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休克时细胞的损害

来源: 潇湘晨报   发布者:颜宇东 时间:2007年6月15日 15:45 浏览1899次

  休克时细胞的损害首先是生物膜(包括细胞膜、线粒体膜和溶酶体膜等)发生损害。

  1.细胞膜的损害 最早的改变是细胞膜通透性增高,从而使细胞内的Na+、水含量增加而K+则向细胞外释出,细胞膜内外Na+、K+分布的变化,使细胞膜Na+-K+ATP酶活性增高。因而ATP消耗增加,再加上ATP的供应不足和膜上受体腺苷酸环化酶系统受损,结果使控制细胞代谢过程的第二信使-cAMP含量减少,因此细胞的许多代谢过程发生紊乱,例如休克时肌肉细胞对胰岛素的反应减弱,使胰岛素促进细胞摄取葡萄糖的效应减弱甚至丧失。

  休克时引起细胞膜损害的原因是多方面的:

  (1)能量代谢障碍休克时因组织细胞的缺血缺氧,一方面ATP生成不足,使细胞膜不能维持正常功能和结构;另一方面脂肪酸氧化受阻,蓄积于细胞内的脂肪酸和脂肪酰CoA与细胞内Na+、K+、Ca+等阳性离子结合形成“皂类”化合物,可直接对膜上脂类起“净化去垢”的破坏作用。

  (2)细胞酸中毒休克时细胞发生酸中毒,除与乳酸等蓄积有关外,还可能与下述因素有关:①细胞低灌流,使产生的CO2不易排出;②ATP分解过程中产生H+(MgATP2-→MgADP-+Pi2-+H+);③胞浆Ca2+增多,可促使Ca2+进入线粒体并与其中的磷酸结合,在结合过程中也产生H+(3Ca2++2HPO42-→Ca3(PO4)2+2H+)。酸中毒可直接或间接破坏膜系统的功能和结构。

  (3)氧自由基的产生休克时氧自由基产生增多主要是由于①氧代谢途径改变:即休克时由于细胞的缺氧和/或内毒素对线粒体呼吸功能的直接抑制,细胞色素氧化酶系统功能失调,以致进入细胞内的氧经单电子还原而形成的氧自由基增多而经4价还原而形成的水减少;②休克时产生大量乳酸、NADH及由ATP分解产生的次黄嘌吟等物质都可提供电子,使氧发生不全性还原而变成氧自由基。另外,休克时因蛋白水解酶活性增高,可催化黄嘌吟脱氢 酶变为黄嘌呤氧化酶,从而使次黄嘌吟变成黄嘌呤和氧自由基。③感染性炎症,活化补体等可激活中性粒细胞和巨噬细胞,使之释放出氧自由基。

  氧自由基可通过膜脂质过氧化反应而破坏生物膜(参阅《缺血与再灌注损伤》)。

  此外,溶酶体酶、内毒素等也可破坏细胞膜的功能与结构。

  由于细胞膜的完整性在维持细胞的生命活动中起着重要作用。故当膜完整性破坏时,即意味着细胞不可逆性损伤的开始。

  2.线粒体损害休克时线粒体最早出现的损害是其呼吸功能和ATP合成受抑制,线粒体ATP酶活性降低。此后发生超微结构的改变,如基质颗粒减少或消失;继之,基质电子密度增加、嵴内腔扩张,随后,嵴明显肿胀,终至破坏。

  关于休克时线粒体损害的原因尚不完全清楚。缺氧可减少线粒体合成ATP,但除非在严重缺氧和伴有缺血时,并不引起线粒体膜的明显损害。目前认为,线粒体损害可能与下列因素有关:①内毒素等毒性物质及酸中毒对线粒体各种呼吸酶的直接抑制;②缺血导致线粒体合成ATP的辅助因子(如NAD、CoA和腺苷等)不足和细胞内环境(pH、离子)的改变。③前述的氧自由基对线粒体膜磷脂的过氧化作用等。

  线粒体是维持细胞生命活动的“能源供应站”。线粒体损害时,由于氧化磷酸化障碍,产能减少乃至终止,故必然导致细胞损害和死亡。

  3.溶酶体破裂溶酶体含有多种水解酶,如组织蛋白酶、多肽酶、磷酸酶等,但在未释放之前都处于无活性状态。一旦释放出来后,它们即转为活性状态而可溶解和消化细胞内、外的各种大分子物质,尤其是蛋白类物质。已证明,休克早期,肝、脾、肠等细胞即出现溶酶体肿大,颗粒丧失和酶释放增加;内毒素休克动物血液和淋巴中水解酶浓度增高,且与休克严重程度呈正相关。给动物注射溶酶体或溶酶体酶,可产生类似休克的各种病理生理改变。

  休克时导致溶酶体破裂的主要原因是:①组织的缺血、缺氧、酸中毒以及内毒素对溶酶体膜的直接破坏;②氧自由基对溶酶体膜磷脂的过氧化作用;③血浆补体被激活产生C5a,后者可剌激中性粒细胞释放溶酶体酶。释放的溶酶体酶又可通过多种途径参与休克的发生、发展和细胞的损害,例如:a.释放的组织蛋白酶使蛋白质水解,这不但可以破坏蛋白酶的活性,甚至还可使细胞自溶坏死,而且所产生的多肽类活性物质,还能加重微循环障碍;b.破坏生物膜的完性;c.直接损害血管内皮和血管平滑肌细胞,从而导致血液外渗、出血和血小板的粘附、聚集以及DIC形成;d.激活补体系统产生C5a,后者再进一步促使溶酶体酶的释放。现已证明,休克时使用溶酶体膜稳定药可防止或减轻溶酶体膜的破裂。

  总之,休克时生物的损害被认为是细胞发生损害的开始,而细胞的损害又是各脏器功能衰竭的共同机制。


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