线粒体损伤在不可逆性休克等危重病发展中起重要作用。所以保护线粒体功能就是防止疾病恶化的有效措施之一。已经明确一些药物，如糖皮质激素、钙通道阻滞剂和山莨菪碱（654-2）具有保护线粒体的作用。这些药物的应用纠正了休克状态，提高了内毒素休克动物的生存率。
二、白细胞损伤作用
近年来有关中性粒细胞积聚破坏在肺损伤发病中的作用已为人们所注意。实验研究观察到给大鼠注射油酸诱发肺损伤后，外周白细胞减少，肺小血管内有白细胞聚集，肺间质及肺泡内有白细胞浸润。支气管肺泡冲洗液中中性粒细胞明显增多。这些结果类似ARDS，支持白细胞在油酸所导致肺损伤中可能起重要作用。油酸和内毒素均可激活补体C5a，促使白细胞在肺血管内聚集破坏，由白细胞中释放出超氧化物自由基、溶酶体酶及组织胺等。这些物质损伤血管内皮细胞，破坏肺组织，使血管通透性增加，引起肺水肿。有人提出白细胞损伤作用不仅在ARDS可见到，在其他危重病中也可见到。
急性微循环障碍、线粒体损伤及白细胞损伤作用都是危重病发病的重要环节。山莨菪碱能直接阻滞M受体，间接阻滞a受体，对调节微血管舒缩紊乱、改善微循环有良好作用。山莨菪碱还可阻滞白细胞在肺部聚集破坏，减少溶酶体酶与组织胺的释放，减轻白细胞破坏对肺组织的损伤作用。山莨菪碱有保护线粒体作用，山莨菪碱还可以阻滞红细胞与血小板的聚集，抑制DIC的形成。显示山莨菪碱具有多种功能，不仅对感染性休克，还可能对多种危重病均有治疗作用。
（第四节） 自由基与感染
随着医学科学技术的迅猛发展，目前已弄清了在医学领域中，很多疾病的病理生理过程与自由基的作用有关。尤其是在严重感染的过程中。因此对自由基的研究，日益受到人们的重视。已成为当前一个非常活跃的研究领域。
自由基（free radical）或称游离基（radical），是指外层轨道中具有奇数电子的原子（H.、Cl.）原子团（OH.，RO.，ROO），分子（NO，NO2，O2），其特点是活性强，结构不稳定，存在的时间短暂，一旦发生反应，常呈链锁式反应。因此对机体可造成持续性损害。生物体内有多种产生自由基的物质、而对机体损害较大的是超氧阴离子自由基supcroxide amino（O-2）和羟自由基（OH-）。
一、体内自由基的来源
体内具有共价键的有机分子在一些原因作用下，发生均裂后可使带有成对电子的原子、原子团、分子转变为带有奇数电子的自由基。或带有成对电子的化合物，又多获取了一个电子，也可变为带有奇数电子的自由基。如生物膜上的多价不饱和脂肪酸的双键，容易发生均裂，均裂后共同的电子分属于两个原子或原子团。即成为含有奇数电子的自由基。又如O2多获取一个电子，就成为O-2，正常情况下机体吸入氧的98%以上，是在线粒体内通过细胞色素氧化酶的作用，接受四个电子四价还原生成无毒害的水。
如在还原过程中，氧接受的电子数不足，外层轨道上就出现奇数电子，即成为自由基。正常机体内约有1%～2%的氧是单价还原的，是生成自由基的主要来源。但因量少且被机体的清除系统所清除。故不致成伤害。氧是机体中重要的电子受体，由于接受的电子数不同，形成的产物也不同，如基态氧只接受一个电子生成O-2（自由基）。
接受了两个电子生成H2O2。
接受3个电子生成OH.等。
几种重要自由基的生成与清除：
①O-2主要是通过氧的单电子还原而产生，经超氧化物岐化酶（SOD）的歧化作用而清除。
O-2经SOD歧化后生成活性较弱的H2O2，而机体清除H2O2的能力较强。故H2O2对机体致成的损害较弱，所以歧化反应即是O-2灭能的途径。O-2在体内也可自然歧化，但速度甚慢如经SOD或铁离子的催化，则可加速歧化的过程。
②OH.主要由O-2与H2O2在微量金属元素的催化下生成。
正常体内含量较少，且存在的时间短暂，但其活性强，对细胞的损害较大，主要是作用于脂质生成脂类过氧化物（LPO），在体内可被甘露醇，二甲亚砜（DMSO）苯甲酸盐等清除。正常时O-2可被SOD清除，H2O2可被过氧化氢酶（CAT）清除，因此宜SOD+CAT联用。
③过氧化氢（H2O2）：是氧分子在黄嘌呤氧化酶等作用下，接受2个电子还原而成H2O2。
亦可经O-2单价还原而产生，细胞借还原型谷胱甘肽氧化酶（GSHPX）及过氧化氢酶清除H2O2，以防其对机体的破坏作用，CAT能使H2O2的歧化反应增强108倍，通过歧化反应还原成H2O和O2而被清除。
④单线态氧（1O2）的产生：有化学反应法与光敏反应法，化学反应法是通过Cl2于碱性溶液中，先产生次氯酸盐，再使H2O2与次氯酸混合即产生1O2。
光敏反应法：是当某些化合物在光照下，吸收了一定波长光的能量，使其分子能量从基态进入激发态，使氧分子从3g-态达到1g甚至1g+时，即转变1O2。
1O2有较强的亲电子作用，故带有双键结构的物质易与之结合，使脂类过氧化，产生氢过氧化物，对蛋白质有损害作用。1O2清除剂有β-胡萝卜素，胆红素，蛋氨酸，维生素E等。
二、自由基与疾病
（一）自由基与炎症
发炎时存在于炎症区的细菌，免疫球蛋白C5a等，可激活体内的吞噬细胞，包括嗜中性粒细胞（PMN）、单核细胞、嗜酸性粒细胞、以及组织中的巨噬细胞等。使其氧的消耗量急剧上升，甚至达正常量的2～20倍，葡萄糖的代谢活动也增加，此种现象称为“呼吸爆发”（respiratory burst）。其过程所增加的氧消耗量绝大部分通过单电子还原生成O-2也与还原型辅酶Ⅰ氧化酶（NADH Oxidase）或还原型辅酶Ⅱ氧化酶（NADPH Oxidase）的作用有关。这是一种跨膜酶存在于细胞膜的双层结构中，当细胞被激活后随之活化，以NADPH作为电子供体，将单个电子转移至细胞外，使氧分子经单电子还原而生成O-2。
当“呼吸爆发”时，不同的细胞生成的O-2量也不一样。PMN耗氧量比单核细胞大，其生成O-2的量也大。嗜酸性粒细胞释放O-2量，在同样条件下比PMN（嗜中性粒细胞）大3倍，且持续的时间亦较长。
同一细胞在不同部位，不同状态下，所生成的O-2也不完全一致，如巨噬细胞在肺泡中比在腹腔中生成的O-2多。单核细胞在发炎区比在非发炎区生成的O-2量多。
吞噬细胞生成O-2释放到细胞外环境后，由于细胞外SOD、CAT（过氧化氢酶）含量较细胞外低，故细胞外清除O-2的能力亦较弱。因此自由基可对机体形成损害。
自由基对细胞的损害：主要是损害细胞膜与细胞膜上的多价不饱和脂肪酸（Polyunsaturatated fatty acid PUFA）结合，生成LPO，如OH.能从PUFA中吸取一个质子，生成脂肪酸自由基R.进一步生成脂肪酸过氧化自由基ROO.。
上述反应中如R.（脂肪酸自由基）不被及时清除，则可生成更多的自由基，加重对细胞及其间质的损害。而OH.可使生物膜上的多价不饱和脂肪酸生成LPO（脂类过氧化物），如自由基（ROO.）和脂质氢过氧化物（ROOH）。并可影响磷脂酶的活性，促使磷脂中花生四烯酸分解产生TXA2，这些物质均可损害细胞的结构及血管壁的完整性。使通透性增加，高分子物质渗出而致间质水肿。也可引起PMN在血管壁的粘附，使血流速度减慢。自由基可产生对PMN具有趋化性因子，使之在炎症区域聚集而致组织水肿。
（二）自由基与免疫
在细胞免疫中，自由基对淋巴细胞的增生分化；对淋巴细胞在刺激原作用下的反应性；以及对细胞的功能都有抑制作用。实验研究证明自由基能抑制T细胞，使淋巴细胞E花环形成率降低，这一现象可能由于自由基使细胞膜脂质过氧化，而干扰了E受体的构成部位或抑制了E受体的重要结构所致。自由基对B细胞克隆的形成亦有抑制作用。由于自由基能引起淋巴细胞功能减低，故可影响整个机体的免疫功能。
机体本身有阻止自身抗体形成的功能，当该功能障碍时就产生自身抗体，形成自身免疫性疾病。如红斑性狼疮、类风湿性关节炎等。这些自身免疫性疾病，经用自由基清除剂SOD（超氧化物岐化酶）治疗后，有一定的效果，因此说明自由基与自身免疫性疾病的发病有关。
抗原抗体复合物沉积于组织导致炎症，使用SOD后可抑制免疫复合物所致的炎症。此即证明炎症与自由基的作用有关。炎症时吞噬细胞被激活产生O-2，可加重炎症的反应，产生白细胞趋化因子，使白细胞在炎症区聚集，使血管壁的通透性增加，甚至损伤血管内皮细胞，引起组织水肿，因此认为自由基在炎症过程中起关键作用。使用自由基清除剂能抑制炎症的发展。
（三）自由基与休克
休克时体内自由基及LPO含量明显升高。LPO是自由基与细胞的多价不饱和脂肪酸作用后的产物，LPO升高既反映了自由基的增多，也反映了组织受累的程度，休克时的重要脏器如肝、肺、肾内LPO均显着升高，大量的自由基不但损害了组织细胞的结构，也引起了代谢功能的紊乱，甚至导致组织细胞死亡。通透性增加时自由基的重要作用之一，也是休克发病的重要机理，通透性增加的结果引起细胞及组织水肿。实验证明O-2使内毒素休克动物发生毛细血管通透性增加。脑水肿、肺水肿的发生也都与自由基有关。休克时内毒素通过补体C5激活PMN产生自由基，作用于肺，引起休克肺。作用于心脏，引起心功能障碍，及摄钙能力的降低，休克时发生的心力衰竭，一直认为是心肌抑制因子（MDF）的作用，现在已认识到MDF的产生也与自由有关。
（四）DIC
自由基在DIC的发生过程中起重要的作用。一系列的实验研究发现，感染性休克引起DIC时，血管壁的LPO明显增加，血小板有聚集现象，血管内皮细胞有损伤，这些变化都证明与自由基的作用有关，而给以SOD （过氧化氢酶）、CAT可防止此反应的发生。
（五）自由基与脑水肿
缺血缺氧可引起脑功能紊乱和组织水肿，但变化的高峰期是发生在血流恢复，供氧充分以后，由于次黄嘌呤被氧化成黄嘌呤和尿酸的速度加快，自由基产生增多，引起的病理变化和脑水肿也显着。当机体大量自由基侵袭时，细胞膜上的多价不饱和脂肪酸与之结合，形成LPO，LPO也是一种对机体有害的自由基，因而加剧了脑水肿的过程。
（六）自由基与多系统器官功能衰竭
感染时发生的多系统器官功能衰竭（MSOF），自由基起着重要的作用，当内毒素侵入机体，补体被激活后，血中C5a增加，内毒素与PMN（嗜中性粒细胞）表面的C5a受体结合，也可激活PMN，PMN被激活后，位于细胞膜上的NADPH氧化酶也被激活，催化分子氧单价还原，产生O-2，再与细胞膜上不饱和脂肪酸发生反应，产生LPO，LPO是活性很强的脂类自由基，因此可损伤细胞膜的结构和影响细胞的功能，而使通透性增加。酶的活性受抑制，影响膜的运转及代谢。造成细胞能量及物质代谢障碍。最后导致MSOF形成，MSOF的发生自由基起着重要的作用。因此血中自由基的水平，可以反映器官功能衰竭的状况，及自由基水平升高与器官功能衰竭的程度成正相关。因此也证明了自由基与脑水肿的发生有关。
（七）电离辐射损伤
电离辐射损伤与自由基的产生有关。当电离辐射作用于机体后，可产生自由基能损伤核酸与生物膜。当生物膜上的不饱和脂肪酸受到电离辐射的作用后，发生脂类过氧化的链式反应，损伤了生物膜的结构和功能、甚至使细胞的重要成分DNA也受到影响，导致细胞代谢的广泛障碍和功能损害。
三、自由基的清除
自由基可引起机体损伤产生疾病，但体内吞噬细胞能杀死入侵的微生物也与自由基的作用有关。吞噬过程中产生的H2O2其杀菌作用，可因髓过氧化物酶（MPO）的存在而加强。
正常体内有少量自由基产生，也有清除系统不断的清除。“产生”和“清除”维持动态的平衡状态，因此不使机体遭受伤害。但当自由基产生过多或清除系统受到抑制时，则大量自由基存储体内，造成对机体的损害。
常用的自由基清除剂有以下几种。
（一）酶类自由基清除剂
1.超氧化物岐化酶（SOD） SOD是O-2的主要清除剂，在体内不同部位，其浓度水平也不完全一致，在胞浆与线粒体内的浓度比在细胞外液的浓度高。体内在合成SOD的过程中，常受O-2浓度的影响。如体内O-2的浓度高于正常水平时，SOD的合成能力也相应增强，但其加强的程度时有限度的。如O-2的产生超过SOD的清除能力，就发生O-2对机体的损害。
SOD属于金属酶，根据其结合金属离子种类的不同，而有Cu、Zn-SOD，Mn-SOD，Fe-SOD等，都可催化O-2歧化为H2O2与O2。由于SOD能清除O-2，所以在防治某些疾病的炎症，防御氧的毒性及抗辐射损伤，甚至预防衰老等方面都起着重要的作用，因此越来越受到人们的重视。
2.过氧化氢酶（CAT） CAT存在于绿色植物或动物的肝及红细胞内，主要生理功能是催化H2O2分解为H2O与O2，使H2O2不与O-2作用生成有害的OH.。CAT可以阻止红细胞中H2O2与氧化血红蛋白作用，生成高铁血红蛋白，CAT不仅能清除细胞内产生的H2O2，并能清除O-2经SOD转变催化过程中产生的H2O2。
3.谷胱甘肽氧化物酶（GSHPX） 是清除H2O2与许多脂类氢过氧化物（ROOH）的酶，可使H2O2转变为H2O，使ROOH还原为ROH，在催化反应中需要GSH作为氢的供体，其反应式如下：
GSHPX的作用：①有清除脂类氢过氧化物的作用，其清除的速度取决于GSHPX的浓度。②有些组织中不含有CAT，但含有较多的GSHPX在代谢过程中所产生的H2O2，可被GSHPX所清除，故不致使H2O2对机体造成损害。③GSHPX可清除脂类氢过氧化物，减轻对机体的损害，预防脂类过氧化，可延迟细胞老化，因此有预防衰老的作用。CAT与GSHPX有协同作用。清除H2O2主要靠CAT，也可被GSHPX所分解。如脑组织中虽无CAT，但所生成的H2O2仍可被GSHPX所清除。
（二）抗氧化剂
