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肝病尤其是重型肝炎及肝硬化内毒素血症不但与革兰阴性菌感染有关，而且还与肠源性内毒素过量易位而肝脏灭活功能下降有关。肠道作为人体最大的贮菌库、内毒素池在肝病内毒素血症形成中所起的作用受到重视。
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重型肝炎时肠道内肠杆菌科细菌过度生长、繁殖，以致内毒素产生增加。Van leeuwen证实肠道内90％的内毒素由占肠道菌群总量不到0.1％的需氧革兰阴性杆菌产生，余10％的内毒素则由其他的革兰阴性厌氧菌产生，内毒素主要产生于革兰阴性杆菌的对数生长期。重型肝炎时，肠道肠杆菌科细菌可异常生长、繁殖。李兰娟等的研究证实慢性重型肝炎患者有肠道菌群失衡，肠杆菌科细菌过度生长的情况，且慢性重型肝炎内毒素血症与肠杆菌科细菌过度生长繁殖有关。动物研究已证实急性肝损伤、肝缺血再灌注损伤、肝移植大鼠等均存在肠道屏障损伤，伴有肠道细菌及内毒素等的易位。同样在肝硬化病人，也存在肠道菌群失衡，伴腹水者较不伴腹水者更为显著，其内毒素血症的形成与肠道细菌过度生长有关。在肝硬化肝移植术中采样研究证实存在肠道细菌易位，严重黄疸是肠道细菌易位的高危因素。临床由于抗生素的干扰，加之取材困难，临床肠道细菌易位监测受到较大的限制。但采用PCR及核酸测序技术研究发现，肝硬化患者尤其是在伴有腹水的病人，即便是常规腹水、血细菌培养阴性的患者，也存在肠道细菌的DNA, 这从分子角度证实了肝硬化患者存在肠道细菌易位。
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一般认为，在正常情况下，肠道菌群平衡，完整的肠道屏障可防止内毒素易位，但在肝病情况下，尤其在急性肝衰竭者可因以下机制的受损，而促使内毒素易位：①肠道菌群失衡，肠道菌群失衡可因肠道细菌尤其是肠杆菌科细菌过生长，使肠道定植抗力降低，肠菌膜屏障受损，而降低肠道屏障功能。双歧杆菌等益生菌可以通过抑制肠杆菌科细菌的过度繁殖生长，纠正肠道菌群失衡，稳定肠黏膜屏障，降低肠壁通透性，具有降低内毒素血症的作用。②肠黏液层，主要成分为糖蛋白，内含有分泌性免疫球蛋白A（SIgA)，急性肝衰竭时免疫功能受损，肠道菌群紊乱使肠道SIgA含量减少，可因此降低肠道屏障功能。双歧杆菌可促进SIgA的分泌，补充双歧杆菌则对肠黏液具有一定的稳定修复作用。③肠细胞层屏障的减弱，肠上皮细胞的更新，高度依赖于足够的氧供和营养，内毒素血症可选择性降低回肠、结肠的血液供应量，使耗氧量大且对缺氧敏感的肠细胞绒毛顶部坏死，甚至造成肠透壁性坏死，在随后的再灌注时，又可因损伤组织过量产生黄嘌呤氧化酶，产生大量的氧自由基，进一步破坏肠细胞膜，降低肠黏膜屏障，促使内毒素易位。因此内毒素血症的存在可因损伤肠黏膜屏障而加速促进内毒素易位，彼此互为因果，若不能及时清除循环内毒素，则可形成恶性循环。④肠—肝轴（gut-liver axis）受损，肠—肝轴在防止肠道内毒素过量易位方面起重要作用，其中胆盐不但可与肠道内毒素结合，形成一种类似于去污剂样的难以吸收的复合物限制内毒素易位，而且胆盐还对肠黏膜细胞具有营养作用。伴有淤胆的肝病可因肠道缺乏胆盐而促进肠道内毒素的易位。⑤防御素。防御素是一类由肠细胞分泌的肽类抗菌物质。防御素包括主要由潘氏细胞产生的α-Defensins（HD-5、HD-6)，肠上皮细胞产生的β-Defensins（hBD-1、hBD-2）及Cathelicidins（LL37/hCAP18)。作用机理在于其独特的结构及阳离子作用，它可与原核细胞膜磷脂中的阴离子结合并插入细胞膜中，形成膜孔，使原核细胞丧失能量及其他离子成分，细胞随之裂解。研究发现，大鼠失血性休克后，肠道潘氏细胞α-防御素产生增加10倍，结合失血性休克后，肠壁屏障功能下降，易发生细菌易位这一事实，认为防御素是肠壁黏膜屏障的组成部分。
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肠道易位的内毒素主要通过门静脉系统及胸导管途径进入体循环。
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（二）感染
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肝病尤其是重型肝炎患者的感染主要与其免疫功能受损有关。这些患者在防御机制方面常有诸多缺陷，如血浆中的纤维连接蛋白、调理素、趋化因子等的活性减弱，补体连锁反应所需成分的不足，库普弗细胞数量和功能异常，中性粒细胞黏附性和吞噬作用的削弱。因此，肝病易发生各种感染，如体内有革兰氏阴性菌感染灶，可释放大量内毒素人血。
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（三）含内毒素的腹水回输
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凡腹水直接或浓缩回输前，未测腹水内毒素含量者，有可能将腹水中的内毒素迅速大量输入体循环。随腹腔—颈动脉分流术（Leveen氏管）治疗腹水的开展，如术前或术后腹水内毒素量增多，亦可将腹水中的内毒素持续流入体循环。
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（四）血浆、肝脏灭活内毒素能力下降
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循环内毒素既可通过与血液中的蛋白质如内毒素结合蛋白（lipopolysaccharide binding protein, LBP)、增加通透性和杀菌性蛋白（bactericidal/permeability increasing protein, BPI)、高密度脂蛋白（high density lipoprotein, HDL）结合来灭活，也可以由血浆中的水介酶、补体C5、C6灭活，但内毒素主要由存在于肝窦和肝实质细胞之间的库普弗细胞和内皮细胞通过受体依赖和非受体依赖（胞饮作用）机制来清除，肝细胞也参与内毒素的清除。因此肝脏清除内毒素功能的下降或衰竭是全身性内毒素血症形成的重要原因。一些严重的肝脏病变如慢活肝、肝硬化、重型肝炎等可因库普弗细胞数量减少和（或）功能下降，吞噬内毒素能力削弱，以及血浆中灭活内毒素的物质减少，不能有效清除内毒素，使门静脉内毒素大量进入体循环，形成肠源性内毒素血症。Nakao给由D-半乳糖胺（D-galactosamine, GaLN）构建的重型肝炎小鼠注射内毒素，发现肝脏库普弗细胞和肝窦内皮细胞吞噬内毒素能力均明显下降，循环中内毒素浓度高，且下降速度很慢，表明肝脏及血浆灭活内毒素能力的下降。活检发现原发性胆汁性肝硬化和其他类型的肝硬化患者，库普弗细胞数量减少，没有肝硬化的急、慢性肝炎的库普弗细胞功能正常，而约40％的肝硬化患者及大部分重型肝炎患者库普弗细胞功能受损。因此慢性肝病可发生不同程度的内毒素血症。Bigateiio等报道肝硬化内毒素血症发生率高达92.3％（36/39，血内毒素含量＞6ng/L表示有内毒素血症），而且这些内毒素血症的患者临床均无脓毒血症（sepsis）的依据。
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三、内毒素血症对肝脏的损害
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有关内毒素（LPS）与肝脏损害关系的研究已持续多年。目前已公认，内毒素血症与肝损害可互为因果，从而对肝病的发生、发展产生重要影响。近年来LPS所致肝损害机理的研究方面取得较大进展，主要有以下几方面。
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（一）肝微循环障碍
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LPS所致肝损害的突出特点是肝脏出血性坏死，病理上可见肝窦内纤维素血栓形成和红细胞淤集。
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芝山等用大肠杆菌LPS注入大鼠门静脉，发现门静脉压急剧上升，2h达到峰值，以后迅速降低，8h后可见中性粒细胞及单核细胞浸润，纤维样絮状物析出，库普弗细胞肥大及数量增多；8h后见灶性分布的肝细胞凝固性坏死，并逐渐扩大增多。早期出现转氨酶增高，8h后急剧增高。如以凝血酶取代LPS，所致改变基本一致。在注射LPS的同时静注肝素则可起阻断作用。以上结果提示LPS通过引起肝窦内纤维素血栓形成而致肝损害。至于门静脉压增高的原因，利用离体灌流实验证明，LPS可作用于血液成分释放血管收缩物质，使肝内门静脉强烈收缩而致门静脉压增高。
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临床上注意到肝部分切除术后发生急性肝坏死。有研究认为，术后发生的肝再生和增殖，使机体处于Shwartzman反应的预备阶段，在受LPS作用后，可发生大片肝坏死。Shibayama等对wistar大鼠分别行35％肝切除及给予肝细胞增殖刺激物质一亚硝酸铅，发现给LPS并不能加重肝细胞损害，认为肝切除术后LPS相关性肝坏死与肝细胞再生及增殖无关，而可能与手术所致肝循环障碍及内毒素血症所致肝窦循环障碍有关。
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目前各家提出LPS所致肝微循环障碍的机理为：①当机体处于Shwartzman反应的预备阶段时激发该反应；②LPS直接作用肝窦内皮细胞及肝内微血管，并激活内凝系统；③LPS通过刺激库普弗细胞，释放肿瘤坏死因子（TNF)、血小板活化因子（PAF)、白三烯（LTs）等介质，进一步作用于肝窦内皮细胞及微血管、激活内凝系统。有关库普弗细胞及其介质在LPS所致肝微循环障碍中的作用尤其受到重视。
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（二）肝细胞毒性作用
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内毒素可通过不同的途经引起肝脏损伤。内毒素可直接对肝细胞产生毒性作用，内毒素可与肝细胞膜的非特异性部位结合干扰肝细胞的跨膜信号传导，降低肝细胞细胞色素P450水平，抑制肝细胞线粒体呼吸率和氧化磷酸化，但目前国内外研究的焦点之一是内毒素通过诱导单核巨噬细胞产生肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor alpha, TNFα)、白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1β）等细胞因子导致的肝细胞凋亡、坏死，及由此给肝脏带来的损伤（见后）。
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（三）肝非实质细胞及其介质的作用
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目前大多数学者认为，肝非实质细胞在LPS所致肝细胞损害中起关键作用。已发现给大鼠中毒剂量的LPS可致肝库普弗细胞及肝窦内皮细胞数量急剧增多，一般认为，在肝非实质细胞中上述两种细胞作用较为重要。
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1．库普弗细胞及其介质
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肝内的巨噬细胞包括定居的库普弗细胞及渗出巨噬细胞。内毒素主要作用于库普弗细胞等效应细胞后产生一系列炎症介质。近年来的研究表明，内毒素一般需要通过内毒素结合蛋白转运与内毒素受体CD14结合起作用。已知血液中存在许多可与内毒素结合的物质，如LBP、BPI、HDL, 其中LBP在内毒素发挥其生物效应中起重要作用。LBP是肝细胞合成的一种糖蛋白，氨基酸序列分析比较表明LBP与胆固醇脂转运蛋白（cholesterol ester transport protein, CETP）有部分相同的序列，约23％的氨基酸残基相同，认为LBP与CETP可能属同一种蛋白质家族成员，也是一种运输蛋白。正常时血浆中LBP量很微小，＜0.5μg/ml, 急性期反应24h后可上升到50μg/ml。LBP对内毒素亲和力高，通过与脂质A结合，可形成LPS
:LBP复合物，随后将LPS转运到单核巨噬细胞及PMNS, 与这些细胞膜表面的和GPI（Glycophosphateidylinositol, GPl）相连的分子量为55kD的内毒素受体CD14结合，形成LPS
:LBP:CD14复合物，LPS通过CD14与Toll-like receptors（TLR）4及MD-2蛋白结合形成内毒素受体复合物（LPS receptors complex)，通过信号转导激活核因子 κB（nuclear factorκB, NF-κB)，进而活化单核巨噬细胞等引起各种细胞因子的基因转录，产生、分泌各种细胞因子，如TNFα、IL-1等。研究发现CD14主要起连接内毒素与TLR4的作用，并不直接参信号转导，而TLR4是跨膜蛋白，是内毒素受体信号转导亚单位，在内毒素信号转导中起重要的作用。在慢性肝炎患者肝组织中，TLR4表达显著增加，且重度慢性肝炎较中度慢性肝炎表达的更为显著。TLR2主要是革兰阳性细菌脂蛋白信号转导受体，研究发现革兰阳性及革兰阴性细菌脂蛋白在诱导前炎症细胞因子产生方面与内毒素起协同作用。此外血浆中存在的可溶性CD14（Soluble CD14, sCD14)同样可介导内毒素对不表达CD14细胞如内皮细胞的毒性作用。Frey认为不表达CD14的内皮细胞对内毒素的反应依赖于血浆的存在，即内毒素通过与血浆中的sCD14结合，形成复合物后再激活内皮细胞，如果同时存在LBP, 则内毒素与CD14的相互反应更快而完全。研究发现在慢性肝病患者血LBP、sCD14均显著增高，并与内毒素血症有关。
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库普弗细胞在LPS所致肝损害中具有双重作用。它一方面具有清除LPS的功能，另一方面，又可被LPS激活，通过多种途径，引起肝细胞损害。因此，LPS所致肝损害与库普弗细胞保护功能降低及过度激活有关。
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（1）保护功能降低：库普弗细胞在清除LPS中的重要性主要根据以下三点：①肝病的内毒素血症多为肠源性，这些肠源性LPS都要经过库普弗细胞的处理。Van Leeuwen等将鼠分成3组进行LPS拮抗剂的管饲：新霉素加头孢唑啉组，消胆胺加乳果糖组，对照组为里理盐水组，病死率及下腔静脉血浆谷氨酰胺及氨均显著高于对照组，提示肠源性LPS与肝衰竭有密切相关。②已证明肠源性LPS主要由库普弗细胞吞噬。③库普弗细胞对LPS的结合量远较其他巨噬细胞为多，其吞噬的LPS的量也最大。
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