vascular permeability)vascular permeability(血管透過性))、プロスタグランジン・ブラジキニンbradykinin ブラジキニン(bradykinin)bradykinin(ブラジキニン) (疼痛)、補体C3complement C3 補体C3(complement C3)complement C3(補体C3) a/C5a(走化性chemotaxis走化性(chemotaxis)chemotaxis(走化性)・オプソニン化opsonizationオプソニン化(opsonization)opsonization(オプソニン化))など多岐にわたる。
- 全身反応(TNF・IL-1・IL-6が駆動)は発熱、急性期タンパクAcute phase proteins, APP 急性期タンパク(Acute phase proteins, APP)Acute phase proteins, APP(急性期タンパク) 質増加(CRP・SAA・フィブリノゲン・ヘプシジンhepcidin ヘプシジン(hepcidin)hepcidin(ヘプシジン) 等、いずれもIL-6が中心的に誘導する32)、白血球増多leukocytosis 白血球増多(leukocytosis)leukocytosis(白血球増多) を来す。
- 滲出液の形態は漿液性→線維素性 Fibrinous 線維素性(Fibrinous) Fibrinous(線維素性) →化膿性→出血性→壊疽性 Gangrenous 壊疽性(Gangrenous) Gangrenous(壊疽性) の順に、おおまかには血管・組織傷害tissue injury 組織傷害(tissue injury)tissue injury(組織傷害) が強くなる(厳密な重症度の序列ではなく、原因によって最初から特定の型をとる)。
出典
- 1.Getting to the site of inflammation: the leukocyte adhesion cascade updated(Nature Reviews Immunology・2007)抄録で、従来の3段階(ローリング・活性化・強固な接着)が精緻化され、slow rolling・接着強化(adhesion strengthening)・血管内匍匐(intraluminal crawling)・傍細胞性/経細胞性の血管外遊走という段階が新たに区別されるようになったこと、好中球ではGタンパク質共役受容体を介さない第二の活性化経路が発見されていることを確認した。本文は取得できていない(Unpaywallでclosed)ので、各段階を担う個々の分子(セレクチン・インテグリン・PECAM-1)の対応はこの出典では確かめていない閲覧 2026-08-27
- 2.IL-6 mediates hypoferremia of inflammation by inducing the synthesis of the iron regulatory hormone hepcidin(Journal of Clinical Investigation・2004)ヒト肝細胞培養・マウス・ヒトボランティアを用いた検討で、炎症時の低鉄血症(hypoferremia)の発現には肝臓で産生される鉄調節ペプチドホルモンのヘプシジンが必要であること、IL-6が炎症時のヘプシジン誘導に必要かつ十分なサイトカインであり、IL-6-ヘプシジン軸が炎症の低鉄血症の原因であることを確認した閲覧 2026-08-27
- 3.Interleukin-6 is the major regulator of acute phase protein synthesis in adult human hepatocytes(FEBS Letters・1989)ヒト成人肝細胞で急性期タンパク合成を調節する単球由来サイトカインはIL-1β・TNF-α・IL-6の3つだが、ヒトの炎症状態で見られる全スペクトラムの急性期タンパク応答を誘導できるのはIL-6のみであること、IL-6はCRP・血清アミロイドA・フィブリノゲン・α1アンチトリプシン・α1アンチキモトリプシン・ハプトグロビンの合成・分泌を増加させる一方、アルブミン・トランスフェリン・フィブロネクチンを減少させることを確認した閲覧 2026-08-27