生命科学论坛-病理生理学笔记

病理生理学笔记XP 病理生理学 (pathophysiology) 第一章 绪 论第一节 病理生理学的任务地位与内容 (一) 主要任务 病理生理学是研究患病机体的生命活动规律与机制的基础医学学科。 以患病机体为对象 以功能与代谢变化为重点 研究疾病发生发展的规律与机制 (二)地位桥梁学科 正常人体 患病人体 疾病诊治 形态结构 解剖、组织 病理解剖学 功能代谢 生理、生化 病理生理学 临床各科 （三）内容 疾病概论基本病理过程各系统病理生理学1. 疾病概论 :又称病理生理学总论，主要论述的是疾病的概念、疾病发生发展的中 具有普遍规律性的问题。 2. 基本病理过程(pathological process) : 又称典型病理过程是指在多种疾病过程中可能出现的共同的、成套的功能、代谢和形态结构的病理变化。 3. 各系统病理生理学又称病理生理学各论 主要讲 述体内重要系统的不同疾病在发生发展过程中可能出现的一些常见的共同的病理生理变化及机制。风湿性心脏病肺原性心脏病高血压性心脏病缺血性心脏病如何学好病理生理学 概念要清楚第二节 主要研究方法 1. 动物实验 在动物身上复制人类疾病的模型 动物的自发性疾病临床观察以不损害病人健康为前提，观察患病机体的功能代谢变化 第二章 疾病概论 病因学 发病学第一节 健康与疾病健康(health)的概念：健康不仅是没有疾病，而且是一种身体上、精神上和社会上的完全良好状态。 疾病(disease)的概念：疾病是指在一定条件下受病因的损害作用后，因机体自稳调节紊乱而发生的异常生命活动过程。 症状（symptom）：是指疾病所引起的病人主观感觉的异常 体征 (sign): 是指通过各种检查方法在患病机体发现的客观存在的异常第二节 病因学(etiology)研究疾病发生的原因与条件及其作用的规律 一、疾病发生的原因 (一) 致病因素的概念： 能够引起某一疾病并决定疾病特异性的因素称为致病因素，简称为病因。(二) 病因的分类1. 生物性因素: 指病原微生物和寄生虫 侵袭力(invasiveness)：是指致病因素侵入 机体并在体内扩散 和蔓延的能力毒力(toxicity)：是指致病因素产生内毒素和外毒素的能力2.理化性因素 物理性因素：机械力、温度、气压、电流、电离辐射、噪声等 化学性因素：无机及有机物、动植物毒性物质 3营养性因素 指各类必需或营养物质缺乏或过多。4遗传性因素 因遗传物质改变引起 基因突变：主要是由基因的化学结构改变所引起 染色体的畸变：主要表现为染色体总数或结构的改变 遗传易感性：具有易患某种疾病的遗传素质5. 先天性因素 指能够损害胎儿生长发育的有害因素6.免疫性因素 变态反应或超敏反应 ：指机体免疫系统对一些抗原发生异常强烈的反应，致使组织细胞损伤和生理功能障碍。 自身免疫性疾病(autoimmune disease)： 对自身抗原发生免疫反应并引起自身组织的损害造成的疾病。 免疫缺陷病(immunodeficiency disease)：因体液免疫或细胞免疫缺陷所引起的疾病。 7. 其他因素：主要指精神、心理和 社会因素等。(三) 病因在疾病发生中的作用二、疾病发生的条件1. 概念：影响疾病发生的各种因素。2. 条件在疾病中的作用： 不是疾病发生所必须的因素； 作用于病因或/和机体 ，通过 增强或削弱病因的致病力或 增强或削弱机体的抵抗力促 进或阻碍疾病的发生。诱因(precipitating factor)的概念： 通过作用于病因或机体促进疾病发生发展的因素。 第三节 发病学（pathogenesis）研究疾病发生发展及转归的一般 规律和共同机制。一、疾病发生发展的一般规律 (一) 因果交替规律： 在原始病因作用下，机体发生某些变化，前者为因，后者为果；而这些变化又作为新的发病学原因，引起新的变化，如此因果不断交替、相互转化，推动疾病的发生与发展。(二) 损伤与抗损伤的斗争 在疾病过程中，损伤与抗损伤斗争是推动疾病发展的基本动力，两者的强弱决定疾病的发展方向和结局。（三）局部和整体的关系分子病(molecular disease): 由于DNA变异引起的以蛋白质异常为特征的疾病基因病(gene disease):因基因本身突变、缺失或表达调控障碍而引起的疾病。第四节 疾病的经过与转归(prognosis) (一) 疾病的过程 1潜伏期(period of incubation)： 指从病因侵入机体到该病最初症状出现之前的一段时间。 2前驱期(prodromal period：在潜伏期后到出现明显的症状之前的一段时期3症状明显期(period of clinic manifastation)：是出现该疾病特征性临床表现的时期。4转归期(stage of termination)： 疾病发展的最后终结阶段。(二) 疾病的转归1. 康复(rehabilitation) ( 1) 完全康复（complete recovery）： 亦称痊愈，是指致病因素已经清除或不起作用；疾病时的损伤性变化完全消失；机体的自稳调节恢复正常。(2) 不完全康复（incomplete recovery）： 是指疾病的损伤性变化得到控制，主要的症状、体征和行为异常消失，但基本病理变化尚未完全消失，需通过机体的代偿来维持内环境的相对稳定机体的代偿反应有： 器官储备力的动员 功能为主的代偿 代谢为主的代偿 结构的代偿2. 死亡(death) (1)死亡的分类 ： 生理性死亡: 指生命的自然终止，是因各器官的 老化而发生的死亡病理性死亡: 因为疾病而造成的病理性死亡。(2) 死亡的过程:濒死期 ： 亦称临终状态。其特征是脑干以上的中枢神经处于深度抑制状态。临床死亡期 ：临床死亡期的标志是: 心跳停止、呼吸停止和各种反射消失。生物学死亡期：是死亡过程的最后阶段。从大脑 皮层到各组织器官均相继发生不可逆 变化。(3) 死亡及脑死亡的概念 死亡：是指机体作为一个整体的功能永久性停止。脑死亡（brain death）：是指全脑功能的永久性停止。(4)脑死亡的判定标准： 不可逆性昏迷(irreversible coma)和大脑无反应性 自主呼吸停止 瞳孔散大或固定 脑干神经反射消失 脑电波消失 脑血液循环完全停止 第三章 水和电解质代谢障碍主要内容 水、电解质代谢的生理、生化基础 水钠代谢障碍：脱水、水中毒 钾代谢紊乱 水肿一、水、电解质代谢的生理、生化基础（一） 体液的含量与分布（二） 细胞内40正常成人体液60 血浆5 细胞外20 组织间液15正常情况下体液总量有明显个体差异，主要受年龄、性别、体型胖瘦的影响。体型对体液总量的影响体重kg 体液总量 总含水量L肥胖者 70 42.8 30非肥胖者70 64.2 40（二）成年人每日进出的水量成年人每日水的出入量 水的入量（ml） 水的出量（ml）食物中水 700 皮肤蒸发 500代谢水 300 肺呼出 35 0 饮水 1000 -1500 粪便排水 150肾脏排水1000 - 1500 总量 2500 2500（三）细胞内外液电解质含量阳离子(mmol/l) 阴离子mmol/l细胞外液 Na+ Cl- HCO3-(血浆) 140 104 24细胞内液 K+ HPO42- 蛋白质 150 40 67(四) 体内水交换及体液的渗透压 体内各部分体液间的水不断相互交换,其交换量保持动态平衡。1 血浆与组织间液之间有毛细血管壁相隔，除蛋白质外，水和小分子溶质均可自由通过。因此以血浆电解质代表细胞外液电解质。2 组织间液与细胞内液之间存在细胞膜，细胞膜对水和小分子溶质（如尿素）可以自由通过，蛋白质不能通过。电解质虽然经常出入细胞，但是其通过细胞膜并不自由，受多种因素制约，所以细胞内外离子成分不同，细胞内阳离子主要是K+，细胞外阳离子主要是Na+。细胞内外Na+ 、K+之所以保持显著的浓度差，主要是细胞膜上存在钠泵。3 溶液的渗透压取决于溶质的分子或离子数目，体液内起渗透作用的溶质主要是电解质。细胞内外的渗透压是相等的，当出现压差时，主要靠水的移动来维持细胞内、外液渗透压平衡。（五）消化液的特点（六）水、电解质平衡的调节 人体水、电解质平衡受神经和体液的调节，通过改变肾脏对水的排出量和控制肾脏对Na+的重吸收，维持细胞外液的容量和渗透压相对稳定。1 抗利尿激素（antidiuretic hormone,ADH） ADH释放： 渗透压升高作用 非渗透压因素2 渴中枢3 醛固酮（aldosterone）： 是人体内调节血容量的激素，通过调节肾脏对钠的重吸收，维持水平衡。4 心房利钠因子二、水钠代谢障碍脱水(dehydration)概念：指体液容量明显减少。（一） 高渗性脱水（hypertonic dehydration）特点：失水 失钠，血浆Na+150mmol/l,渗透压310mOsm/l1. 原因和机制（1）饮水不足：昏迷、极度衰竭的病人； 口腔、咽喉、食道疾患； 水源断绝。（2）失水过多： 经肺和皮肤不感性蒸发增多； 经肾丢失； 丢失低渗液。2. 病理生理变化 主要环节：失水多于失钠，细胞外液渗透压升高。（1）ADH释放，尿量或无尿，尿比重升高；（2）有渴感；（3） 细胞内液向细胞外转移； 高渗性脱水时，细胞内外液都减少，但以细胞内液丢失为主， 出现细胞脱水。 早期轻症患者，由于血容量不明显，醛固酮不，尿钠；（4）细胞脱水可引起代谢障碍：酸中毒、氮质血症、脱水热 脑细胞脱水出现功能障碍3. 防治原则： 补水为主，给予适量含钠液（二）低渗性脱水（hypotonic dehydration）特点：失钠失水，血钠135mmol/l, 渗透压6.25说明CO2潴留通气不足； PaCO24.39说明CO2排出过多，通气过度。（三） 标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐 标准碳酸氢盐（standard bicarbonate, SB）是血液在标准状况下，测得血浆中HCO3浓度。判断代谢性因素影响的指标。正常值2227mmol/l，平均24mmol/l 。 实际碳酸氢盐（actual bicarbonate, AB）:血浆中HCO3的实际含量。正常值2227mmol/l，平均24mmol/l。 AB和SB的关系： 正常人ABSB24mmol/l。 二者都低，表明代酸； 两者都高，表明代碱；（四）缓冲碱(buffer base ,BB) 指血中具有缓冲作用碱质总和.正常值505mmol/l，全面反映体内中和固定酸的能力. （五）碱剩余（base excesse ,BE ） 测定方法：用酸或碱滴定血标本1L，使其pH为7.4，需用酸或碱的量。正常值：03mmol/l。 用酸，碱剩余，正值表示； 用碱，碱缺失，负值表示。以上六个指标 1PH 2PaCO2 3SB、AB、BB、BE分别代表汉哈二氏方程式的三个参数v负离子间隙（anion gap,AG） 是血浆中未测定的阴离子(undetermined anion,UA)减去未测定的阳离子(undetermined cation,UC)的差值。可 测定 未测定阳离子: Na+ K1、Mg2+、Ca2+ (UC)阴离子: Cl、HCO3 Pr、SO4、PO4有机酸第三节 单纯性酸碱平衡紊乱 PH受呼吸和代谢两方面因素影响，代谢性成分改变引起的酸碱中毒称代谢性酸碱中毒，由呼吸性成分改变引起的酸碱中毒称呼吸性酸碱中毒.如果NaHCO3和H2CO3任一因素原发改变，另一因素通过代偿也会发生相应改变. 经过代偿两者比值不能维持20：1，为失代偿性酸碱中毒;如果能维持20：1，为代偿性酸碱中毒一、代谢性酸中毒 （metabolic acidosis） HCO3原发性减少,导致 PH下降。 （一）原因和发生机制代酸： 血浆负离子组成比率改变血浆负离子：Cl、 HCO3、Pr、SO42 、 HPO42、有机酸根、蛋白质改变二种 ： HCO3、 AG 、 Cl HCO3、 AG 、 ClAG增大的代酸（血Cl正常）1.固定酸生成过多 乳酸中毒 酮症酸中毒2肾脏排氢能力降低 重度肾功能衰竭： 肾小球滤过率 到正常的25以下3服用不含氯成酸药物 如水杨酸。AG正常的代酸（血Cl）1. 消化道丢失HCO3；2. 肾脏排氢能力降低 轻、中度肾功能衰竭： 肾小管 泌H 减少，重吸收 HCO3 减少（肾丢失HCO3）； 肾小管酸中毒； 3. 服用含氯成酸药物 过多，如NH4Cl。各种体液电解质含量（mmol/L）体液 Na+ K Cl- HCO3-血浆 140 3.5-5.5 104 23-28唾液 10-40 26 10-30 180次/分），可促使心力衰竭的发生： 由于舒张期缩短影响冠脉灌流，导致心室充盈不足及心肌缺血，心输出量下降； 心肌耗氧量增加。(三)心肌肥大 心肌肥大是指心肌细胞体积增大，重量增加。 A.向心性肥大(concentric hypertrophy) 在长期压力负荷作用下，心肌纤维呈并联性增生。 B.离心性肥大(eccentric hypertrophy) 在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生。 意义：由于整个心脏重量增加，所以心脏总的收缩力加强。二、心外代偿（一)血容量增加 A.肾素-血管紧张素-醛固酮系统 B.抗利尿激素 C.心房利钠因子(atrial natriuretic factor， ANF) （二)血流重分布 交感-肾上腺髓质系统兴奋 (三)红细胞增多 肾合成红细胞生成素增多 (四)组织细胞利用氧的能力增强 细胞线粒体数量增多 肌肉中的肌红蛋白含量增多第四节 心力衰竭的发病机制一、心肌收缩功能障碍 (一)心肌能量代谢紊乱 1.心肌能量生成障碍 最常见的原因是心肌缺血缺氧。 2.心肌能量利用障碍肌球蛋白ATP酶同工酶有V 1 、V 2 、V 3 三种。V 1 由两条肽链()组成，活性最高；V 2 由及肽链()组成，活性次之；V 3 由两条链()组成，活性最低。过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶的活性下降，原因是该酶的肽链结构发生变异，由原来高活性的 V1 型ATP酶逐步转变为低活性的 V3 型ATP酶。（二)兴奋-收缩耦联障碍1. 肌浆网处理Ca 2+ 功能障碍 肌浆网通过摄取、储存和释放三个环节来调节胞内的Ca2+浓度，心衰时肌浆网对钙处理功能紊乱，导致心肌兴奋-收缩耦联障碍。（1）肌浆网摄取Ca2+能力减弱: 心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网Ca2+泵活性减弱可导致肌浆网从胞浆中摄取Ca2+的能力下降。（2）肌浆网储存Ca2+减少: 心力衰竭时肌浆网Ca2+泵的摄钙能力下降，而线粒体摄取Ca2+反而增多，不利于肌浆网的钙储存，导致心肌收缩时释放到胞浆中的Ca2+减少，心肌收缩性减弱。 （3）肌浆网Ca2+释放量下降： Ry-受体(ryanodin receptor,RyR)是肌浆网上重要的Ca2+释放通道，心衰时，RyR蛋白及RyR的mRNA均减少，使肌浆网Ca2+释放能力下降。2.Ca2+内流障碍 Ca2+内流的主要途径有两条：经过Ca2+通道内流；经过Na+-Ca2+交换体内流。 Ca2+通道分为“电压依赖性”Ca2+通道和“受体操纵性”Ca2+通道。伴有严重心肌肥大的心力衰竭，其心肌内去甲肾上腺素含量降低，心肌肌膜-受体密度相对减少，Ca2+内流受阻。 细胞外液的K+与Ca2+在心肌细胞膜有竞争作用，因此高钾血症时K+可阻止Ca2+的内流。3. 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 各种原因引起的心肌细胞酸中毒时，由于H+与肌钙蛋白的亲和力比Ca2+大，使Ca2+无法与肌钙蛋白结合。4. 心肌内去甲肾上腺素含量减少 当交感神经兴奋，释放去甲肾上腺素，后者与-受体结合，激活腺苷酸环化酶，使ATP变为cAMP，cAMP再激活膜上“受体操纵性”Ca2+通道,使其开放而Ca2+内流。 肥大而衰竭的心肌内去甲肾上腺素含量减少的机制： 去甲肾上腺素合成减少 酪氨酸羟化酶活性降低 ； 心脏重量的增加超过了支配心脏的交感神经元轴突的生长； 去甲肾上腺素消耗增加（四）心肌肥大的不平衡生长心肌肥大超过限度(成人心脏重量500g或左室重量200g)，将由代偿转为代偿失调而发生心力衰竭。肥大心肌发生衰竭的基础是心肌的不平衡生长。1. 心肌重量的增加超过心脏交感神经元轴突的增长，使单位重量心肌的交感神经分布密度下降，使心肌去甲肾上腺素含量减少; 2. 肥大心肌因毛细血管数量增加不足，常处于供血供氧不足的状态; 3. 心肌线粒体数量不能随心肌肥大成比例地增加, 导致能量生成不足; 4. 肥大心肌的肌球蛋白ATP酶活性下降，心肌能量利用障碍。（五）心肌收缩蛋白的破坏1. 心肌细胞坏死 当心肌细胞受到各种严重的损伤因素作用后，心肌细胞发生坏死。引起心肌细胞坏死最常见的原因是急性心肌梗死。2. 心肌细胞凋亡细胞凋亡(apoptosis)是指由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程。对来自心力衰竭病人心肌标本的研究也证实，心肌凋亡指数(apoptotic index)高达35.5%，而对照仅0.2%-0.4%。二、心肌舒张功能障碍（一）钙离子复位延缓 心肌收缩完毕后，产生正常舒张的首要因素是胞浆中Ca2+浓度要迅速降至“舒张阈值”，即从10-5 mol/L降至10-7 mol/L，这样Ca2+才能与肌钙蛋白脱离，肌钙蛋白恢复原来的构型。在ATP供应不足时，舒张时肌膜上的钙ATP酶不能迅速将胞浆内Ca2+向胞外排出，肌浆网钙泵不能将胞浆中的Ca2+重摄回去，肌钙蛋白与Ca2+仍处于结合状态，心肌无法充分舒张。（二）肌球-肌动蛋白复合体解离障碍正常的心肌舒张过程，要求肌球-肌动蛋白体解离，恢复到收缩前的位置。在ATP参与下肌球-肌动蛋白复合体才能解离为肌球蛋白-ATP和肌动蛋白。心力衰竭时，由于Ca2+与肌钙蛋白的亲和力增加，使钙难以解离；ATP缺乏，使肌动-肌球蛋白复合体难以分离。(三)心室舒张势能减少心衰时，由于心肌收缩性减弱，收缩时心室几何结构改变不明显，产生舒张势能减少，影响心室充分舒张。 第五节 心力衰竭时机体的机能和代谢变化一、心血管系统的变化 （一）心功能的变化 1. 心输出量(cardiac output, CO)减少 2. 心脏指数降低 心脏指数(cardiac index, CI)是单位体表面积的每分心输出量 3. 射血分数降低 射血分数(ejection fraction,EF)是每搏输出量与心室舒张末期容积的比值 4. 心室dp/dt max减小 心室dp/dt max是指心室等容收缩期中心室内压上升的最大速度，即心室内压力上升随时间的最大变化率，它可反映心肌的收缩性。5. 心室舒张末期容积增大、压力增高。 6.肺动脉楔压升高 肺动脉楔压(pulmonary artery wedge pressure，PAWP)或称肺毛细血管楔压(pulmonary capillary wedge pressure，PCWP)是用漂浮导管通过右心进入肺小动脉末端而测出的。因为PAWP接近左房压和左室舒张末期压力，可以反映左室功能状态。 （二）动脉血压的变化 急性心力衰竭时,动脉血压可以下降。慢性心力衰竭时，可通过外周小动脉收缩和心率加快，以及血量增多等代偿活动，使动脉血压维持正常。（三）器官、组织血流量的改变 由于各脏器的血管对交感神经兴奋的反应不一致，因而发生血液的重发布。 （四）淤血和静脉压升高 心力衰竭时静脉回流受阻,发生静脉淤血。静脉淤血和交感神经兴奋导致小静脉收缩，使静脉压升高。 左心衰竭引起肺淤血和肺静脉压升高，严重时可导致肺水肿。右心衰竭引起体循环淤血和静脉压升高，体循环淤血可引起许多器官机能代谢变化。