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Chapter 01 水钠、 钾代谢紊乱
低容量性低钠血症 / 低渗性脱水
⒈ 原因和机制: 肾内或肾外失大量液体或液体集聚在第三间隙后处理不当 ①经肾丢失[长期连续使用高效利尿药、 肾上腺皮质功能不全、 肾实质性疾病、 肾小管酸中毒] ②肾外丢失[经消化道失液、 液体集聚在第三间隙、 经皮肤丢失] ③高渗性脱水处理不当[只给水未给电解质平衡液]
⒉ 对机体影响: ①细胞外液↓→低血容量性休克 ②血浆渗透压↓但无口渴感, 多尿和低比重尿但晚期可少尿 ③脱水貌[组织间液↓] ④肾失钠者尿钠↑; 肾外因素者低血容量→肾血流量↓→肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活→肾小管吸收钠↑→尿Na+↓ ⑤低渗症候群: 脱水貌、 早期尿量不减、 休克、 急性肾衰、 尿钠↓
低容量性高钠血症 / 高渗性脱水
⒈ 原因和机制: ①水摄入↓[进食困难等] ②水丢失↑[⑴呼吸道粘膜通气过度不显性蒸发↑ ⑵大量出汗 ⑶肾型或中枢性尿崩症 ⑷胃肠道: 呕吐、 腹泻及消化道引流及渗透性利尿] ③未及时得到水分补充
⒉ 对机体影响: ①口渴 ②胞外液含量↓ ③胞内液向胞外液转移 ④血液浓缩 ⑤严重者脑细胞严重脱水→中枢神经系统功能障碍 ⑥小儿严重病例皮肤蒸发水分↓→脱水热 ⑦高渗症候群: 少尿、 口渴、 脱水热
高容量性低钠血症 / 水中毒
⒈ 原因和机制: 低渗性体液体内潴留胞内外液↑→重要器官功能障碍 ①水摄入过多 ②水排出↓[多于急性肾功能衰竭→ADH分泌过多] ③应激
⒉ 对机体影响: 常急性肾功能障碍又输液不当者 ①胞外液量↑血液稀释 ②胞内水肿 ③中枢神经系统症状[头痛呕吐、 淡漠、 嗜睡等] ④实验室检查见血液稀释, 早期尿量↑尿比重↓
水肿的发病机制及影响
⒈ 血管内外液体交换平衡失调: ①毛细血管流体静压↑→有效流体静压↑[充血性心力衰竭、 肿瘤压迫或静脉血栓、 动脉充血] ②血浆胶体渗透压↓[蛋白质合成障碍、 丧失过多、 分解代谢↑→血浆白蛋白含量↓] ③微血管壁通透性↑[各种炎症] ④淋巴回流受阻[恶性肿瘤]
⒉ 体内外液体交换平衡失调—钠、 水潴留: [球-管平衡失调] ①肾小球滤过率↓[广泛肾小球病变、 有效循环血量↓] ②近曲小管重吸收钠水↑[心房肽分泌↓、 肾小球滤过分数↑(充血性心力衰竭或肾病综合症)] ③远曲小管和集合管重吸收钠水↑[醛固酮分泌↑(分泌↑—充血性心衰肾病综合症肝硬化腹水、 灭活↓—肝硬化)、 抗利尿激素分泌↑(充血性心衰、 肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活→血管紧张素Ⅱ↑)]
⒊ 对机体影响: ①炎性水肿稀释毒素、 运送抗体等具抗损伤作用 ②影响的大小取决于水肿部位、 程度、 发生速度及持续时间 ③细胞营养障碍 ④影响器官组织功能活动
低钾血症
⒈ 原因和机制: ①钾的跨细胞分布异常[碱中毒、 药物如胰岛素或毒物作用、 低钾性周期性麻痹] ②钾摄入不足[不吃也排] ③钾丢失过多[⑴ 经肾的过度失钾(利尿剂、 肾小管性酸中毒、 盐皮质激素过多、 镁缺失) ⑵肾外途径的过度失钾(经胃肠道丢失消化液、 经皮肤过量出汗)]
⒉ 对机体影响: 低钾血症→膜电位异常, 缺钾→细胞代谢障碍、 缺钾+低钾→酸碱异常
⑴ 低钾血症对心肌的影响: ①心肌生理: 心肌兴奋性↑[胞膜对K+通透性↓→静息膜电位绝对值|Em|↓→与阈电位差距↓]、 传导性↓[|Em|↓→0相去极化速度↓]、 自律性↑[内向Na+电流>外向K+电流→自动除极化速度↑]、 收缩性↑[膜对Ca2+通透性↑→内流加速→兴奋-收缩耦联↑] ②心肌电生理: T波低平、 U波增高、 ST波下降 ③心肌损伤: 心律失常和对洋地黄类强心药物毒性敏感性↑
⑵ 低钾血症对神经肌肉的影响: 骨骼肌明显松弛无力、 重者肌麻痹; 平滑肌无力甚至麻痹、 胃肠道运动功能↓甚至麻痹性肠梗阻
⑶ 细胞代谢障碍有关损伤: 缺钾引起细胞结构和功能损害, 典型有骨骼肌[横纹肌溶解]和肾脏损伤[尿浓缩功能↓→多尿]
⑷ 对酸碱平衡的影响: 倾向于诱发代谢性碱中毒[低钾血症H+内流↑、 肾脏排氨↑]
⒊ 防治的病生基础: 先口服后静脉、 见尿补钾、 控制量和速度, 三不宜[浓度过高、 日补量过大、 速度过快], 三注意[尿量、 心脏情况、 血钾浓度]
高钾血症
⒈ 原因和机制: ①肾排钾障碍: 肾小球滤过率GFR↓, 远曲小管、 集合小管的泌K+功能受阻 ②钾跨细胞分步异常[细胞内K+移出超过肾代偿排出能力时血钾浓度↑]: 酸中毒、 高血糖合并胰岛素不足、 药物作用、 高钾性周期性麻痹 ③摄钾过多 ④假性高钾血症[测得的血清家浓度↑而实际的在体血浆钾或血清钾浓度并未↑, 常见因采集血样时发生溶血]
⒉ 对机体影响: ①影响心肌生理: 心肌兴奋性先↑后↓、 传导性↓[|Em|↓→0相去极化速度↓, 快Na+通道失活后由Ca2+内流完成0相去极化→传导性更↓]、 自律性↓[4相K+外向电流↑→延缓4相净内向电流自动除极化效应]、 收缩压↓ ②心肌电生理[T波高尖, P波和QRS波振幅↓、 间期增宽, S波增深] ③功能损伤: 各种心律失常 ④对骨骼肌的影响[骨骼肌兴奋性随血钾↑而先↑后↓] ⑤对酸碱平衡影响[倾向于诱发代谢性酸中毒]
高渗性、 低渗性、 等渗性脱水比较
渗透性
血钠含量
失水部位
口渴
尿少
脱水貌
血压↓
高渗性脱水
↑
↑
ICF
(+)
(+)
(-)
(-)
低渗性脱水
↓
↓
ECF
(-)
(-)
(+)
(+)
等渗性脱水
N
N
ECF
(-)
+
(-)
(+)
Chapter 02 酸碱平衡紊乱
酸碱平衡的调节
㈠ 血液的缓冲作用: 缓冲酸+缓冲碱, 有: 碳酸氢盐缓冲系统、 血红蛋白和氧合血红蛋白缓冲系统、 磷酸盐缓冲系统、 血浆蛋白缓冲系统
㈡ 肺的调节作用: 改变CO2排出量调节血浆碳酸浓度; 呼吸运动调节机制: ①中枢调节[重要]: PaCO2升高→脑脊液和脑间质液的pH↓→中枢化学感受器刺激→呼吸中枢兴奋→肺通气量↑ ②外周调节: 外周感受器刺激→反射性呼吸中枢兴奋→呼吸加深加快
㈢ 肾的调节作用: 调节固定酸, 经过排酸或保碱作用维持HCO3-浓度调节pH值, 肾小管上皮不断泌H+重吸收NaHCO3, 如不够则经过磷酸盐的酸化和泌NH4+生成新的NaHCO3补充
⑴ NaHCO3重吸收: 近曲小管[H+-Na+交换(泌H+收Na+)伴HCO3-重吸收, 经基侧膜Na+-HCO3-载体入血循环]、 远曲小管[远端酸化作用, H+-ATP酶作用泌H+同时Cl--HCO3-交换方式重吸收HCO3-]
⑵ 磷酸盐酸化: 尿液中磷酸盐转变为H2PO4-
⑶ NH4+排出: 近曲小管上皮细胞产NH4+, 由谷氨酰胺酶水解谷氨酰胺产生
㈣ 组织细胞的调节作用: [红细胞、 肌细胞和骨组织] 经过细胞内外液离子交换进行→酸中毒时往往伴有高钾血症
反映酸碱平衡的常见检测指标及其意义
① pH与H+浓度: 是酸碱度指标, 取决于HCO3-与H2CO3比值, 正常值7.40±0.05, <7.35为失代偿性酸中毒、 >7.45为失代偿性碱中毒; 正常可能有: 无紊乱、 代偿性酸碱中毒阶段、 混合型酸碱平衡紊乱, 需进一步测PaCO2
② 动脉血CO2分压: 血浆中呈物理溶解状态的CO2分子产生的张力, 正常值40[33~46]mmHg, <33肺通气过度见于呼吸性碱中毒和代偿后代谢性酸中毒、 >46肺通气不足见于呼吸性酸中毒和代偿后碱中毒
③ SB: 标准碳酸氢盐, 标准情况下[PaCO240、 38℃、 血红蛋白氧饱和度为100%]测得的血浆中HCO3-的量, 不受呼吸影响是判断代谢因素的指标, 正常值24[22~27]mmol/L, 代谢性酸中毒时↓代谢性碱中毒时↑, 呼吸性酸碱中毒时由于肾作用可继发性↑或↓
④ AB: 实际碳酸氢盐, 隔绝空气条件下, 在实际PaCO2、 体温和血氧饱和度条件下测得的血浆HCO3-浓度, 正常时相等, SB↑AB↑代碱、 SB↓AB↓代酸、 SB<AB滞留呼吸性酸中毒、 SB>AB排出过多呼吸性碱中毒
⑤ BB: 缓冲碱, 以氧饱和的全血在标准状态下测定, 血液中一切具有缓冲作用的负离子间的总和, 正常值48[45~52]mmoll/L, 反映代谢因素的指标, BB↓代谢性酸中毒、 BB↑代谢性碱中毒
⑥ BE: 碱剩余, 标准条件下用酸或碱滴定全血标本至pH7.4时所需的酸或碱的量, 正常值-3.0~3.0mmol/L, 反映代谢因素的指标, BE负值↑代谢性酸中毒、 BE正值↑代谢性碱中毒
⑦ AG: 阴离子间隙, 血浆中未测定的阴离子UA与未测定的阳离子UC的差值([UA-UC]=[Na+-HCO3--Cl-]), 正常机体血浆中的阳离子与阴离子总量相等, 均为151mmol/L, AG波动范围12±2mmol/L, 反映血浆固定酸含量, 可帮助区分代谢性酸中毒的类型和诊断混合型酸碱平衡紊乱[>16mmol/LAG增高型代谢性酸中毒]
代谢性酸中毒
㈠ AG增高型代谢性酸中毒: 除了含氯以外的任何固定酸的血浆浓度增大时的代谢性酸中毒, 有AG↑、 血氯N、 血浆HCO3-↓
原因及机制: ⑴入酸↑: 摄入水杨酸类药[外源性固定酸]过多 ⑵产酸↑[HCO3-消耗]: 乳酸酸中毒[任何原因引起的缺氧或组织低灌流时都可使细胞内糖的无氧酵解↑引起乳酸↑; 或者严重肝疾患→乳酸利用障碍]、 酮症酸中毒[体内脂肪被大量动员: 糖尿病、 严重饥饿、 酒精中毒等] ⑶排酸↓: 急慢性肾炎、 排泄固定酸↓
㈡ AG正常型代谢性酸中毒: AG正常、 血氯↑、 血浆HCO3-↓
原因及机制: ⑴入酸↑: 摄入含氯酸性药[外源性固定酸]过多 ⑵HCO3-直接丢失过多: 严重腹泻、 小肠和胆道瘘管、 肠道引流、 大量碳酸酐酶抑制剂、 Ⅱ肾小管酸中毒、 大面积烧伤等 ⑶排酸↑: 急慢性肾炎、 泌H+↓
另外形成机制还有: 血液稀释[大量输入生理盐水等可造成稀释性代谢性酸中毒]、 高血钾等
⒈ 机体的代偿作用: ⑴血液缓冲及细胞内外离子交换缓冲代谢调节作用: 血浆缓冲系统、 细胞内缓冲系统[离子交换进入细胞, K+外移维持电平衡→酸中毒易引起高血钾] ⑵肺的代偿调节作用: [H+]↑→呼吸加深加快→通气量↑→CO2排出↑ ⑶肾的代偿调节作用: 排酸保碱作用↑[泌H+↑、 泌NH4+↑、 重吸收HCO3-↑]、 尿液酸性
⒉ 对机体影响: 主要引起心血管和中枢神经系统功能障碍
⑴ 心血管系统改变: 室性心律失常[血钾↑]、 心肌收缩力↓[机制: ①H+↑竞争性抑制Ca2+与心肌肌钙蛋白亚单位结合→抑制心肌兴奋-收缩藕联→心肌收缩性↓→心输出量↓ ②H+影响Ca2+内流 ③H+影响心肌细胞肌浆网释放Ca2+ ④但存在肾上腺素↑→正性肌力作用, 严重时有阻断肾上腺素对心脏作用收缩力↓]、 血管系统对儿茶酚胺的反应性↓[毛细血管前括约肌最明显]
⑵ CNS改变[意识迟钝昏迷→呼吸中枢血管运动中枢麻痹死亡]: 生物氧化酶类活性↓→脑组织能量供应不足、 谷氨酸脱羧酶活性↑→γ氨基丁酸↑→中枢抑制
⑶ 骨骼系统改变[生长缓慢或骨软化症]
呼吸性酸中毒
⒈ 原因及机制: 外呼吸通气障碍致CO2排出受阻、 CO2排出受阻吸入CO2过多导致PaCO2↑, 常见有: 呼吸中枢抑制、 呼吸道阻塞、 呼吸肌麻痹、 胸廓病变、 肺部疾患、 CO2吸入过多, 分有急性呼吸性酸中毒[中枢和呼吸肌麻痹急性心源性肺水肿等]和慢性呼吸性酸中毒[气道及肺部慢性炎症引起COPD及肺广泛纤维化]
⒉ 机体的代偿作用: 肺通气功能障碍引起, 因此主要靠血液非碳酸氢盐缓冲系统和肾代谢: ⑴急性呼吸性酸中毒主要靠细胞内外离子交换及细胞内缓冲[胞外H+与胞内K+交换细胞内缓冲, 主要有血红蛋白系统, 往往呈失代偿状态] ⑵慢性呼吸性酸中毒肾的代偿为主[能够呈代偿性]: 泌H+↑、 泌NH4+、 HCO3-重吸收↑、 尿液pH↓
⒊ 对机体影响: 血管运动[CO2直接舒张血管]和神经精神方面[肺性脑病]的障碍
代谢性碱中毒
⒈ 原因及机制: 能引起H+丢失或HCO3-进入细胞外液↑的因素都能够引起血浆HCO3-浓度↑: ⑴酸性物质丢失过多: ⒈经消化道丢失[剧烈呕吐或胃液引流] ⒉经肾丢失: ①利尿剂[抑制肾髓袢升支重吸收Cl-→Na+被动重吸收↓→远曲小管处尿量↑→泌H+泌K+↑→Na+重吸收↑同时Cl-排出→低氯性碱中毒] ②肾上腺皮质激素过多[继发性醛固酮↑→H+-ATP泵及保钠排钾促进H+排泌→低钾性碱中毒] ⑵HCO3-过量负荷[常为医源性] ⑶低钾性碱中毒[H+向细胞内移动] ⑷肝功能衰竭→血氨过高尿素合成障碍
⒉ 机体的代偿作用: ⑴ 血浆缓冲及细胞内外离子交换[pH↑、 低钾血症] ⑵肺代偿调节[H+↓→呼吸中枢抑制→呼吸变浅变慢→肺通气量↓→PaCO2或血浆H2CO3继发性↑] ⑶肾调节作用[泌H+↓、 泌氨↓、 HCO3-重吸收↓、 尿液pH↑]
⒊ 对机体影响: ⑴CNS功能改变: γ氨基丁酸转氨酶活性↑谷氨酸脱羧酶活性↓→γ氨基丁酸↓→中枢正常抑制↓→烦躁意识障碍等、 脑脊液[H+]↓→呼吸中枢抑制→呼吸变浅变慢 ⑵血红蛋白氧离曲线左移[血液pH↑→亲和力↑] ⑶神经肌肉应激性↑ ⑷低钾血症[可引起神经肌肉症状和心律失常]
呼吸性碱中毒
⒈ 原因及机制: 肺通气过多→CO2排出过多[低氧血症、 肺疾患、 呼吸中枢直接刺激或精神性障碍、 机体代谢旺盛、 呼吸机使用不当急性]
⒉ 机体的代偿作用: 代偿作用主要包括细胞内缓冲和肾排酸: ⑴细胞内外离子交换和胞内缓冲[H+与Na+、 K+交换移出胞外结合HCO3-、 H+进入红细胞→Cl-和CO2逸出→血浆H2CO3↑] ⑵肾代偿作用[泌H+↓、 泌氨↓、 HCO3-重吸收↓、 尿液pH↑]
⒊ 对机体影响: 脑血流量↓、 PaCO2↓, 比呼碱更易出现晕眩意识障碍等
单纯型酸碱平衡紊乱血气分析
酸碱失衡
HCO3-
PaCO2
pH
AB
SB
BB
AB vs SB
BE
代谢性酸中毒
↓
继发性↓
↓
↓
↓
↓
AB<SB
负值↑
呼吸性酸中毒
代偿性↑
↑
↓
↑
↑
↑
AB>SB
正值↑
代谢性碱中毒
↑
继发性↑
↑
↑
↑
↑
AB>SB
正值↑
呼吸性碱中毒
↓
↑
↑
↓
↓
↓
AB<SB
正值↑
混合型酸碱平衡紊乱
主要原因
pH
PCO2
HCO3-
主要特点
呼酸合并代酸
严重通气障碍[阻塞性肺病]+持续缺氧[休克]
↓↓
↓+↓↓→↑
↑+↓↓→↓
pH显著变化
PCO2、 HCO3-呈相反方向
呼碱合并代碱
通气过度[高热]+呕吐[胃液丢失]
↑↑
↓↓+↑→↓
↓+↑↑→↑
呼酸和并代碱
肺心病+利尿
±
↑↑+↑
↑+↑↑
pH正常范围内, PCO2、 HCO3-显著↑
呼碱合并代酸
发热+糖尿病
±
↓↓+↓
↓+↓↓
pH正常范围内, PCO2、 HCO3-显著↓
代酸和并代碱
上吐下泻
±
±
±
所有指标均正常
Chapter 03 缺氧
低张性缺氧
㈠ 低张性缺氧: 乏氧性缺氧, 以动脉血氧分压降低为基本特征的缺氧, 产生原因有:
⒈ 吸入气PO2过低: 肺泡进行气体交换的氧不足且血液向组织弥散氧速度减慢→组织供氧不足→细胞缺氧[大气性缺氧]
⒉ 外呼吸功能障碍: 肺通气功能障碍→肺泡气PO2↓, 肺换气功能障碍→经肺泡扩散到血液中氧↓→Pa O2和CaO2↓[呼吸性缺氧]
⒊ 静脉血流入动脉血: 有右向左分流的先天性心脏病患者, 未经氧合的静脉血直接掺入左心动脉血中→PaO2↓
血液性缺氧
㈡ 血液性缺氧: 等张性缺氧, 血红蛋白质或量改变致血液携带氧的能力↓而引起的缺氧, 产生原因:
⒈ 贫血: 血红蛋白含量↓→血液携氧能力↓→细胞供养不足[贫血性缺氧]
⒉ 一氧化碳中毒: ⑴CO与血红蛋白的亲和力是氧的210倍, 0.1%CO能够使50%血红蛋白失去携氧功能 ⑵CO与某个血红素结合后增加其它三个血红素对氧亲和力→已结合的氧释放减少 ⑶CO抑制红细胞糖酵解→2,3-DPG生成↓→氧解离曲线左移
⒊ 高铁血红蛋白血症: ⑴氧化剂存在下形成高铁血红蛋白( HbFe3+OH) 失去携氧能力 ⑵血红蛋白分子四个Fe2+一部分→Fe3+后使剩余Fe2+与氧亲和力↑→氧解离曲线左移→已结合的氧释放减少
循环性缺氧
㈢ 循环性缺氧: 低动力性缺氧, 组织血流量减少引起的组织供养不足, 产生原因:
⒈ 组织缺血: 动脉压↓或动脉阻塞造成组织灌注量不足[缺血性缺氧], 皮肤苍白
⒉ 组织淤血: 静脉压↑→血液回流受阻→毛细血管床淤血→组织缺氧[淤血性缺氧], 发绀
组织性缺氧
㈣ 组织性缺氧: 氧利用障碍性缺血, 组织供养正常的情况下因细胞不能有效地利用氧而导致的缺氧, 产生原因:
⒈ 抑制细胞氧化磷酸化: ⑴CN-与氧化性: 细胞色素氧化酶的Fe3+结合成氰化高铁细胞色素酶→阻碍其还原→呼吸链电子传递无法进行 ⑵砷化物抑制细胞色素氧化酶等蛋白巯基使细胞利用氧障碍 ⑶甲醇经过产物甲醛与细胞色素氧化酶结合导致呼吸链中断
⒉ 线粒体损伤: 引起细胞生物氧化障碍
⒊ 维生素缺乏: 抑制细胞生物氧化→氧利用障碍
各型缺氧血氧变化特点
缺氧类型
PaO2
CaO2
SaO2
CO2
A-VCO2
低张性缺氧
↓
↓
↓
N[血红蛋白]或↑[慢性缺氧者血红蛋白和RBC代偿↑]
↓或N[慢性缺氧着组织用氧能力代偿↑]
血液性缺氧
N
↓
N
CO2max↓
↓
循环性缺氧
N
N
N
CO2maxN
↑[细胞从单位血液中摄氧量↑]
组织性缺氧
N
N
N
CO2maxN
↓[不能充分利用氧]
△ 循环性缺氧发生左心衰竭或肺动脉拴塞后→广泛肺淤血缺血→肺泡气与血液交换失衡并发呼吸性缺氧→PaO2↓、 CaO2↓、 SO2↓
缺氧对机体呼吸系统的影响
⒈ 代偿性反应: PaO2<60mmHg→颈动脉体和主动脉体外周化学感受器→窦神经和迷走神经→延髓→呼吸加深加快→①肺泡通气量和肺泡气PO2↑→PaO2↑ ②胸廓运动↑→胸腔负压↑→回心血量、 心输出量、 肺血流量↑→血液摄取运输氧↑
⒉ 损伤性变化: ①高原肺水肿 ②中枢性呼吸衰竭PaO2<30mmHg时缺氧对呼吸中枢直接抑制作用超过PaO2降低对外周化学感受器的兴奋作用
缺氧对机体循环系统的影响
⒈ 代偿性反应: ⑴心输出量↑: 心率加快[PaO2↓→胸廓运动↑→肺牵张感受器→交感神经]、 心肌收缩力↑[PaO2↓→交感神经→儿茶酚胺释放↑→心肌细胞β肾上腺素受体→正性肌力]、 回心血量↑[胸廓运动↑] ⑵肺血管收缩: 电压依赖性钾通道介导的细胞内钙↑、 缩血管物质增多占优势、 肺血管α肾上腺素受体密度较高→交感兴奋时肺小动脉收缩 ⑶血流重新分布心脑供血↑: 心脑组织生成大量扩血管物质、 心脑血管平滑肌细胞膜KCa、 KATP开放→钾外向电流↑→胞膜超极化→Ca2+入胞↓→血管平滑肌松弛→血管扩张、 不同血管对儿茶酚胺反应性不同 ⑷组织毛细血管密度↑
⒉ 损伤性反应: ①肺动脉高压 ②心肌舒缩功能↓ ③心律失常[窦性心动过缓、 期前收缩、 心室纤颤] ④回心血量↓[扩血管物质]
缺氧对机体血液系统的影响
⒈ 代偿性反应: ⑴红细胞和血红蛋白↑ ⑵红细胞向组织释放氧的能力↑: 2,3-DPG[调节血红蛋白运氧能力]↑→氧离曲线右移
△ 2,3-DPG↑机制: ⑴生成↑[缺氧→脱氧血红蛋白↑→游离2,3-DPG↓→糖酵解↑→2,3-DPG↑] ⑵分解↓[pH↑抑制2,3-DPG磷酸酶]
⒉ 损伤性反应: ⑴红细胞↑→血粘滞度↑→血流阻力↑→心脏后负荷↑→心力衰竭 ⑵2,3-DPG过多→血红蛋白与氧结合↓→CaO2↓
缺氧后组织细胞的变化
⒈ 代偿性反应: ⑴细胞利用氧的能力↑[线粒体数目和膜表面积↑、 呼吸链中酶↑] ⑵糖酵解↑[缺氧→ATP生成↓→ATP/ADP↓→磷酸果糖激酶激活] ⑶肌红蛋白↑ ⑷低代谢状态
⒉ 损伤性反应: 缺氧性细胞损伤主要是细胞膜、 线粒体、 溶酶体的改变
⑴ 细胞膜损伤: 离子泵功能障碍、 膜通透性↑、 膜流动性↓、 膜受体功能障碍: 钠离子内流[缺氧→ATP↓→钠泵功能障碍→胞内钠水潴留]、 钾离子外流[膜通透性↑→钾离子顺浓度差出胞→影响合成代谢和酶功能]、 钙内流[膜通透性↑→钙离子顺浓度差入胞→激活磷脂酶损伤细胞膜和细胞器膜、 肌浆网钙摄取↓、 形成不溶性磷酸钙加重ATP不足、 促进氧自由基生成]
⑵ 线粒体损伤: PO2降至1mmHg时抑制线粒体内脱氢酶功能→ATP↓, 严重时可有结构损伤
⑶ 溶酶体损伤: 钙超载、 酸中毒→磷脂酶激活→溶酶体膜稳定性↓
Chapter 04 发热
内致热原的概念与种类
⒈ 内生致热原: 产EP细胞在发热激活物的作用下产生和释放的能引起体温升高的物质
⒉ 内生致热原种类: 白细胞介素-1[单核巨噬内皮星状角质肿瘤细胞等在发热激活物的作用下所产生多肽类物质]、 肿瘤坏死因子[葡萄链球菌内毒素等诱导巨噬淋巴细胞等产生和释放]、 干扰素[一种抗病毒、 抗肿瘤作用的蛋白质, 主要由白细胞所产生]、 白细胞介素-6[单核细胞、 成纤维细胞和内皮细胞等分泌的细胞因子, ET、 病毒、 IL-1、 TNF、 血小板生长因子等可诱导其产生和释放]、 内皮素等
⒊ 内生致热原产生释放机制:
⑴产EP细胞激活: 产EP细胞与发热激活物如脂多糖LPS结合后即被激活从而始动EP合成; 在上皮细胞和内皮细胞LPS与血清中LPS结合蛋白LBP形成复合体→LBP将LPS转移给sCD14→LPS-sCD14复合物作用于细胞受体; 在单核/巨噬细胞则形成LPS、 LBP、 sCD14三重复合物→启动细胞内激活
⑵EP产生与释放: TLR将LPS信号传入细胞内→激活核转录因子→启动细胞因子的基因表示合成内生致热源→EP合成后即释放
发热时的体温调节机制
Ⅰ、 体温调节中枢: POAH对发热时的体温产生正向影响, VSA、 MAN对发热时的体温产生负向影响, 正负调节相互作用的结果决定调定点上移的水平及发热的幅度和时程
Ⅱ、 致热信号传入中枢的途径: EP经过血脑屏障入脑, 经过OVLT作用于体温调节中枢、 EP经过迷走神经向体温调节中枢传递发热信号
Ⅲ、 发热中枢调节介质: EP→作用于体温调节中枢→释放发热中枢介质→改变调定点
⒈ 正调节介质: ⑴前列腺素E ⑵Na+/Ca2+比值 ⑶环磷酸腺苷 ⑷促肾上腺皮质激素释放素 ⑸一氧化氮
⒉ 负调节介质: ⑴静氨酸加压素 ⑵黑素细胞刺激素 ⑶膜联蛋白A1
体温调节方式: 体内外发热激活物→产EP细胞→EP产生并释放→EP经血循环入颅内→POAH或OVLT附近→中枢发热介质释放→相应神经元→调定点↑→调定点>中心温度→调节中枢对产热和散热进行调整→体温升高到与调定点相适应的水平
物质代谢变化: 糖代谢↑[产生氧债]、 脂肪代谢↑、 蛋白质代谢↑[负氮平衡]、 Na+和Cl-排泄↓
发热的时相及各项特点
⒈ 体温上升相: 正调节占优势, 调定点↑→散热↓产热↑→皮温↓→寒战、 代谢↑、 鸡皮疙瘩→负调节中枢激活→负调节介质→限制调定点↑和体温↑→体温↑水平决定于正负调节机制相互作用→调定点↓至正常水平→体温↓至正常水平
⒉ 高温持续相: 体温与新调定点相适应→寒战停止、 体温高于正常、 鸡皮疙瘩消失→散热出现→持续时间随病因而变→皮肤口唇干燥
⒊ 体温下降相: 激活物控制/消失→EP及介质消除/溶解→调定点回到正常水平→散热↑产热↓→体温↓至正常水平→汗腺分泌↑↑重者脱水
Chapter 05 细胞凋亡与疾病
细胞凋亡与坏死的比较
坏死
凋亡
性质
病理性, 非特异性
生理性或病理性, 特异性
诱导因素
强烈刺激, 随机发生
较弱刺激, 非随机发生
生化特点
被动过程, 无新蛋白合成, 不耗能
主动过程, 有新蛋白合成, 耗能
形态变化
细胞肿胀、 细胞结构全面溶解、 破坏
胞膜及细胞器相对完整, 细胞皱缩, 核固缩
DNA电泳
弥散性溶解、 电泳呈均一DNA片状
DNA片状化, 电泳呈”梯”状条带
炎症反应
溶酶体破裂、 局部炎症反应
溶酶体相对完整、 局部无炎症反应
凋亡小体&基因调控
无
有
凋亡发生机制
⒈ 氧化损伤: 氧自由基破坏机体正常氧化/还原动态平衡→生物大分子氧化损伤→氧化应激→氧化损伤[包括诱导细胞凋亡], 机制: ①氧自由基→DNA损伤→激活P53基因→凋亡 ②DNA损伤→活化多聚ADP核糖合成酶→NAD快速耗竭→ATP消耗→凋亡 ③攻击膜上不饱和脂肪酸→脂质过氧化→细胞膜损伤→凋亡 ④氧化应激→激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶→膜的发泡现象 ⑤氧化应激→薄膜结构破坏→Ca2+内流↑→诱导凋亡 ⑥氧化应激→活化核转录因子NF-Κb等→加速凋亡相关的一些基因的表示→诱发凋亡
⒉ 钙稳态失衡: ①激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶降解DNA链 ②催化谷氨酰胺转移酶有利于凋亡小体形成 ③激活核转录因子加速凋亡相关基因转录 ④Ca2+在ATP配合下使DNA展开暴露核小体间连接区内酶切位点
⒊ 线粒体损伤: 线粒体内外膜间的PTP具调节线粒体膜通透性作用, 凋亡诱因→线粒体内膜跨膜电位↓→PTP开放→通透性↑→凋亡启动因子释放→Cyt.C+Apaf激活Caspase 9→Caspase 3激活并由AIF增强其水解活性→蛋白质水解→细胞凋亡; 其次, AIF还可激活核酸内切酶→DNA断裂→细胞凋亡
Chapter 06 应激
应激的神经内分泌调节
篮斑-去甲肾上腺素能神经元/交感-肾上腺髓质系统LC/NE: 基本组成单元为脑干的去甲肾上腺素能神经元及交感-肾上腺髓质系统; 基本效应: ⑴引起紧张、 焦虑的情绪反应 ⑵存在应激启动HPA轴的关键结构 ⑶外周效应: 血浆肾上腺素、 去甲肾上腺素浓度↑→调节机体对应激的急性反应[儿茶酚胺↑→组织供血更充分防御↑、 交感神经活动↑→消极作用如耗能心肌耗氧血液粘滞性应激性损伤↑、 α受体激活抑制胰岛素分泌β受体激活刺激以高血糖素分泌→血糖↑供能↑]
下丘脑-垂体-肾上腺皮质激素系统HPA: 基本组成单元为下丘脑室旁核、 腺垂体和肾上腺皮质; 基本效应: ⑴中枢效应: HPA轴兴奋释放中枢介质CRH[激活HPA轴的关键环节 ①刺激ACTH分泌进而CG↑ ②调控应激时的情绪反射 ③内啡肽释放的促激素 ④促进篮斑-去甲肾上腺素能神经元活性]和ACTH ⑵外周效应[①CG↑及随之的血糖↑ ②改进心血管功能 ③稳定溶酶体膜减少细胞损伤 ④抑制炎症反应] ⑶慢性应激CG持续↑的不利影响[①对免疫炎症反应明显抑制 ②生长发育缓慢 ③蛋白质分解过多氮氧平衡 ④抑制组织再生 ⑤抑制性、 甲状腺轴]
应激的细胞体液反应
热休克蛋白: 热应激或其它应激时细胞新合成或合成↑的一组蛋白质, 主要在细胞内发挥功能属非分泌型蛋白质
HSP的基本功能: 涉及细胞的结构维持、 更新、 修复、 免疫等, 基本功能为 ①帮助新生蛋白质的正确折叠、 移位、 维持[结构型] ②受损蛋白质的修复、 移除、 降解[诱导型] ③提高细胞应激能力 ④调节Na+-H+-ATP酶活性, 在蛋白质水平起防御保护作用, 被称为”分子伴娘”
急性期反应蛋白: 感染、 炎症或组织损伤等应激原可诱发机体出现快速启动的防御性非特异性反应, 如体温升高血糖升高血浆中某些蛋白质浓度升高等, 这种反应称为急性期反应, 这些蛋白质称为急性期反应蛋白, 属分泌型蛋白
AP主要生物学功能: 机体对感染、 损伤的反应可分为两个时期: ㈠急性反应时相——急性期反应蛋白浓度迅速↑ ㈡迟缓期或免疫时相——免疫球蛋白大量生成, 两个时相构成机体对外界刺激的保护性系统: ①抑制蛋白酶[避免蛋白酶对组织的过度损伤] ②清除异物和坏死组织[以急性期蛋白中C反应蛋白作用最明显] ③抗感染、 抗损伤 ④结合、 运输功能
应激性溃疡的概念和发生机制
应激性溃疡: 病人在遭受各类重伤、 重病和其它应激情况下出现胃、 十二指肠粘膜的急性病变, 主要表现为胃、 十二指肠粘膜的溃烂、 浅溃疡、 渗血等, 是由应激直接引起的应激性疾病
⒈ 胃、 十二指肠粘膜缺血: 最基本条件, 胃粘膜屏障破坏、 H+在粘膜内积聚造成损伤、 粘膜再生能力↓
⒉ 胃腔内H+向粘膜内的反向弥散: 必要条件
⒊ 其它: 如酸中毒、 胆汁逆流等次要因素也参与应激性溃疡的发病
Chapter 07 弥散性血管内凝血
弥散性血管内凝血的病因、 发病机制及影响其发展的因素
常见病因有感染性疾病、 恶性肿瘤、 产科意外和手术及创伤, 主要机制有:
⑴ 严重组织损伤组织因子释放, 启动凝血系统: 组织损伤及肿瘤细胞破坏等→大量组织因子入血→TF+FⅦ/Ⅶa→Ⅶa-TF复合物→外源性凝血系统启动
⑵ 血管内皮细胞损伤及微循环局部凝血、 抗凝功能失调: 感染、 缺氧酸中毒、 抗原抗体复合物等损伤血管内皮细胞产生一下作用: ①损伤内皮释放TF→凝血系统启动 ②内皮细胞抗凝作用↓ ③内皮细胞产生tPA↓PAI-1↑→纤溶活性↓ ④内皮损伤→NO、 PGI2、 ADP酶↓→抑制血小板黏附聚集功能, 暴露的胶原使血小板黏附聚集功能↑ ⑤经过FⅫa激活内源性凝血系统及激活补体系统进而激活激肽系统
⑶ 血细胞的大量破坏, 血小板被激活: 红细胞破坏→释放ADP→促进血小板黏附聚集功能, 红细胞膜磷脂浓缩→局限凝血因子→大量凝血酶生成, 白血病化疗白细胞被破坏释放促凝物质, 血小板激活黏附聚集
⑷ 促凝物质入血: ①急性坏死性胰腺炎→胰蛋白酶入血→凝血酶原激活→凝血酶↑ ②蛇毒等可激活FⅩ或加强因子Ⅴ活性等, 也可直接使凝血酶原变成凝血酶 ③肿瘤因子分泌促凝物质→激活FⅩ
其影响因素包括: ①单核巨噬细胞系统功能受损[吞噬功能障碍或功能封闭] ②肝功能严重障碍[凝血、 抗凝、 纤溶过程失调] ③血液高凝状态[妊娠、 酸中毒等] ④微循环障碍[休克血液淤滞等]
兔脑脊液诱发DIC的机制: ①脑捣烂物质+有机溶剂溶解→外源性 ②组织因子+磷脂[反应表面]+颗粒激活→FⅫ因子→内源性 ③内源性+外源性→DIC
严重感染引起DIC的机制:
⑴ 内毒素及严重感染→TNFa、 IL-1等细胞因子→TF表示↑, TM、 HS表示↓→内皮细胞变为促凝状态
⑵ 内毒素损伤内皮细胞暴露胶原→血小板黏附聚集并释放ADP、 TXA2等→进一步促进血小板黏附聚集
⑶ 严重感染时释放细胞因子激活白细胞释放蛋白酶和活性氧等炎症介质损伤内皮细胞→抗凝功能↓
⑷ 内皮细胞产生tPA↓, 产生PAI-1↑→纤溶活性↓
弥散性血管内凝血的功能代谢变化
⒈ 出血: 最初表现, 多部位出血倾向
⑴ 凝血物质被消耗而减少: 若血小板和凝血因子消耗过多代偿不足→凝血过程障碍
⑵ 纤溶系统激活: Ⅻ因子→Ⅻa、 富含纤溶酶原的器官因微血管血栓缺血坏死、 缺血等使血管内皮细胞损伤、 应激时肾上腺素等作用→内皮细胞合成释放纤溶酶原激活物↑
⑶ FDP形成: 纤溶酶水解纤维蛋白原Fbg[FPA+FPB+X+Y+D]和纤溶蛋白Fbn[X’+Y’+D+E’+其它片段] ①X、 Y、 D片段可妨碍纤维蛋白单体聚合 ②Y、 E片段有抗凝血酶作用 ③多数碎片可与血小板膜结合→降低其黏附聚集释放功能
⑷ 微血管通透性↑: 缺氧酸中毒、 损伤性细胞因子、 氧自由基→内皮细胞损伤
⒉ 器官功能衰竭: 凝血系统激活→全身微血管微血栓形成→缺血性器官功能障碍, 微血栓溶解→缺血-再灌注损伤
具体有: 肾[双侧肾皮质坏死、 急性肾衰竭]、 肺[肺出血、 水肿、 萎陷]、 肝[黄疸、 肝功能衰竭]、 消化系统[消化道出血、 呕吐腹泻]、 肾上腺皮质出血坏死[华-佛综合症]、 垂体坏死[席汉综合症]
⒊ 休克: ①微血栓→回心血量↓ ②出血→血容量↓ ③冠状动脉血管栓塞→心肌营养供应↓ ④缺血酸中毒→心肌舒缩↓ ⑤血管扩张→血管容量↑ ⑥血管通透性↑→血粘度↑
⒋ 贫血: 微血管病性溶血性贫血, 其特征是外周血可见一些形态各异的变形红细胞即裂体细胞
Chapter 08 休克
休克的分期和发病机制
Ⅰ、 休克早期( 代偿期) : 少灌少流、 灌少于流
微循环缺血性, 小血管收缩或痉挛、 真毛细血管关闭[血流量↓]、 血液经过直接通路和开放的动-静脉吻合支回流[灌流量↓]
微循环改变机制:
⑴ 有效循环血量↓→血压↓→压力感受器→交感肾上腺髓质系统兴奋→CAs大量释放入血→[①交感缩血管纤维α肾上腺素受体→微血管收缩→毛细血管前阻力↑→灌流量↓ ②β肾上腺素受体→动-静脉吻合支开放→营养性血流↓ ③代偿性心率↑] ⑵AngⅡ→收缩血管
微循环改变代偿意义:
⑴ 血液重新分布: 脑动脉和冠状动脉血管对CAs不敏感悟明显变化, 移缓救急保证心脑血液供应
⑵ 自身输血: 肌性微静脉和小静脉收缩→肝脾储血库紧缩→血管床容量↓→回心血量↑→维持动脉血压
⑶ 自身输液: 微动脉后微动脉等比微静脉对CAs敏感→毛细血管前阻力>后阻力→组织液回到血管→回心血量↑→维持动脉血压
⑷ 交感神经兴奋→儿茶酚胺↑→心率↑心肌收缩力↑→心输出量↑
Ⅱ、 休克进展期( 可逆性失代偿期) : 灌多流少、 血液淤滞
微循环淤血性缺氧期, 淤血、 内脏微血管自律运动消失、 微动脉后微动脉痉挛↓、 血液大量由毛细血管前括约肌进入真毛细血管网
微循环改变机制: 与长时间微血管收缩和缺血缺氧、 酸中毒、 体液因子有关
⑴ 酸中毒: 血管平滑肌对CAs反应性↓
⑵ 微循环障碍→局部舒血管代谢产物↑: 组胺、 ATP分解产物腺苷、 激肽类物质↑→血管平滑肌舒张、 毛细血管扩张
⑶ 血液流变学改变: 血流缓慢→红细胞凝集、 组胺→血管通透性↑→血浆外渗血粘度↑、 灌流压↓→白细胞滚动黏附于内皮细胞→释放氧自由基和溶酶体酶及毛细血管后阻力↑
⑷ 内毒素: 后期常有肠源性细菌和LPS入血→毒素激活巨噬细胞→NO↑→血管平滑肌舒张、 持续低血压
微循环改变结果:
⑴ 自身输液、 自身输血停止: 毛细血管血流淤滞→管内流体静压↑→自身输液停止、 组胺等→毛细血管通透性↑→血浆外渗血液浓缩、 静脉系统容量血管扩张→血管床容积↑→回心血量↓→自身输血失效
⑵ 恶性循环形成: 血管床大量开放→血液淤积→回心血量↓→心输出量和血压↓→交感-肾上腺髓质系统兴奋→灌流量↓→缺氧、 恶性循环
淤血性缺氧期的临床表现及产生机制:
⑴ 血压进行性↓: ① 有效循环血量↓↓ ② 心输出量↓ ③ 外周阻力↓
⑵ 血液淤滞, 流动阻力↑
⑶ 广泛组织、 器官功能障碍和严重内环境紊乱, 微循环淤血→
①回心血量↓→心输出量↓→动脉血压↓↓( 脑缺血→神情淡漠) 肾血液灌流量↓( 少尿无尿)
②肾淤血→少尿无尿
③皮肤淤血→皮肤发绀出现花斑
Ⅲ、 休克晚期( 休克难治期)
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