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正文 第二节 肝性脑病的发病机制

本章节来自于 病理学与病理生理学 http://www.lishu123.com/91/91733/
    肝性脑病发病机制尚不完全清楚,尸检尚未发现其脑内特异性的形态学改变。(网游之傲视群雄)目前普遍认为,肝性脑病主要是由于脑组织的功能和代谢障碍所致。现将肝性脑病发病机制的主要学说简述如下。

    1.氨中毒学说 临床观察证实,80%的肝性脑病患者有血氨升高,肝硬化患者在摄入高蛋白饮食或口服较多含氮物质后血氨升高。非离子型氨(nh3)为脂溶性,易于通过血—脑脊液屏障和脑细胞膜,使脑细胞内氨浓度升高,极易诱发肝性脑病的各种临床表现。限制蛋白质饮食后,病情可见好转。说明血氨升高与肝性脑病有密切关系。

    (1)血氨升高的原因 正常情况下,血氨浓度不超过59μmol/l,血氨的生成和清除处于动态平衡,若氨清除不足和(或)生成过多,血氨水平就会升高。

    1)氨清除不足:正常人体内生成的氨绝大部分要在肝内经鸟氨酸循环合成尿素,并经肾排出体外。通常每合成1 mol尿素能清除2 mol氨,同时消耗3 mol atp。肝功能障碍时,由于肝内酶系统受损,atp供给不足,鸟氨酸循环发生障碍,尿素合成减少使氨清除不足,此外,已建立门—体侧支循环或门—体静脉分流术后的肝硬化患者,由于来自肠道的氨部分未经肝清除而直接进入体循环,引起血氨升高。(灭尽苍穹)氨清除不足为肝性脑病患者血氨升高的主要原因。

    2)氨生成过多:血氨主要来源于肠道含氮物质的分解,小部分来自肾、肌肉及脑。正常人每日肠道产氨约4 g,经肝门静脉入肝,通过鸟氨酸循环合成尿素而被解毒。肝功能障碍时有诸多因素使产氨增加:1严重肝病常伴有食物消化、吸收障碍,肠内未经消化的蛋白质等食物成分较多,使肠内细菌生长活跃,产氨增多;2肝衰竭患者常并发上消化道出血,血液蛋白质在肠内细菌作用下可产生大量氨;3肝硬化晚期常并发功能性肾衰竭引起氮质血症,大量尿素弥散至胃肠道,经肠内细菌尿素酶作用可产生大量氨;4肝性脑病患者常有躁动不安等神经精神症状而致肌肉活动增强,使肌肉中腺苷酸分解代谢增强致产氨增多。

    此外,肠道中氨的吸收率也影响血氨浓度。肠道中氨的吸收率与肠道ph值有密切关系,当肠道处于酸性环境时,nh3与h+结合成不易吸收的nh4+而随粪便排出体外。反之,当肠道处于碱性环境时肠道吸收氨增多促使血氨浓度升高临床上常采用酸化肠道的措施以协助降低血氨。(阿玖

    一般而言,仅在肝清除氨功能发生障碍时血氨水平才会升高。

    (2)氨对脑的毒性作用 血氨升高引起肝性脑病的机制,尚未完全阐明,目前认为与下列作用有关。

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    1)干扰脑细胞的能量代谢:脑细胞需要能量较多,其能量来源主要是葡萄糖的生物氧化。血氨升高主要是导致葡萄糖生物氧化障碍。当脑组织氨增多时,氨与三羧酸循环中的α-酮戊二酸结合生成谷氨酸,谷氨酸再与氨结合生成谷氨酰胺。由于α-酮戊二酸被大量消耗,三羧酸循环速度减慢。同时,消耗了大量还原型辅酶1(nadh),妨碍了呼吸链中的递氢过程,以致atp生成不足。氨还抑制丙酮酸脱羧酶的活性,使乙酰辅酶a生成减少,影响三羧酸循环的正常进行,也可使atp生成减少。加之谷氨酰胺的形成又消耗了atp,脑组织因atp生成减少而发生功能紊乱(图17-1)。(总裁来袭:豪门联姻

    2)干扰神经递质间的平衡:正常情况下,脑内兴奋性神经递质与抑制性神经递质保持平衡。如上所述,进入脑内的氨增多,与谷氨酸结合生成谷氨酰胺增多,而谷氨酸被消耗;氨可抑制丙酮酸脱羧酶的活性,使乙酰辅酶a生成减少,从而使乙酰辅酶a与胆碱结合生成的乙酰胆碱减少。谷氨酸被消耗与乙酰胆碱生成减少,均导致兴奋性神经递质减少。前述的谷氨酰胺增多及γ-氨基丁酸(见后述)增多,均导致抑制性神经递质增多,从而使神经递质间的平衡失调,导致中枢神经系统功能紊乱。

    3)干扰神经细胞膜的离子转运:血氨升高可干扰神经细胞膜上的na+,k+-atp酶的活性,影响复极后膜的离子转运,使脑细胞的膜电位变化和兴奋性异常;氨可与k+竞争进入细胞内,造成细胞内缺钾以致影响na+、k+在神经细胞膜内外的正常分布从而干扰神经传导活动。

    综上所述,血氨升高虽与肝性脑病的发生有密切关系,但并不能完全解释以下事实:1临床上发现约有20%的肝性脑病患者血氨正常,而有的肝硬化患者血氨虽然很高,但不发生肝性脑病。(天朝之梦)是否与血—脑脊液屏障通透性有关,值得研究。2有些肝性脑病患者昏迷程度与血氨水平无平行关系;降低血氨后,昏迷程度也无相应好转。由此可见,氨中毒学说不能圆满解释肝性脑病的发生机制。

    2.假神经递质学说 脑干网状结构中的神经递质种类较多,其中主要有去甲肾上腺素和多巴胺等,它们在维持脑干网状结构上行激动系统的唤醒功能上具有重要作用。当这些正常神经递质被假性神经递质所取代,这一系统的功能活动将减弱,大脑皮质则转入抑制状态。

    食物中蛋白质在肠内分解成氨基酸,其中芳香族氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸经肠道细菌的脱羧酶作用生成苯乙胺和酪胺,这些胺在肝单胺氧化酶作用下被氧化分解而清除。当肝功能障碍时,它们未被分解或经侧支循环绕过肝,经体循环进入脑组织。在脑干网状结构的神经细胞内,苯乙胺和酪胺分别在α-羟化酶作用下生成苯乙醇胺和羟苯乙醇胺(图17-2)。二者化学结构与正常神经递质去甲肾上腺素和多巴胺极为相似(见图17-3),因此可被脑干网状结构中的肾上腺素能神经元所摄取,并贮存在突触小体的囊泡中,但其释放后的生理效能远较正常神经递质弱(仅为正常生理效能的1/10左右)。(大神求笼罩)这种在化学结构上与正常神经递质相似,但不能完成正常神经递质功能的物质称为假性神经递质(false neurotransmitter)。脑内假性神经递质增多,可竞争性占据正常神经递质的受体,从而阻断了正常神经冲动传递功能,致使脑干网状结构中的上行激动系统功能失常,大脑功能发生抑制,出现意识障碍甚至昏迷。

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    3.γ-氨基丁酸学说 近年来,已注意到本病的发病机制与γ-氨基丁酸(γ-amino buyric acid, gaba)异常有密切关系。gaba是体内最主要的抑制性神经递质。在突触前神经元内,谷氨酸经谷氨酸脱羧酶作用生成gaba,储存在囊泡中。突触前神经元兴奋时,囊泡释放gaba进入突触间隙,与突触后神经元的gaba受体结合,引起膜对cl-的通透性升高,使突触后膜发生超极化,出现抑制性突触后电位,从而产生抑制效应。肠道菌群是产生gaba的主要来源。生理情况下,外周血中的ga-ba不能通过血—脑脊液屏障,主要在肝经gaba氨基转移酶作用而被分解。肝功能衰弱时,因分解肠源性gaba的能力减弱而使血中gaba水平增高;血—脑脊液屏障的通透性增高,使外周血中的gaba进入脑组织,并与突触后神经元的gaba受体结合而发挥其抑制作用,引起意识障碍甚至昏迷。

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    4.血浆氨基酸失衡学说 肝功能障碍时血浆氨基酸间的比值发生改变,表现为支链氨基酸(branched chain amino acids, bcaa)(如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)减少而芳香族氨基酸(aromatic a-mino acids, aaa)(如酪氨酸、苯丙氨酸、5-羟色氨酸)增多。其机制主要是由于肝功能障碍对胰岛素和胰高血糖素灭活减少,使两者血中含量均增高。增多的胰岛素能促进肌肉和脂肪组织对支链氨基酸的利用与分解,使血中支链氨基酸含量下降。增多的胰高血糖素,使组织的蛋白质分解代谢增强,致使大量芳香族氨基酸释放入血。另外,因芳香族氨基酸只在肝内进行分解,肝功能障碍时,血浆中芳香族氨基酸的含量也会升高。当脑内酪氨酸、苯丙氨酸和5-羟色氨酸增多时,在芳香族氨基酸脱羧酶的作用下,分别生成羟苯乙醇胺、苯乙醇胺和5-羟色氨,它们均系假性神经递质。5-羟色胺还是中枢神经系统上行投射神经元的抑制性递质。因此,氨基酸失衡学说实际上是假性神经递质学说的补充和发展。

    5.其他毒物的作用 引起肝性脑病的毒物还有很多,多种蛋白质、脂肪的代谢产物如硫醇、短链脂肪酸、酚等在肝性脑病发病中可能也起一定作用。

    近年来研究认为,血氨升高与血浆氨基酸失衡、神经递质异常均有密切联系,共同促进肝性脑病的发生。主要原因为:1血氨升高可刺激胰高血糖素的分泌,使氨基酸的糖异生及产氨增强;继而胰岛素分泌也增多,以维持血糖于正常含量;同时胰岛素分泌增多使肌肉、脂肪组织摄取支链氨基酸增多,导致血浆支链氨基酸含量下降。由于胰高血糖素有增强分解代谢的作用,使芳香族氨基酸含量增高,从而使血浆氨基酸失衡。2血氨升高在脑内与谷氨酸结合生成谷氨酰胺,后者促使中性氨基酸通过血—脑脊液屏障入脑,或减少中性氨基酸从脑内流出。其结果促进游离的色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸等芳香族氨基酸入脑,假性神经递质增多,从而诱发肝性脑病。3血氨升高对γ-氨基丁酸氨基转移酶有抑制作用,使gaba大量蓄积于脑内导致肝性脑病。由于血氨升高可致能量生成减少(氨中毒学说)、血浆氨基酸失衡、假神经递质生成增多及gaba蓄积,故血氨升高在肝性脑病发生中起多种作用。

    总之,肝性脑病发病机制较为复杂,往往是诸多因素综合作用的结果。在不同的患者或疾病的不同发展阶段,其主导因素可能不同,具体情况应具体分析。

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