肾综合征出血热
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第三节 病理生理

一、基本病理生理变化
肾综合征出血热的发病机制十分复杂,至今尚未完全阐明。目前认为汉坦病毒作为始动因素,不仅可以直接引起组织的损伤,还诱导众多宿主因素,包括遗传易感因素、细胞及体液免疫、细胞因子网络等的综合作用,在杀伤病毒的同时导致机体免疫病理损伤。病毒的直接作用和免疫病理损伤,造成全身小血管和毛细血管的广泛损伤,引起多种细胞因子、血管活性物质和炎性介质的释放,在此基础上引发全身各组织器官及多系统的损伤及功能障碍,导致一系列的病理生理变化及机体的内环境的紊乱。
(一)基本病理变化
肾综合征出血热的基本病理生理变化是全身小血管及毛细血管的广泛损伤。具体表现为血管内皮细胞肿胀、变性、管壁疏松,重者管壁可发生纤维蛋白样坏死和破裂崩解。内脏毛细血管高度扩张,充血淤血,管腔内可见血栓形成,引起各组织器官的充血、出血、变性甚至坏死。其中以肾脏、腺垂体、肾上腺皮质、右心房内膜下、皮肤黏膜、后腹膜等处尤为明显。组织的渗出和水肿也较普遍,重者脏器和体腔都有不同程度的水肿和积液,以后腹膜、肺及其他组织疏松部位最严重;少尿期可并发肺水肿和脑水肿。炎细胞浸润以淋巴细胞、单核细胞和浆细胞为主,但不明显。
(二)微循环功能异常
1.血管的舒缩功能异常
微动脉与毛细血管前括约肌收缩,使毛细血管缺血,在单位面积组织内可见毛细血管数减少。甲襞微循环观察,毛细血管在有血液时才易看到,当毛细血管内血液减少时则不易辨认。出血热患者毛细血管口径粗细不均,呈串珠状,或呈断线状。由于微静脉收缩,引起微循环血液淤滞,血流减慢,血色变暗,血液不流动呈一片雾状。持续性痉挛造成缺血缺氧,影响组织的正常功能。微血管的舒张在微静脉和毛细血管较为明显,可见口径增大,呈现麻痹状态,且给予血管收缩药不能使之收缩。微血管障碍从发热期开始,到低血压期及少尿期最为明显,高达90%以上,至多尿期、恢复期逐渐正常。微循环障碍多与休克程度平行,常于血压下降时开始,于血压回升时恢复。
2.血管通透性增高
血管麻痹扩张,使通透性增高,通透性增高继发于微循环障碍,又促进与加重微循环障碍。王文余等报道,出血热患者各期血清中IgE含量高出正常人3~4倍,其动态改变与嗜碱性粒细胞和肥大细胞的脱颗粒阳性率、与血清中的组胺含量呈平行关系。早期微循环障碍,血管通透性增加是功能性的,有人认为系Ⅰ型变态反应介导的功能性障碍;也有人认为病毒的直接作用与免疫复合物的作用,可通过激肽释放酶,使激肽原变为激肽,激肽作用微血管壁使通透性增高,亦可直接致血管损伤、扩张、通透性增高。发病过程中的缺氧、激肽释放酶、血浆素、5-羟色胺的释放,均可引起血管通透性增高。通过静脉注入右旋糖酐、伊文思蓝、荧光素钠等,可观察其在血液循环中减少的速度及渗出血管外的速度;还可通过皮内注射一定量的有色物质后,观察色素出现的时间与血管口径大小,并与注射生理盐水作比较;亦可于皮内或皮下注射色素或标记蛋白,观察其消失速度,以了解局部通透性变化。
3.血浆胶体渗透压降低
正常组织液与血液液体成分不断进行交换,使组织液的生成和回流处于动态平衡,影响动态平衡的因素是毛细血管内压和组织静水压、血浆胶体渗透压和组织液胶体渗透压。微血管壁通透性增高、血浆胶体渗透压降低时,使组织液的生成量超过回流量,血管内液体进入组织间隙而发生水肿。正常情况下,血浆白蛋白不易透过毛细血管壁,对液体的分布、调节及控制毛细血管内外水的转移与平衡,维持血容量平衡有重要作用。孙涛等测定31例出血热患者的胶体渗透压,观察到发热期血浆白蛋白、总蛋白和胶体渗透压显著下降,早期即有血管内水分和血浆蛋白外渗,低血压期进一步加重,少尿期至最低水平,多尿期回升。蛋白向血管外漏出是出血热低蛋白血症的重要原因之一。出血热病程中,大量血浆蛋白渗入间质,血浆白蛋白低于25g/L以下,血管内渗透压低下,由于血管内水分进入组织间隙,故血容量下降,发生休克。在低蛋白血症的基础上,大量补晶体液,可加重胶体渗透压的下降,促进与加重血管内液体的漏出及水肿的发生。因此,当胶体渗透压不太低时,适量补充晶体液即可,尤其是发热期不宜盲目补液;胶体渗透压明显下降时,应及早补充适量胶体液,胶体液有固水作用,每克右旋糖酐(分子量70kD),固充水分25ml,每克血浆蛋白固充水分13~18ml。对低血容量患者,补充胶体液,可减少补液量,较快恢复血液循环量,减轻组织水肿,避免急性呼吸窘迫综合征的发生。
4.血液流变学改变
血液流变学的检测范围,包括全血黏度、血细胞比容及红细胞沉降速率。全血黏度和血浆黏度在发热期和低血压期升高,在少尿期下降,血沉各期趋向增快,HFRS患者血液流变学指标的变化,反映全血容量及组织内液体分布的变化。血浆黏度的改变与血中大分子物质的浓度有关,发热早期与低血压期血浆黏度的增高与血中免疫球蛋白增加、血液浓缩有关;少尿期由于血液的稀释,血浆黏度下降。全血黏度的改变,受血细胞比容的影响,血细胞比容越大,血黏度越高。由于红细胞聚积,变形能力减弱,使全血黏度增加、微循环出现障碍,致红细胞携氧减少,红细胞膜发生变性;红细胞聚积后与血浆接触面积减少,单位体积重量增加,导致血沉加快。生理状态下由于红细胞表面负电荷互相排斥,使红细胞均匀地混悬于血液中,因此红细胞的聚积受血浆胶体状态的改变而发生改变。红细胞聚积时形成大小不同的团块,增加了血液的黏滞性及血流阻力,影响微循环,甚至阻塞小血管,影响血液灌注,从而使组织缺血、缺氧引起损害。常用低分子右旋糖酐或丹参注射液解聚红细胞,并对细胞有抗聚积作用,保护红细胞膜,提高红细胞的变形能力,使红细胞黏度增加。
5.渗血和出血
前已述及,各种致病因素可致毛细血管通透性增高,此时,红细胞极易渗出血管外,在毛细血管周围可见有成串的渗血点,有时几条毛细血管同时渗血,使渗血点连成条状。
6.弥散性血管内凝血(DIC)
HFRS患者视病情轻重会不同程度地发生DIC,由于血管损伤及各种致病因子的作用,凝血系统被激活,引起微血管内广泛纤维蛋白沉积及血小板凝集,形成弥散的微血栓,血栓形成中大量凝血因子消耗,纤溶系统激活引起严重出血,并由于微血栓的栓塞继发内脏损害及功能障碍等综合征。DIC引起的病理生理学变化及主要临床特点是:①低血压休克:组织器官的微循环被凝聚的血小板和纤维蛋白所栓塞,致微循环血液淤滞,回心血量减少,心排血量降低,加上缺氧,酸性代谢产物及舒血管活性介质的作用,使小动脉舒张,进一步导致血压下降。②出血:由于血浆中凝血因子和血小板消耗过多,引起消耗性凝血障碍,致出血,同时血浆中的纤维蛋白溶解系统的活性升高,使微血栓溶解,微循环重新疏通,发生继发性纤溶,由于纤维蛋白溶酶,能溶解其他凝血因子,以及纤维蛋白降解产物有抗凝作用,进一步导致并加重出血。③栓塞症状:由于栓塞使受侵犯的内脏功能减退,随着栓塞时间的延长使组织坏死,病变最严重的是肾、肾上腺、脑垂体、胃肠、肺、皮肤黏膜等,皮肤出血可形成瘀斑以及坏死。
二、发  热
发热是HFRS患者常见的临床表现。所谓发热是指体温超过人体正常值,即口腔温度超过37. 5℃,腋温超过37℃,一日温差超过1. 0℃。根据体温上升幅度,在38℃以内者为低热,38~39℃为中热,39~40℃为高热,超过40. 5℃为超高热。热型以弛张热、稽留热、不规则热多见。热程一般5~7天,短者3天,长者可达10天,极少数患者可超过2周。发热中多数患者伴有畏寒,少数患者伴有寒战。
(一)发热的机制
汉坦病毒及其代谢产物刺激白细胞、单核细胞及组织吞噬细胞,释放内源性致热原。内源性致热原作用于体温调节中枢,即下丘脑前部视前区热敏神经元的调定点提高。热敏神经元对血液温度的反应极为敏感,当内源性致热原的作用提高了热敏神经元调定点后,血液温度便低于调定点的感受阈值,导致热敏神经元兴奋性降低,发放冲动频率减少,使上丘脑后部的交感区和下丘脑背内侧部的寒战中枢抑制作用减弱,通过交感神经的兴奋性增高,使皮肤血管收缩,皮肤血流量减少,排汗停止,散热减少。由于热敏神经元对寒战中枢的抑制减弱,寒战中枢兴奋性增强,加上皮肤温度降低,刺激皮肤冷觉感受器,通过运动神经系统的兴奋性增高,骨骼肌收缩,紧张度增加,分解代谢增强,产热增多。同时,内分泌活动增强,代谢增强,使产热增多。散热减少及产热增多的结果,使体温逐渐上升。致热原所致的发热过程中前列腺素E的合成增加,作为介质引起体温调节中枢变化,对发热起重要作用。水杨酸的解热作用,便是通过抑制前列腺素的合成,皮质激素除抑制内源致热原的释放,抑制粒细胞释放内源性致热原达到降温外,还可通过抑制前列腺素释放发挥解热作用。在HFRS发热期,用皮质激素治疗,可起到退热和缓解毒血症的作用。
(二)发热时体内代谢的变化
发热过程中,由于交感肾上腺髓质系统兴奋性增强,垂体、肾上腺皮质分泌增加,使肝糖原和肌糖原的分解加强,血糖升高。血糖分解过多,氧的需要相对不足,无氧代谢增强,丙酮酸氧化脱羧作用减弱,导致血液和组织中的乳酸蓄积,临床上患者表现疲乏、肌肉酸痛等症状。
高热使蛋白质代谢加快分解增强,加上消化吸收功能的障碍以及蛋白的外渗,使体内蛋白不足,引起氮的负平衡。由于蛋白质的大量丢失,长期消耗,使机体抵抗力降低,亦是引起少尿期和多尿期营养失调综合征的重要原因。
发热时,经皮肤及呼吸道蒸发的水分增加,摄入水分减少。可以引起组织脱水。由于代谢产物的储积及组织渗透压增高,使水、盐潴留于组织细胞。钾离子从尿中排出增多,血、尿中氯、钠离子含量降低而体内氯、钠并不减少。所以补液时应以葡萄糖液为主。退热时由于出汗及利尿等因素,使组织内潴留的盐类排出增加,补液时应注意盐类的补充。
此外,由于发热时代谢增强,维生素的消耗增加,加上摄入及吸收不足,体内维生素B和维生素C的消耗也增多。
(三)发热时脏器功能的变化
1.神经系统的变化
发热过程中,由于毒血症及体温升高的影响,中枢神经系统的兴奋与抑制过程失调。高热使大脑皮质兴奋性增强,患者呈现烦躁不安、头痛、头昏、失眠幻觉、谵妄等症状。过高热可使大脑皮质抑制,皮质下中枢兴奋,可出现抽搐。大脑皮质抑制,可表现为表情淡漠、嗜睡,甚至昏迷。给予降温镇静等处理措施后得到恢复。
2.循环系统的变化
发热时由于交感神经兴奋增强及血液温度升高的刺激,作用于窦房结,使心跳加快,心肌收缩力加强,心排血量增加,全身血流加快,血管紧张度升高,可有血压升高。出血热患者,如发热期血浆外渗显著时,可因有效循环血量不足致低血压休克发生,此时若伴有心肌严重损伤,可加重低血压休克。发热期出现低血压休克者,往往为难治性休克。退热时由于副交感神经兴奋性增强,尤其是部分患者,由于突然体温骤降,外周血管扩张,随之血管外渗加重,血压迅速下降,而发生休克。发热末期加强心血管系统的监护,以便及时采取措施是非常重要的。
3.呼吸系统的变化
发热时代谢增强,体内酸性代谢产物增加,代谢产物的刺激,使呼吸中枢兴奋性增强,呼吸加深加快,对促进散热加强呼吸具有重要代偿作用。但临床上可见到少数病例,由于超高热致大脑皮质抑制,发生脑水肿致呼吸抑制而死亡。
4.消化系统的变化
由于交感神经兴奋性增强,使胃肠运动减弱,消化腺分泌减少。外渗与唾液分泌减少引起口渴;胃的蠕动减弱和胃黏膜的水肿以及幽门括约肌收缩使胃内容物滞留,不易排空,刺激胃壁,引起恶心、呕吐;肠蠕动减弱,胆汁与胰腺分泌减少、肠黏膜水肿,蛋白质与脂肪得不到充分消化,在肠内细菌作用下发酵,产生气体,引起臌肠。当肠蠕动减弱时,水分被大量吸收而发生便秘,而当渗出严重时可发生腹泻。
5.泌尿系统的变化
汉坦病毒及免疫复合物可直接引起HFRS患者严重的肾脏损害。此外发热尤其是高热本身也可加重肾脏的损伤。其主要机制是,发热早期因交感神经紧张度增加,引起肾小血管收缩,使肾流量及肾小球滤过率下降,致尿量减少,尿比重增加,甚至发热早期尿中即可出现蛋白。
三、水  肿
水肿是HFRS常见体征之一,从发热早期,即可见结膜水肿,随着病程的推移,水肿范围逐渐扩大,水肿程度日趋加重。以结膜、后腹膜、肾脏、眼睑、双侧腰背部、四肢远端等部位最为明显。水肿表现从发热期末开始明显,进入休克期至少尿早期渗出水肿最为严重,随着外渗的逐渐减轻及外渗液的回吸收,以及肾脏排尿功能的恢复,水肿逐渐消失。严重的血浆外渗及明显的水肿为该病突出的表现之一。渗出、水肿的出现及轻重可作为诊断与判断病情发展的重要指标。
(一)水肿发生的机制
机体组织液含量维持相对稳定,主要靠血管内外液体的交换及体内与体外液体的交换,保持其动态平衡,维持其生理稳定。血管内外及体内外液体交换动态平衡受到破坏,使组织内水分聚积,便发生水肿。
1.组织液的生成和回流失衡
维持组织液的生成和回流平衡,主要有四种因素,即毛细血管内血压、组织静水压、血浆胶体渗透压和组织液胶体渗透压。生理状态下毛细血管动脉端血压为4. 00kPa(30mmHg),静脉端血压为1. 60kPa(12mmHg),组织液静水压为1. 33kPa(10mmHg),血浆胶体渗透压为3. 33kPa(25mmHg)、组织液胶体渗透压为2. 00kPa (15mmHg)。在毛细血管动脉端,液体从血管滤至组织间隙压差约为2. 67kPa(20mmHg);在毛细血管静脉端,组织间隙液吸入血管压差约为1. 33kPa(10mmHg)。因此,毛细血管内压促使毛细血管内液流向组织间隙,血浆胶体渗透压吸引组织间液至毛细血管。血管与组织间液体的交换通过毛细血管壁进行。毛细血管内压力增高、血浆胶体渗透压降低、微血管壁通透性增高、血浆胶体渗透压降低、组织液胶体渗透压升高,均能使组织液生成量超过回流量,液体在组织间隙积聚发生水肿。HFRS发生水肿的主要原因是:
(1)小血管及毛细血管通透性增高:
生理状态下,微循环毛细血管及微静脉壁,只能通过水和晶体物质,血浆蛋白不易通过。HFRS时,由于病毒及免疫复合物对血管的损伤,使微血管壁通透性增加,抗原抗体复合物还可通过激活激肽释放酶,使激肽原转变为激肽,作用于微血管壁使通透性增高;HFRS发热早期可能有Ⅰ型变态反应参与,引起肥大细胞脱颗粒释放组胺,微血管损伤时引起血管周围肥大细胞释放组胺,组胺引起微血管内皮细胞收缩,使内皮细胞间裂隙增大,使微静脉通透性增高。微血管壁通透性增高,血浆蛋白滤出增多,使血浆胶体渗透压降低,组织液胶体渗透压升高,水分由血管进入组织间隙,聚积在组织间隙形成水肿。
(2)血浆胶体渗透压降低:
由于微血管壁通透性增加,血浆蛋白滤出,血浆渗透压降低。在出血热发热期胶体渗透压即下降,低血压期进一步加重,少尿期下降至最低水平,多尿期回升,恢复期尚未完全恢复。此外在治疗过程中大量输晶体液可致血液稀释,促进胶体渗透压的下降,加重组织水肿,诱发肺水肿。因此,在补液时应注意合适的晶胶比例,不应盲目输入大量晶体液。
2.肾功能障碍使全身水出入平衡失调
HFRS患者在发热期即可有肾脏损害,轻微肾功能改变。经过休克期进入少尿期肾损害加重,发生明显的肾功能障碍,引起水和钠的摄入量和排出量平衡失调,这是造成与加重少尿期及多尿早期水肿的重要原因。肾功能障碍引起水肿的原因:①血浆外渗使有效血液循环量减少,肾小球广泛损害使有效滤过面积减少,两者均使肾血流量、肾小球滤过与原尿生成减少,加上肾间质水肿的压迫及肾小管的阻塞,发生排尿减少,致体内钠与水潴留,使水肿进一步加重。②肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)的改变,对水肿有重要作用。血管紧张素Ⅱ(AF-Ⅱ),从发热期至少尿期均明显增高,至多尿期恢复正常,肾素与醛固酮增高的幅度与增高的时间一致。肾素和AF-Ⅱ浓度的增高,是引起急性肾损伤的原因之一。其机制是,当有效循环血量及肾血流量减少时,使肾动脉压下降,刺激了入球动脉壁的压力感受器,使球旁颗粒细胞分泌肾素增多;交感神经兴奋,除引起入球动脉收缩,肾血流量减少,钠的滤过减少外,并可直接作用于球旁细胞,促进肾素的分泌;肾素使血浆中血管紧张素转变为AF-Ⅰ,AF-Ⅰ在转换酶的作用下,转变成AF-Ⅱ,AF-Ⅱ能引起小动脉收缩,并促使肾上腺皮质球状带分泌醛固酮,醛固酮促进远曲小管对钠的重吸收,使钠与水潴留,发生水肿。AF-Ⅱ致肾缺血、缺氧,引起肾小管内皮损害,在肾功能改变方面有重要意义。
(二)组织器官水肿类型
1.肺水肿
出血热肺水肿多发生于休克期及少尿期,与抢救休克时大量补液,进入少尿期组织间隙液回吸收,以及高血容量、心肌损害、心功能低下有密切关系。渗出量不多时可以是肺间质水肿,渗出量多时进入肺泡形成肺水肿。肺水肿的主要机制及临床特点:
(1)肺毛细血管血压升高:
生理情况下肺毛细血管血压比体循环低,而血浆胶体渗透压与体循环一致,以保证组织液被充分回吸收入血液循环,不会渗至肺间质及肺泡腔。出血热进入少尿期时,一方面组织间隙积聚的外渗液回吸收至体循环,在短时间内使血容量增加,血液被稀释,血浆胶体渗透压下降,肺毛细血管血压升高,而且超过了血浆胶体渗透压值,于是血液循环液体渗入肺间质及肺泡,引起肺水肿。另一方面由于高血容量使心脏负荷加重,发生急性左心衰竭,左心室不能把回流的血液充分排出,使左心房压力增加,肺静脉回流受阻,致肺静脉压和肺毛细血管压升高,此种压力超过血浆胶体渗透压,血液循环内水分便渗出至肺间质及肺泡,引起肺水肿。其他如肺微循环内DIC的发生,肺毛细血管通透性的增加,大量缩血管活性药物的使用,大量输入水分及晶体液等,都是造成肺水肿的重要原因。
(2)肺毛细血管通透性增高及血浆胶体渗透压下降:
毛细血管通透性增高,蛋白滤出增多,使血浆胶体渗透压下降,有利于肺水肿的发生。
2.颅内高压及脑水肿
HFRS脑水肿的发生率不高,多继发于休克及少尿期严重尿毒症时,这些患者死前均有颅内压增高及脑水肿的临床表现,多死于脑疝。脑水肿发生的原因多为脑缺血、缺氧、代谢紊乱及中毒等,主要的病理改变是由于缺氧所致脑水肿形成。脑是耗氧量很高的器官,其重量虽然仅为体重的2. 2%,但脑血流量却为心排血量的15%,脑的耗氧量占全身总耗氧量的20%~25%,因此,脑对缺氧十分敏感,在脑的各部分中灰质比白质缺氧敏感,特别是大脑和小脑的灰质对缺氧尤为敏感。
脑水肿的原因及主要病理环节:①HFRS休克时由于长期低血压,脑血流量减少,脑缺血缺氧;尿毒症时脑组织对ATP的利用障碍,使葡萄糖分解减少,脑的耗氧量减少。缺氧时葡萄糖的氧化反应障碍,糖无氧酵解时生成的ATP较有氧氧化时明显减少。②ATP对维持神经冲动的传递和跨膜离子浓度梯度(膜内外离子浓度差)有重要作用。脑细胞膜的钠泵因ATP生成不足致运转功能发生障碍时,细胞内钠离子不能泵出,细胞内渗透压增高,引起脑神经细胞、神经胶质细胞及血管内皮细胞水肿。③毛细血管周围的肥大细胞及胶质细胞水肿,压迫毛细血管,加之毛细血管内皮细胞肿胀,使管腔变窄,血流受阻,致微循环障碍,进一步加重脑细胞缺氧。④由于酸中毒,脑内乳酸增加,致脑细胞的结构和功能发生改变,使血脑屏障通透性增加,加重脑水肿。⑤输入大量低渗液,引起稀释性低钠血症,细胞外液渗透压降低,水分转入细胞内引起水肿。⑥由于缺氧引起神经介质如乙酰胆碱、儿茶酚胺、5-羟色胺、单胺类神经介质的改变,对脑功能有严重影响。
总之,HFRS脑水肿发生原因是复杂的,并且多为继发性脑水肿。防治脑水肿的病理生理学基础是尽早改变其功能障碍,恢复其正常生理功能,及时治疗,使水肿组织的结构和生化方面的异常变化迅速恢复正常,防止脑疝的发生。

(郝春秋 阎荣)

四、出  血
HFRS最常见的临床表现之一是出血。轻者仅表现皮肤、黏膜小的出血点,重者可见腔道、皮肤广泛出血,甚至颅内出血。因此,出血常常是患者致死的重要原因。HFRS的出血原因是复杂的,了解HFRS的出血机制、临床表现并及时进行有针对性的处理,是降低HFRS病死率的重要措施。
(一)正常的止血、凝血机制
一个具有完善止血功能的人,必须具备健全的血管、正常的血小板和凝血因子三要素。
1.血管
主要是指微循环血管。当微循环血管受损伤时,具有平滑肌的各级血管如小动脉、微动脉、后微动脉、微静脉、小静脉等,由于交感神经轴突反射作用使平滑肌收缩,从而使创口缩小或封闭。没有平滑肌的血管如毛细血管、真毛细血管等则通过血管活性物质儿茶酚胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、血管紧张素Ⅱ等使毛细血管收缩而使创口缩小。此外,血小板受损伤血管胶原的激活使膜磷脂上的花生四烯酸代谢,产生血栓素A 2(TXA 2)也能使血管收缩和促进血小板聚集。血管收缩的结果是使血流减慢,因而一些凝血物质在局部堆积。此外,血管损伤部位基底膜和结缔组织中的胶原纤维能使血小板黏附,血管损伤所产生的电流能使血小板在血管损伤处发生不可逆性聚集而达到初期止血,但真正的止血尚需各种凝血因子参加。其中,由于损伤血管的胶原暴露从而启动内源性凝血系统,因血管壁受损而释放组织因子,从而启动外源性凝血系统,他们均能激活凝血因子Ⅹ,从而使凝血酶原转变为凝血酶并使纤维蛋白原在凝血酶的作用下形成纤维蛋白,沉积在血管损伤部位,使局部产生血凝块而达到持久的止血。
2.血小板
血小板具有保持毛细血管完整性的功能,正常情况下它沿着血管壁排列成行,保持毛细血管的完整性,降低毛细血管的脆性和通透性。其次,血小板具有黏附、聚集和释放功能,当小血管内皮细胞损伤时,血小板即黏附于内皮细胞下的胶原纤维中,并释放二磷酸腺苷(ADP),促使血小板凝聚。此外,还释放血小板第Ⅲ因子等,参与凝血因子Ⅻ的激活,并促使纤维蛋白原转变为纤维蛋白,从而形成不可逆性的纤维蛋白血小板血栓。最后,在血小板释放的血栓收缩素的作用下形成牢固的血凝块,达到持久性止血。
3.凝血因子
血液凝固过程中必须有凝血因子参与,若因各种原因导致血液中的凝血因子减少,也可引起出血。国际凝血因子命名委员会将凝血因子以罗马数码命名Ⅰ~■,其中因子Ⅵ目前认为是血清中活化的因子Ⅴ,因此不再是一种独立的凝血因子。所以,目前凝血因子为12种。当血液接触损伤血管内皮下胶原及基底膜等组织后,在体内无活性的凝血因子Ⅻ被激活,从而启动内源性凝血系统引起连锁反应,直至最后形成稳定的纤维蛋白凝血块。
综上所述,正常微血管损伤后,能通过神经、体液、血小板和凝血因子等作用修复血管损伤,制止出血。假如血管损伤超出生理修复范围,血小板数量减少或质量异常,凝血因子缺乏或抗凝物质增加等均可导致出血。
(二)肾综合征出血热的出血机制
HFRS出血的原因是复杂的,有时往往有多种因素参与。一般认为发热期皮肤、黏膜的小出血点,主要是毛细血管损伤、血小板减少和血小板功能异常所致。低血压休克期至多尿期阶段,主要是弥散性血管内凝血(DIC)导致消耗性凝血障碍和继发性纤溶亢进所致。此外,也有可能由于肝素类物质增加、血小板减少和功能障碍、凝血因子异常或尿毒症所致。
1.小血管损伤
HFRS患者的基本病变是全身微小血管弥漫性损伤。而小血管损伤的病理变化是内皮细胞肿胀、退行性变,严重者出现纤维蛋白样坏死,甚至血管壁崩解。这种变化随着病期进展而加重,以少尿期最为严重。
目前认为HFRS小血管损伤的原因有:
(1)病毒直接作用:
汉坦病毒直接作用于血管内皮细胞并引起病变。
(2)免疫复合物作用:
汉坦病毒抗原与抗体复合物沉着于毛细血管内皮细胞上,在补体参与下吸引中性粒细胞吞噬抗原-抗体复合物,并释放溶酶体中的蛋白水解酶,从而破坏血管内皮细胞。
(3)细胞毒性T淋巴细胞(CTL)作用:
HFRS患者外周血CD4/CD8比例倒置,杀伤性T细胞和B细胞功能相对增高。有实验表明细胞毒性CD8 +T淋巴细胞在人体内可以导致靶细胞的死亡。
(4)微循环障碍:
由于休克或DIC等原因所致的微循环障碍,使血管内皮细胞缺氧,从而导致细胞变性坏死。
(5)补体激活:
补体激活是本病发病机制的重要环节。旁路途径被激活引起肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒,并释放各种血管活性物质;同时,补体又能激活激肽系统最终生成激肽,后者使血管扩张及通透性增加;免疫复合物激活补体经典途径,造成小血管损伤。由此,大量血液外渗,造成出血、休克以及血黏度升高。
(6)氧自由基和脂质过氧化反应:
氧自由基和脂质过氧化反应对机体血管内皮细胞和组织细胞具有强大的破坏作用,是HFRS病理损害的又一主要因素。在HFRS发病初期(发热期),血浆PGI 2即明显降低,其有减少自由基对组织损伤的作用,故自由基反应也降低。然而,反应血管内皮细胞的vWF∶Ag则在HFRS早期即已明显增高。
(7)汉坦病毒糖蛋白的免疫调节功能:
有学者发现汉坦病毒的糖蛋白也具有免疫调节功能。内皮细胞受到汉坦病毒侵犯后,其原有的保护功能将遭破坏。干扰素ανβ3作为汉坦病毒侵入细胞的辅助因子,同时也参与细胞与细胞之间的黏附、血小板聚集以及维持血管屏障功能。因此,有学者认为当汉坦病毒与干扰素ανβ3发生交联作用后,使得干扰素ανβ3灭活,其原有功能丧失,导致血管内皮细胞通透性增加。
由于内皮细胞是血管的主要组成部分,尤其是毛细血管。因此,血管内皮细胞的损伤,必然导致血液的外渗和出血。
2.血小板减少和功能障碍
HFRS患者90%以上病程中出现血小板减少,实际上从发热期开始大多数患者就可以出现血小板减少和血小板功能障碍。其原因有4个方面:
(1)血小板生成减少和形态异常:
目前已证实汉坦病毒能侵犯HFRS患者骨髓中的巨核细胞,使其成熟障碍,因而产生和释放至血液中的血小板减少。同时发现血小板体积增大、寿命缩短,电镜下可见血小板形态异常。
(2)血小板消耗增多:
由于全身毛细血管和小血管广泛受损,因而消耗大量的血小板去修补受损的毛细血管和小血管。此外,不少患者病程中出现DIC,也大量消耗血小板。
(3)血小板破坏增加:
HFRS患者血小板中已证实有免疫复合物的存在,经激活补体后可导致血小板破坏。此外,HFRS存在的Ⅲ型变态反应在激活补体的过程中释放的大量补体裂解产物,能引起血小板的聚集和破坏,从而使血小板减少。
(4)血小板功能障碍:
正常血小板具有黏附、聚集和释放功能,而HFRS患者以上三种功能均降低,因而使血小板不能有效的聚集和黏附于毛细血管和小血管壁的损伤区,起到止血作用。此外,血小板的释放功能障碍,使血小板内的花生四烯酸、血小板第Ⅲ和第Ⅳ因子不能释放,由于它们不能参与凝血过程,因而受损伤的小血管和毛细血管渗血或出血不止。
导致血小板功能障碍的原因目前认为有以下几点:①由于汉坦病毒侵犯巨核细胞导致血小板超微结构异常,如α颗粒和致密体颗粒的减少或消失、开放管道系统的扩张或扭曲,从而使GAMP和钙流机制失调,导致血小板功能障碍;②抗原-抗体复合物通过IgG吸附于血小板表面的糖蛋白,在补体的激活下引起血小板的破坏与损伤而使血小板失去功能,最终被单核-巨噬细胞选择性地清除;③HFRS患者血液中肝素类物质增加也可以抑制血小板黏附、聚集和释放功能;④HFRS患者尿毒症时胍类和酚类毒性产物在血液中滞留,能抑制血小板第Ⅲ因子的释放;⑤抗体对血小板的吸附引起血小板聚集或通过补体的溶细胞作用而使血小板的质和量受损。Somnate和杨为松等都指出,HFRS患者血小板表面的PA IgG、PA IgM以及抗心肌抗体、抗基底膜抗体均增高,而补体C3水平降低,推测有Ⅱ型变态反应的参与,故致血小板质和量的异常;⑥通过测定血小板电泳率发现,HFRS患者血小板表面负电荷明显降低,可能也是导致血小板质和量异常的原因之一。
由此可见,HFRS患者血小板异常的机制十分复杂,可能由多种原因所致。
3.凝血机制异常
HFRS患者凝血机制异常较常见的原因有:
(1)DIC:
HFRS患者DIC的发生率可达35%~70%,除恢复期外,其余各期均可发生,尤以低血压休克期和少尿期为多。其发生的原因主要是汉坦病毒或免疫复合物损伤了毛细血管或小血管的内皮细胞,使血管基底膜胶原暴露,从而激活Ⅻ凝血因子,引起连锁反应导致内源性凝血。HFRS患者由于小血管受损,血浆外渗,血液浓缩,血流缓慢,血液黏滞性增高,也为DIC创造了条件。此外,低血压休克期和少尿期的酸中毒,可加重血管内皮细胞的损伤;血浆pH下降至7. 2以下,也有促进凝血的作用。由于HFRS患者内皮细胞受损和肾脏受损,一方面使抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)合成减少,另一方面使AT-Ⅲ随尿蛋白大量从尿中排出,血浆中AT-Ⅲ的减少也能促进DIC的发生。DIC发生后,由于血管内凝血消耗了大量凝血因子,导致凝血因子不足和凝血障碍,从而引起广泛出血。此外,DIC引起的继发性纤溶亢进,使纤维蛋白原和纤维蛋白的降解产物(FDP和fdp)增多,由于它们均具有强烈的抗凝血作用,也能导致凝血障碍而引起大出血。所以,DIC除第一期高凝期外,其余两期即消耗性凝血障碍期和继发性纤溶亢进期,均可因凝血障碍而引起出血。
(2)其他因素所致的凝血因子减少 :
许多HFRS患者存在肝脏损害,因而肝脏合成的凝血因子相应减少。此外,由于患者食欲下降或不能进食,使维生素K类物质补充减少,因而维生素K依赖性凝血因子也减少。
(3)肝素类物质增加:
肝素类物质的增加在小血管和毛细血管受损的情况下,也能引起出血或大出血。肝素存在于人体许多组织中,HFRS患者从发热期开始,血液中的游离肝素和肝素类物质开始升高,直至多尿期才下降。肝素能中和多种凝血因子,并能抑制血小板的聚集,所以能造成严重出血。HFRS患者肝素类物质增加的原因:①受损血管壁上的肥大细胞脱颗粒增加,因而使肝素释放增加;②由于肝脏受损,使肝脏产生的肝素酶减少,从而肝素的灭活减少;③HFRS患者由于小血管受损,血浆蛋白大量外渗,因而与肝素结合也减少,血液中游离肝素增加,而起抗凝作用的正是游离肝素;④肾功能障碍,使肝素类物质从尿中排出减少而潴留体内。
4.尿毒症
HFRS患者急性肾衰竭,使尿素氮等代谢物质排泄障碍,它们不但能影响血小板的功能,而且尿素氮等物质可以透过胃肠黏膜,在细菌作用下分解为NH 3,刺激胃肠黏膜上皮细胞,使之变性、坏死、糜烂和溃疡形成,从而引起胃肠出血。

(易建华 罗端德)

五、水和电解质代谢障碍
水及电解质经由胃肠道吸收,由泌尿道、肠道、皮肤及呼吸排出,通过细胞内外液的不断交换,以维持机体内环境的平衡。当水电解质的吸收与排泄障碍,细胞内外液的交换与分布平衡失调时,就会引起水和电解质的代谢紊乱。在HFRS病程中,各病期都不同程度的存在水和电解质的代谢障碍,主要表现为发热期的脱水,少尿期的水潴留、高钾血症及钠代谢平衡失调,多尿期脱水、低钠、低钾血症等。因此,水和电解质的代谢障碍是HFRS重要的病理生理改变和临床表现。
(一)脱水
由于水和钠的摄入不足,造成总体液量的不足称为脱水。
1.脱水的原因
(1)进水不足:HFRS多尿期,由于大量排尿,水分未及时补充,使体内液体总量减少。以失水为主时表现为高渗性脱水;以失钠为主时为低渗性脱水(血清钠浓度超过150mmol/ L,细胞外液渗透压超过310mmol/L为高渗;血清钠浓度低于130mmol/L,细胞外液渗透压低于280mmol/L为低渗);水与钠等比例失衡为等渗性脱水。
(2)失水过多:HFRS患者发热期,由于体温过高,使水分从皮肤及肺蒸发;大剂量用解热剂通过出汗可使水蒸发过多(汗液含钠为80mmol/L),引起脱水,此时脱水多为高渗性脱水。但是,在补液过程中,如只给水而不给氯化钠,易转为低渗性脱水。
(3)反复使用利尿剂,使肾小管对钠的重吸收减少,大量氯化钠从尿中排出,引起低渗性脱水。
(4)小血管、毛细血管通透性增高,使大量血浆渗入组织间隙及体腔,成为无效的细胞外液,而失水失钠比例相等,为等渗性脱水。
(5)HFRS患者少尿期末及多尿早期,过多给予高蛋白、高渗葡萄糖,可致细胞外液高渗,血液溶质浓度增高,引起溶质性利尿而失水。
(6)严重呕吐腹泻时可致低渗性脱水。
2.脱水时的主要临床表现
(1)唾液分泌减少,口腔黏膜干燥,口渴。
(2)汗腺的分泌与呼吸道水分的蒸发减少,影响热的散出,可使体温增高。
(3)皮肤失去弹性,眼窝下陷,面部变憔悴。
(4)尿量减少,比重增高,但低渗性尿量正常。
(5)脑细胞脱水,可表现为烦躁、谵妄和昏迷。
3.脱水的病理生理改变
(1)高渗性脱水细胞外液渗透压增高,刺激了下丘脑视上核和室旁核的渗透压感受器,发出冲动信息,经视上核垂体束传至神经垂体,释放抗利尿激素,作用于肾脏远曲小管和集合管,使水分重吸收增加,引起尿量减少;细胞外液渗透压增高,使口渴中枢(位于视上核侧面)神经元脱水,产生口渴感觉;细胞外液渗透压增高引起细胞内脱水,使代谢功能及生理活动发生障碍,如汗腺和口腔唾液分泌停止,呼吸蒸发减少等。此类脱水的处理以补水为主,补盐为辅。
(2)低渗性脱水:细胞外液渗透压降低,抑制了视上核渗透压感受器(神经元水肿,发出冲动减少),使神经垂体抗利尿激素减少,肾脏远曲小管对水的重吸收减少,尿量暂时增加;低血压期及少尿移行阶段,由于血浆外渗,血液浓缩,血浆蛋白浓度增高,胶体渗透压增高,组织间渗出液回流入血管,并因细胞内高渗,外渗液同时进入细胞,临床上可突然出现眼窝下陷、面容憔悴、皮肤失去弹性并出现皱褶等脱水体征。此类脱水处理应以补盐为主,努力改变细胞外液的低渗状态。
(3)等渗性脱水:多尿期大量水和盐的同时丢失,使细胞外液减少、血液循环量减少,血液浓缩,血压下降,可出现两种情况:一种是失水量多于失钠量,细胞外液渗透压增高,表现为高渗性脱水体征,出现口渴,尿量逐渐减少,有再发生休克的可能;一种失钠多于失水,出现低渗性脱水表现。治疗时应根据脱水性质给予相应的液体。
(二)水潴留(水中毒)
体内水分过多,细胞内外液呈低渗,引起消化及神经系统症状与体征者,称为水潴留或水中毒。
1.原因
(1)肾功能障碍:肾血流量减少,肾小球滤过率降低,肾小管损伤及管腔堵塞,使水分不能排出,潴留于体内。
(2)低血压期大量补液,进入少尿期后,体内过多的水分不能由肾排出,潴留于体内。
(3)进入少尿期,外渗液大量回吸收,引起高血容量。
(4)垂体损伤及功能减退,ACTH分泌减少,不能有效地促进肾上腺皮质的分泌,肾上腺皮质激素分泌减少,对抗利尿激素的分泌抑制减弱。
(5)肾上腺皮质损伤及功能减退,肾上腺皮质激素分泌减少,不能有效地抑制抗利尿激素的分泌,因此抗利尿激素分泌增加,使肾小管对水与盐的重吸收增加,发生水潴留。
2.主要临床表现
(1)血液被稀释,红细胞减少,出现组织缺氧的表现。
(2)有低钠血症的表现。
(3)出现低蛋白血症的症状及体征。
(4)出现消化道的症状及体征。
(5)嗜睡或不安、谵妄、抽搐甚至昏迷等神经系统的表现。
3.水中毒的病理生理
由于外渗液回吸收至血液循环,致血容量增加,血液被稀释,故红细胞计数和血细胞比容下降,血红蛋白降低,血浆蛋白降低,血钠被稀释,引起低钠血症,细胞外液渗透压降低,肾功能障碍,不能将过多的水分排出,于是水又进入渗透压相对高的细胞内使细胞内外液总容量增多,细胞内外液渗透压均降低。血清钠浓度降至120mmol/L以下,多为严重水潴留,临床出现水潴留症状,红细胞及血红蛋白下降,出现组织细胞供氧不足。对于水中毒的处理,应严格限制入水量,在规定输液范围内,使用3%~5%高渗盐水,解除细胞内外的低渗状态。
(三)低钠血症及高钠血症
正常血清钠浓度为142mmol/L,血清钠浓度低于135mmol/L时为低钠血症,高于150mmol/L时为高钠血症。
1.低钠血症
(1)水过多性低钠血症:
少尿期由于细胞内外液总容量增加,通过肾脏排水量减少,水在体内潴留,血清钠被稀释。
(2)脱水性低钠血症:
HFRS多尿期,由于大量排尿,钠随尿大量排出,补液时只给低钠液或无钠液,钠的补入不足,使血清钠被稀释。
(3)失钠性低钠血症:
HFRS少尿期,由于反复的超常量的使用利尿剂,使钠从尿中大量排出,水相对排出不足,血清钠被稀释。
对于低钠血症处理,主要是限制水的摄入,注意补钠。
2.高钠血症
在出血热病程中,高钠血症比较少见,多因治疗不当所致,如用降温药使其大量出汗,致失水大于失钠,输入过多的碳酸氢钠,又不能从肾脏排出(低血压期及少尿期大量补碳酸氢钠);少尿期醛固酮增加致血钠升高。
对于高血钠的处理,主要是补充水分,限制补钠。
(四)低钾血症及高钾血症
正常人含钾总量为140~150g,95%存在于细胞内液。正常血清钾浓度为3. 5~5. 5mmol/L,低于3. 5mmol/L为低血钾,高于5. 5mmol/L为高血钾。钾的主要生理作用是:维持细胞的新陈代谢,即参与糖原和蛋白质的合成。合成增加时,细胞外液的钾进入细胞内液;分解增强时,细胞内液钾进入细胞外液。钾的生理作用是维持神经肌肉功能,钾离子具有维持神经和肌肉细胞膜静电位的作用,在神经的冲动和传导及肌肉的收缩过程中,起着重要作用。
1.低钾血症
(1)低钾血症的原因:
①发热期钾摄入不足;②少尿期反复用利尿剂,从尿中排钾过多;③多尿期随着大量的排尿而排出大量钾;④导泻也可引起低钾;⑤大剂量输入葡萄糖和胰岛素,糖原合成增加,钾随葡萄糖进入细胞内。
(2)低血钾的主要病理生理变化及临床特征:
①血钾降低,使细胞内、外液钾的浓度差增大,使神经及肌肉膜电位升高,不易发生去极化,从而阻止动作电位的产生和传导,表现为四肢无力,腱反射减弱,当血钾下降至2. 5mmol/L以下时,四肢可出现弛缓性瘫痪。②由于胃肠道平滑肌细胞同样发生电生理的改变,引起平滑肌收缩减弱,发生肠麻痹,表现为臌肠、腹胀和肠蠕动减弱。③低血钾对心脏有明显影响,心肌细胞的兴奋性增高,心电图上可出现ST段下降,T波低平增宽,QT间期延长,出现U波等改变;严重时引起传导阻滞,可出现PR间期延长、QRS波增宽。
低钾血症临床表现的轻重与血钾降低程度和降低的速度有关。血钾浓度降低明显者临床症状也重。迅速发生的低血钾,临床表现尤为严重;缓慢发生的低血钾,往往症状不明显,或表现尚不严重。对缺钾的患者,应缓慢补给钾,严防过快和过量输入,细胞内缺钾恢复慢,一般需3~4天才能使细胞内外的钾达到平衡。
2.高钾血症
(1)HFRS出现高钾血症的原因:
HFRS的高钾血症主要发生在病程的少尿期。其主要原因是:①少尿期肾小球滤过减少及肾小管排钾功能障碍,在无尿时每天血清钾可增加0. 7mmol/L;②发病过程中大量组织细胞包括血细胞的破坏,使细胞内钾释放至血液中;③休克及少尿期发生酸中毒致血钾增高,细胞外液呈酸性时,H +浓度增加,H +进入细胞内被缓冲,同时细胞内的K +和Na +释放至细胞外液,以维持膜内外的电荷平衡,使血钾升高。此外,酸中毒时肾小管上皮细胞的分泌减少,也是血钾增高的原因之一。一般来说,血pH每下降0. 1,血浆钾浓度即可上升0. 6mmol/L;④低血压期由于缺氧,影响ATP的生成,引起细胞膜钠泵功能障碍,使钠滞留于细胞内,而钾释放于细胞外液,致血钾增高;⑤大量出血,红细胞破坏,释放出钾于血液中。
(2)出血热高血钾的主要病理生理改变及临床特征:
①血钾升高使心脏的兴奋性增高,传导加快,超过5. 5mmol/L时,可有心电图的表现,血钾进一步升高,在7~8mmol/L时,使动作电位幅度降低、心肌的兴奋性降低、传导延缓甚至阻滞,心电图提示P波降低,增宽,PR间期延长,R波降低,QRS波增宽,严重时发生心室纤颤及心室停搏,停止于舒张状态;高血钾对心肌细胞膜通透性增高,动作电位时间缩短,心电图显示T波狭窄高耸,QT间期缩短。②高血钾使神经肌肉细胞膜电位减小,动作电位的幅度和速度降低,兴奋性减慢,肌肉呈现软弱无力,严重时发生麻痹。
对高钾血症的治疗,除应尽快查清引起高血钾的原因,加以解决外,应立即采取措施降低血钾浓度,使心肌收缩增强,并注射高渗钠溶液,提高血钠浓度,增加心肌细胞内钙浓度差,以利于提高心肌细胞的兴奋性;还应注射葡萄糖、胰岛素促进钾进入细胞内。在少尿与无尿时间过长,上述处理效果不显又不能达到降低高血钾时,应果断进行血液透析或腹膜透析。
(五)高镁与低镁血症
1.高镁血症
HFRS少尿期,因肾小球滤过减少,镁排出减少,使血液内镁浓度增高。当镁超过3mmol/L时,可出现中毒症状,表现为嗜睡、肌肉软弱无力、反射迟钝、呼吸减慢、心动徐缓、血压下降,心电图显示T波高耸及传导阻滞,严重者发生心跳停搏。对高镁血症的治疗主要是静脉注射葡萄糖酸钙对抗,必要时透析治疗。
2.低镁血症
HFRS多尿期,肾小球滤过增加,镁随大量排尿而排出增多,肾小管上皮细胞损伤对镁的重吸收减少而排出增多;大剂量利尿剂的使用可抑制肾小管对镁和钠、钾等电解质的重吸收,由肾排出增加;反复导泻可使镁从肠道内丧失;血液透析也可引起镁的丧失。当血清镁低于0. 75mmol/L时,可发生低镁血症。镁对神经系统及心血管的抑制作用减弱,肌肉及心血管的兴奋性增高,临床表现为肌肉震颤、手足抽搐、反射亢进、对声和光的刺激反应性加强,严重时出现心动过速,期前收缩,血压升高,意识状态改变等。对低镁血症的治疗是及时口服或注射硫酸镁。
六、酸碱失衡
人体在代谢过程中不断产生酸性代谢产物,同时又不断摄取碱性物质,通过体液的缓冲作用及肺呼吸功能、肾泌尿功能的调节作用,使血液的pH维持在7. 32~7. 44之间,而血液pH取决于血液缓冲系统内弱碱与弱酸浓度比值。
(一)酸碱平衡变化的概念和指标
1.血浆
升高,[H 2CO 3]不变,比值增大,pH增高; 不变,[H 2CO 3]升高,比值减小,pH降低。
2.血浆pH正常为7. 36~7. 44,>7. 44为碱中毒,<7. 36为酸中毒。
3.血浆二氧化碳分压(PCO 2):为溶解的CO 2所产生,正常为4. 7~6. 0kPa(35~ 45mmHg)平均5. 3kPa(40mmHg),每升血浆碳酸浓度是0. 03mmol/L×40 = 1. 2mmol/L。>1. 2mmol/L为CO 2潴留,<1. 2mmol/L为CO 2排出过多。
4.实际重碳酸盐(AB)正常为21~26mmol/L,平均为24mmol/L(动脉血浆)。在已知pH和PCO 2值的情况下计算求得。根据汉-哈方程式(Henderson- Hasselbalch equation)计算:

5.标准碳酸氢盐(SB) 在37℃,PCO 2为5. 3kPa时,血浆的[H 2CO 3]正常为21~26mmol/L,平均24 mmol/L。慢性呼吸性和代谢性酸中毒时,SB有改变,急性无改变。
6.碱剩余(BE)是在37℃,PCO 2为3. 3kPa时完全氧合条件下,将全血滴定至pH 7. 4所用的酸量,为剩余碱,用正值表示;若用碱才能滴定到pH 7. 4,为碱缺失,用负值表示。正常范围为±3mmol/L。在代谢性和慢性呼吸性酸碱中毒时有改变,急性无改变。
7.二氧化碳结合力(CO 2- cp)是血中化学结合状态的CO 2量,即 所含的CO 2量,正常值为23~31mmol/L,平均值为27mmol/L,数值增高为代谢性碱中毒,或代偿后呼吸性酸中毒,数值减少为代谢性酸中毒或代偿后呼吸性碱中毒。
(二)酸中毒
1.代谢性酸中毒
血浆中[NaHCO 3]减少,使血液pH低于正常,为代谢性酸中毒。
(1)原因:
①HFRS休克期:由于血液循环障碍,引起组织缺氧,葡萄糖氧化不完全,使乳酸生成增加。②HFRS少尿期:肾小球滤过率降低,硫酸、磷酸等代谢产物,通过肾脏排出减少且在血中潴留。③肾小管损伤不能分泌H +和NH 3,使NaHCO 3的吸收减少,引起血浆中[NaHCO 3]降低。
(2)主要病理生理改变及临床表现:
①通过缓冲系统的作用,NaHCO 3与增加的H +中和,消耗了NaHCO 3,而H 2CO 3的增加,使[NaHCO 3]与[H 2CO 3]的比值小于20∶1,血液pH下降。②血液pH降低和PCO 2的增高,刺激化学感受器,使呼吸加深加快,CO 2排出增加,血液中降低,使[NaHCO 3]与[H 2CO 3]的比值恢复。③血液pH降低和肾小管上皮细胞内PCO 2增高,引起分泌H +及NH 3,使NaHCO 3重吸收增加,补充血液中的消耗,以维持[NaHCO 3]与[H 2CO 3]的比值,肾小管上皮的损伤使其代偿能力显著减弱。
[NaHCO 3]量绝对减少,如能与[H 2CO 3]维持20∶1,pH尚在正常范围,为代偿性代谢性酸中毒,如未及时纠正,[NaHCO 3]量继续下降,与[H 2CO 3]之比例小于20∶1,pH低于7. 36,便形成失代偿性代谢性酸中毒。酸中毒时H +增加,取代Ca 2+在蛋白上的结合部位,引起心肌收缩力减弱,心排血量减少,血压下降,以及心室纤颤。严重酸中毒因生物氧化过程障碍,可致患者昏迷。
2.呼吸性酸中毒
血中[H 2CO 3]增多使血液pH低于正常,为呼吸性酸中毒。
(1)原因:
在HFRS休克期与少尿期,由于肺水肿、肺出血等原因,使肺通气功能障碍,CO 2排出受阻,引起血中[H 2CO 3]增多。
(2)主要病理生理改变及临床表现 :
PCO 2增高及pH下降,引起颈动脉体和主动脉体的化学感受器兴奋性增强,使呼吸加深加快,脑脊液的pH降低可刺激延髓的呼吸中枢使呼吸加深加快。酸中毒也可通过肾脏,血红蛋白系统的缓冲作用调节。血液中[NaHCO 3]升高,PCO 2降低,使[NaHCO 3]与[H 2CO 3]之比值维持20∶1,血液pH在正常范围,为代偿性呼吸性酸中毒;两者比值小于20∶1,pH降至7. 36以下,形成失代偿性呼吸性酸中毒。
代谢性酸中毒及呼吸性酸中毒的治疗,除应解除造成酸中毒的原因外,应适当输碱性溶液,尤其是血液pH在7. 30以下时,应及时补给。
(三)碱中毒
1.代谢性碱中毒
血浆中[NaHCO 3]增多使血液pH高于正常,为代谢性碱中毒。
(1)原因:
①缺钾:在大剂量应用利尿剂及多尿期大量排尿时,钾离子可大量从尿中排出,造成细胞外液低钾,表现为血钾过低;②输入碱性物质过多:抗休克过程及少尿期,输入过多的NaHCO 3可引起碱中毒;③大出血及血容量减少可致醛固酮分泌增加,醛固酮使肾小管排H +、排K +增加,保留NaHCO 3的能力增强。
(2)主要病理生理改变及临床表现:
细胞外液低钾,细胞内液钾释放于细胞外液,此时细胞外液中的H +和Na +进入细胞内液,维持细胞内外的电中性,交换结果发生细胞外碱中毒,细胞内可能是酸中毒。碱性物质输入过多,直接使血浆NaHCO 3增加引起碱中毒。当[NaHCO 3]增多时,[NaHCO 3]与[H 2CO 3]的比值大于20∶1,pH增大,刺激化学感受器,使呼吸中枢抑制,呼吸变浅慢,使CO 2呼出减少,肾小管对[NaHCO 3]的重吸收减少,[NaHCO 3]由尿中排出,尿变碱性。当碱中毒由缺钾引起时,因肾小管上皮细胞缺钾,故仍以排H +为主,尿可呈酸性。碱中毒时可引起钾由尿中排出增多,引起低钾血症,并使氧合血红蛋白的亲和力增加,引起组织缺氧,又可使血内游离钙减少,尿中排出钙增加,致血钙降低。游离钙减少使神经肌肉的应激性增强,出现手足搐搦,反射亢进,因PCO 2下降,可出现脑缺氧的症状。
2.呼吸性碱中毒
血中[NaHCO 3]减少使血液pH增高为呼吸性碱中毒。
(1)原因:
在HFRS肺水肿及肺出血时,呼吸变浅快,换气时减少,除引起缺氧外,CO 2从肺内排出增加,引起呼吸性碱中毒。
(2)主要病理生理改变及临床表现:
由于CO 2大量呼出,血中[H 2CO 3]减少,导致[NaHCO 3]与[H 2CO 3]的比例大于20∶1,血液呈碱性,呼吸中枢抑制,使呼吸变浅慢,其他同代谢性碱中毒。
无论是代谢性还是呼吸性碱中毒,如果通过代偿使[NaHCO 3]下降,[H 2CO 3]提高,能使两者比值保持在20∶1,pH不变动,称为代偿性碱中毒;[NaHCO 3]与[H 2CO 3]之比大于20∶1,血液pH超过7. 44,则发展为失代偿性碱中毒。
(四)复合性酸碱紊乱
HFRS病程中,由于病期转变、病情加重、并发症的发生及治疗不当等,常可同时存在两种以上的酸碱中毒,称为复合性酸碱平衡紊乱。一种情况是,血液pH在正常波动范围,而 与PCO 2有明显变化,包括:呼吸性酸中毒合并代谢性碱中毒(血气分析可见, ↑,PCO 2↑)。再有一种情况是,血液pH明显改变,而PCO 2有明显变化,包括:呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒(血气分析可见pH↓,PCO 2↑, ↓);代谢性碱中毒合并呼吸性碱中毒(血气分析可见pH↓,PCO 2↓, ↑)。
对于各种不同类型的酸碱平衡紊乱,应及时发现,及时纠正。
七、休  克
HFRS的低血压和休克,是由于汉坦病毒直接作用或免疫复合物的作用,引起了全身小血管和毛细血管的广泛性损伤,加上血管活性物质的作用,致血管扩张,通透性增强,血浆外渗,有效循环血量下降,使有效循环灌流减少,从而导致组织器官的缺氧而发生代谢障碍和组织细胞损伤的病理生理过程。休克的发生与否,除了与感染汉坦病毒的型别毒力、机体的反应等因素外,很大程度上还取决于临床诊断是否及时,救治是否恰当。低血压与休克多发生于发热期末,高热下降时或体温正常之后,亦有少数病例发生于发热初期。HFRS休克期持续时间长短不一,因人、因病情而异。多数患者经过数小时的低血压,通过机体的自身调节可恢复。部分患者由于严重微循环障碍,失去自控与稳定而发生休克。
(一)血流动力学的几个问题
1.压力与血压
所谓压力是指单位面积上的作用力。血液对血管壁的作用力为血压,即压强。
2.跨壁压与循环充盈压
心血管是充盈血液的封闭系统,承受血管内血液向外的压力,血管外组织向血管内的压力,管壁向内的重力。向外的压力为内压,向内的压力为外压。内压使血管膨胀,外压使血管壁塌陷。正常时,内压大于外压,所以血管保持膨胀状态。管壁内外的压力差称为跨壁压。循环血流停止时,血管内压力仍大于大气压,此时血液循环内的血液充盈压力称为循环充盈压。血容量增加、血管腔容量缩小时,循环充盈压升高;血容量减少,血管腔容量增大时,循环充盈压降低。
3.肺动脉压与肺动脉楔压(肺动脉嵌入压)
肺动脉压为主动脉压的1/6,它的收缩压为3. 2kPa(24mmHg),舒张压为1. 33kPa(10mmHg),平均压为2. 13kPa(16mmHg)。肺动脉压的高低取决于肺血流阻力的大小,且影响着右心室负荷。肺血流阻力增高或肺血液循环量增加时,引起肺动脉压升高,加重右心室的负荷,致右心室功能衰竭。肺动脉楔压(PVP)是将漂浮导管经右心房向肺动脉插入,使导管嵌顿于肺动脉终末时测得的压力。实际上所测压力为肺静脉压或左房压,因此,肺动脉嵌入压能如实反映左心室的功能状态,是判定肺淤血、肺水肿的客观指标。如果肺动脉嵌入压超过血管内液体渗透压时(>3. 33kPa),血管内液则外渗,发生肺水肿。
4.血管阻力
血液在血管内流动时所遇到的阻力称为血管阻力。血流在整个体循环所遇到的阻力称为总外周阻力。某个器官或局部的血流阻力为器官血流阻力或某一局部血流阻力。通常所讲的血管阻力就是外周血管阻力。血液在血管中流动所遇到的阻力,取决于血管的口径、长度及血液的黏稠度,影响血管阻力的因素主要是血管口径和血液黏度。血管口径的大小,由平滑肌的张力、局部血液中的化学物质及代谢产物、支配血管的自主神经等因素调节与控制。小血管平滑肌在神经及体液调节下,可使血管口径不断发生变化,保持微循环的血液灌流与血液运行。控制血管阻力的神经与体液调节机制失调,使血管壁的肌张力发生障碍,导致血液循环障碍,阻力下降时发生休克,阻力增加时发生高血压。血浆外渗、血液黏稠度增加时,因血容量下降,阻力下降。血容量不减少而黏稠度增加时,使阻力增加。
5.血流
血流是指血液在血管中的流动。有两种流动方式:一是层流又称线流,就是流体微粒与管道长轴平行的流动,由于摩擦阻力的原因,使近血管壁的血流流速慢,其液体成分多,而在血流中心流速快,其细胞成分多;另一种是湍流又称涡流,就是液体流动方向不一致,有与血管长轴平行流动的,也有与血管长轴垂直流动的。两种流动方式可以互变,血流过快或血流通过狭窄口时,层流可变为湍流。
6.血流量
在单位时间内液体在管道中所流过的总量与管道两端的压力差成正比,与血流阻力成反比。所以血压愈大,血流阻力愈小则血流量愈大;而血压愈小,血流阻力愈大则血流量愈小。血压下降时,当下降至一定数值血流突然停止时的压力,为临界闭合压。当血压降至临界闭合压时,组织器官则因血流停止,缺氧而死亡。血流黏滞度和血管口径是影响血流量的重要因素,血流量与血液黏度成反比,与血管口径成正比。血管口径的增大,阻力的降低又可使血压下降,减少血流量。血管口径缩小、外周阻力增高,可使血流量减少,但是,由于血压升高又可使血流量增加。因此,血流的改变取决于血压、血液流阻、血管口径三方面的变化情况。同时,心排血量的大小有着决定性的关系,心排血量增加、血液流阻不变、动脉压升高时,引起组织血液灌流量增加;心排血量增加、外周血管扩张、血液流阻降低时,虽可引起血压下降,但组织的血液灌流量可增加;心排血量不变或降低、外周血管收缩、血液流阻增大时,引起血压升高,使组织中的血液灌流量减少。
在休克过程中,心排血量、血压、血液流阻、血管口径等方面的改变与组织血液流量的大小有着直接的关系。
7.血流速度
血流速度决定于血流量和血管的横截面,在血流量不变的情况下,血流速度与血管横截面成反比,横截面愈大流速愈慢,横截面小则流速快。所以,愈是大血管血流速度愈快,毛细血管流速最慢。
8.心功能和血管弹性
心功能的血流动力学指标是心排血量,心排血量是指由左心室射入主动脉的血流量。每分钟由心室输出的血量称为每分钟心排血量时,心室每搏输出的血量为每搏输出量。HFRS休克时,每搏及每分钟心排血量减少,高血容量时则明显增加。
血管弹性是指血管的收缩性与扩张性。血管壁的回缩力量称为血管张力。血管跨壁压力和血管半径愈大,其管壁张力也愈大,因此,血管愈大,其管壁张力愈大。毛细血管张力最小。血管具有扩展性和顺应性,所谓扩展性是指每升高0. 133kPa(1mmHg)压力所能增加的容量的比率;而血管顺应性是指每升高0. 133kPa(1mmHg)压力所能增加的血液总容量。由于动脉压力容易发生改变而顺应性低,称为阻力血管;而静脉容量易发生改变而顺应性高,称为容量血管。从整个微循环而言,微循环的动脉端为前阻力血管,微循环的静脉端,由于微静脉与小静脉的弹性,血液黏滞性等具有阻力,称为后阻力血管。
(二)外周血液循环病理生理
1.血管功能的分类
(1)“气囊”血管:
主要是指主动脉及各大分支大血管。功能是在心脏收缩时对心室射出的血液流动起衰减作用,心脏舒张时由于血管弹性回缩力量,推动血液流向外周血管。
(2)阻力血管 :
主要是指小动脉及微动脉,通过阻力血管平滑肌的作用,控制着血管床的血流量。通过交感神经及局部代谢产物和理化因素的改变,使血管有收缩和扩张的作用,并调节着全身各组织器官心排血量的分配及局部血流量的变化,而且对全身血压的调节有重要的作用。
(3)交换血管:
交换血管即为毛细血管。血液与组织间液之间的物质交换通过毛细血管壁进行。主要的交换方式是通过毛细血管壁的弥散、滤过、重吸收和吞饮等方式进行。前毛细血管括约肌及后阻力血管对血流及物质交换起着调节与控制作用。前阻力与后阻力血管收缩与舒张活动,即开放与关闭又受神经及体液因素的调节。
(4)容量血管:
容量血管即为静脉血管。容纳全血量的75%。主要生理功能是调节血液循环量。当静脉系统的血管收缩时,使血液经右心进入肺循环,使左心的回心血量增多,心排血量增加,使血压增高。
2.局部血流量的调节
(1)神经体液调节:
四类血管中,除毛细血管外均有神经分布与支配。血管壁有α-肾上腺素能受体。当血管壁受体受到刺激时,血管壁收缩,微循环前阻力血管关闭,毛细血管网内血流量减少,后阻力血管收缩,毛细血管网内压升高,回心血量增多。血管的扩张主要因α-肾上腺素能神经紧张度降低或β-肾上腺素能受体兴奋,以及多巴胺、组胺、胆碱能受体兴奋性增高引起。血管的舒缩活动除受神经的支配调节外,也受血中肾上腺素、前列腺素、组胺、5-羟色胺、垂体加压素、血管紧张素Ⅱ等活性物质的调节与影响。
(2)自动调节:
各组织器官血流量的调节,主要通过自动调节机制进行。当灌注压升高时,小动脉平滑肌能自动缩小管腔半径以减少毛细血管网内的血液流入量;当灌注压降低时,能自动扩大管腔半径以调节毛细血管网,使血液流入量增加,这一调节机制主要在肾血液循环中最为突出。在冠状动脉循环及脑血液循环的调节中,代谢因素的表现较突出,当灌注压突然升高时,局部血流量突然增多,扩血管物质被冲走,血管即自动收缩,把血流调到适当水平。
3.微循环结构与功能
所谓微循环是指微动脉与微静脉之间的微血管中的血液循环,微循环的基本功能是进行气体与物质交换,将交换后的代谢产物通过肝脏、肾脏、皮肤汗腺等排出体外。二氧化碳气体通过肺部呼出,通过微循环进行物质交换后所摄取的营养物质及氧被运送至全身各组织细胞。
(1)微循环的结构与组成:
微循环密布于全身各处。由于各组织器官的功能不同,各部位微循环的结构和功能也不完全相同。微循环一般由微动脉、后微动脉、前毛细血管、真毛细血管、通血毛细血管、动静脉吻合支和微静脉等部分组成。微动脉、后微动脉、前毛细血管(毛细血管前括约肌)由动脉部分组成,在微循环的前端,故称前阻力血管。上静脉在微循环的后端,称后阻力血管。动静脉之间有吻合支相连。微循环的各部分血管壁结构与功能不完全相同,微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌的基本结构,是由内皮细胞、弹力纤维、平滑肌、结缔组织构成,受体液调节。同时,微动脉与后微动脉又有交感神经分布,也受神经调节,是物质与气体交换之所在。微静脉由内皮细胞及结缔组织构成,无神经分布,受体液调节,能收缩且有一定张力,在发生痉挛后血管壁扩张缓慢。血液通过微循环有三条通路:①直捷通路:从微动脉到后微动脉经通血毛细血管(直捷通路)再到微静脉。动脉来的血液大部分经直捷通路回流到静脉。该通路的特点是直而短、流速快、流量大、血流与组织接触面小故血液与组织之间不进行物质交换,称为非营养通路。②营养通路:从微动脉到后微动脉,经前毛细血管到真毛细血管网再到微静脉。真毛细血管起始于前毛细血管,迂回曲折在组织间形成网状。它的特点是路径长、血流慢、与组织细胞接触面大,因此,保证血液与组织细胞能进行充分的物质交换。真毛细血管在身体各部分是轮流开放的。通常在同一时间只有20%开放,就能满足组织细胞所需营养及代谢的需要。③动静脉短路:从微动脉直接经动静脉吻合支到小静脉。吻合支的短路只存在于手指、脚趾、胃肠黏膜、肾、肺等器官以及其他一些组织部位。动静脉短路吻合支平时不开放,只有在应激状态与病理情况下开放,开放时血液不经营养通路而直接汇入静脉,再回流到右心,以保证心脏必要的回心血量及正常的充盈和心肌的收缩。
(2)微循环内血液灌流量的调节:
小动脉与微动脉的收缩与舒张调节着微循环内的血压和微循环血管内的血流;前毛细血管括约肌的收缩与舒张调节与控制流入毛细血管网内的血液流量。当括约肌收缩时,管腔关闭,血流停止;括约肌舒张时,管腔开放,血流畅通。动静脉吻合支连接于微动脉与微静脉之间,它的收缩与舒张对微循环内的血流量及血液流通有调节作用。病理状态下,当吻合支舒张引起开放时,血液便由微动脉进入小静脉。出血热休克时,血浆大量外渗,血容量下降,为了保证足够的回心血时,使心脏充盈以保持正常的心排血量,此时,动静脉吻合支开放,大量血液不经过毛细血管网及直通毛细血管直接通过短路经大的静脉回流到右心,以维持重要生命器官微循环血液灌流量,发挥代偿作用。毛细血管的容量很大,不能同时开放。如同时大量开放,必然导致微循环内血液淤滞、回心血量减少、心排血量减少,引起休克。对微循环来说,微静脉收缩时后阻力增加,血液淤积于毛细血管网内。后阻力血管相当于后“闸门”,保证血液的流通;微动脉和毛细血管前括约肌收缩时,前阻力血管相当于“前闸门”,以保证血液的灌注。因此,血液的“灌”与“流”是微循环维持其正常功能的保证。缺乏血液灌注则可引起缺血缺氧;如血液不能由微循环流出,便淤积于毛细血管网内,则引起组织内淤血缺氧。组织器官的正常功能状态,须依赖微循环的正常功能。微循环的正常功能是保证微循环与组织细胞间进行物质交换和代谢的基础。物质交换需要有正常血液的“灌”与“流”。心脏和体循环的变化可影响微循环的功能状态,而全身或某些脏器又将影响到心脏和整个体循环功能。对于不同的脏器分布于该脏器循环的结构与功能有其相同点又有差异,如甲襞、齿龈、口唇及黏膜等微循环结构呈发夹型;横纹肌、肠系膜、大脑皮质等部位的微循环结构呈疏网型;小肠及大肠的微循环结构呈网囊型;肾小球、脾脏、小肠淋巴结的微循环呈丝球型(丝球状或菜花状);肝脏与肺脏的微循环结构呈密网型(排列成网、血管口径粗);骨髓的微循环结构呈珊瑚型。由于微循环的构型有差别,所以进行物质交换与代谢功能也有不同,这些都是由脏器的功能需要决定的。正常情况下,毛细血管内血是占全血量的5%~10%,90%的血量存在于体循环,因为各脏器微循环血管是轮流开放的,一瞬间一小部分微循环血管开放,大部分关闭,这样轮流开放、交替进行才能保证氧与新的养料定期供给组织细胞,而体内代谢产物定时进入微循环排出体外,微循环血液灌流量的调节有下列几点:
1)毛细血管网内灌流量与动脉压:
毛细血管网内灌流量与动脉压平行,随动脉压下降而减少,随动脉血压升高而增加。当收缩压低于90mmHg时,首先引起皮肤、骨骼肌、胃肠道及肠系膜等处的微循环血管网内灌注下降;当收缩压低于70mmHg时,肾血流量减少,肾小球滤过功能发生障碍;当收缩压低于50mmHg时,心功能受到严重障碍。HFRS休克过程中,各器官功能的改变随血压下降的变化表现最为明显。当休克纠正后,随着组织间液的回收,血压逐渐上升或很快上升,随着血压的上升可见微循环极度充盈,灌流量增加。
2)前阻力血管的舒缩与微循环灌流量:
前阻力血管的收缩与舒张调节与控制着毛细血管网内血流量。前已述及,前阻力血管的舒缩受交感神经支配和血管活性物质调节,血管收缩性物质包括去甲肾上腺素、肾上腺素、血管加压素、血管紧张素Ⅱ;血管舒张性物质包括组胺、激肽、乳酸等代谢产物。
当组织缺氧时,低氧刺激毛细血管周围的肥大细胞,使之释放组胺增加,作用于前阻力血管使血管壁扩张,“前闸门”开放。血液便流入微循环毛细血管,通过管壁与组织细胞进行物质交换。经过物质交换,肥大细胞的缺氧状态得到解除,组胺也停止释放,原先释放于微循环的组胺也已被冲走或被组胺酶破坏,此种情况下舒血管物质在微循环内缺如,缩血管物质又被新流入的血液带入微循环,作用于前阻力血管使之收缩,引起“前闸门”关闭。关闭后组织又缺氧,肥大细胞又释放组胺,前阻力血管又开放,如此循环往复交替进行。
3)后阻力血管的舒缩与微循环淤流:
后阻力血管的收缩与舒张,控制微循环毛细血管网内血液的淤与流。后阻力血管也受交感神经支配,并对血管活性物质起反应。但是后阻力血管之微静脉与小静脉,对缩血管特质敏感性低,而对缺氧、酸性代谢产物耐受性大。所以在休克早期由于儿茶酚胺类缩血管物质的大量释放引起前阻力血管的收缩,而后阻力血管也处于收缩状态,于是导致微循环毛细血管内灌流量的减少。而在缺血的基础上随着休克因素的继续作用,血内代谢产物及扩血管物质增加使前阻力血管的痉挛状态得到解除,后阻力血管因耐受性的不同仍处于收缩状态,于是微循环毛细血管网内淤血。鉴于此,在休克早期,使用α-阻滞剂、β-兴奋剂等扩张血管药,既可使前阻力血管之动脉舒张,又可解除后阻力血管小静脉与微静脉的痉挛,达到既解决“灌”,又解决“流”的问题。与此同时扩充血容量、调节渗透压、纠正酸中毒、保护心脏等处理是治疗休克的关键。
4.关于微循环毛细血管进行物质交换的机制
毛细血管由单层扁平内皮细胞组成。细胞间有黏合质,外包基底膜,黏合质间的孔道直径约为3~4nm,较大的孔为12~13nm,允许大分子通过。毛细血管的通透性有一定的选择性,这是因为黏合质孔口带有一定的电荷,可使某些物质通过,又使另一些物质被阻止。内皮细胞之间的连接方式复杂,距离很小,物质不易通过。病理情况下,内皮细胞间隙扩大,可使蛋白漏出。在毛细血管内皮细胞浆中的50~70nm大小的微泡与毛细血管腔相连,形成闭锁的囊泡。囊泡可将血管腔内液体与大分子物质摄入,称为吞饮。内皮细胞分泌黏多糖围于内皮细胞外,限制某些物质通过。基底膜可限制蛋白质通过,如肾小球血管基底膜可阻止血浆蛋白通过,无连续基底膜的肝脏、脾脏的毛细血管及毛细淋巴管对血浆蛋白较易通过。毛细血管内外物质的交换可通过以下方式:
(1)弥散:
毛细血管内外的水分及溶于水中气体、电解质、脂溶性物质可自由通过血管壁。溶质分子由高浓度向低浓度弥散。
(2)滤过:
血管内外的有效滤过压为正值时,液体通过毛细血管壁滤出,在组织形成组织液。
(3)重吸收:
血管内外的有效滤过压为负值,同时血管内胶体渗透压大于组织间液胶体渗透压时,组织液通过毛细血管壁重吸收到血管内。
关于滤过与重吸收,对于维持血流动力学的平衡有重要意义。组织液的生成与回流与毛细血管压、组织液流体静压、血浆胶体渗透压及组织液胶体渗透压有关。血浆胶体渗透压浓度大于组织液胶体渗透压浓度,是因为血浆蛋白不易透过毛细血管壁,血浆蛋白质量大大超过组织液蛋白质量。当肾衰竭出现大量蛋白尿时,可使血浆蛋白含量降低,引起胶体渗透压下降,组织液生成增多,使回流减少,发生水肿,甚至形成体腔积液。
(4)吞饮作用:
毛细血管内皮细胞中囊泡是由细胞膜内陷包围物质形成的。吞饮作用是血管内皮细胞转运物质的方式,主要是运送大分子物质。在动脉端由管腔方向向基底膜方向移动,在静脉端囊泡则由基膜向管腔方向移动。最近Rankin提出物质通透的方式有:①水、小分子、脂溶性物质通过内皮细胞本身通透;②大分子的物质通过胞饮通透;③非脂溶性脂类物质经内皮细胞交界处的基底膜进行通透;④血浆蛋白经内皮细胞交界处通透;⑤大分子物质和脂溶性物质经毛细血管窗孔通透。
(三)休克时微循环改变的发生发展过程
休克的本质是微循环障碍,在休克的发生发展过程中,微循环的改变是渐变的,有一个发生发展过程,即分别从血管的痉挛、缺血、缺氧到血管的扩张、淤血、缺氧,发展为血管麻痹及DIC形成三个时期。但是,某些出血热患者休克出现较早,常常发生于发热早期,呈热休克。由于发展迅速,往往观察不到三期改变。一般来说,大部分出血热患者在退热时发生低血压而进入休克期,呈冷休克。且通过微循环的观察及临床表现,能看到三期的改变。掌握出血热休克的分期,对指导临床的治疗是有益的。
1.血管痉挛期(又称休克性缺氧期、代偿期)
在休克因素的强烈刺激下,引起交感神经的兴奋及肾上腺髓质的分泌活动增强,血中儿茶酚胺等缩血管物质增加,这些物质作用于皮肤、黏膜、四肢骨骼肌、腹腔内某些脏器的微循环血管,引起血管的收缩与痉挛,使微循环灌流不足,导致缺血性缺氧。此时可见心跳加快、外周血管收缩、皮肤苍白、肢体发凉、出冷汗、精神兴奋、烦躁不安,同时收缩压降低、脉搏变细变快、脉压减小。笔者通过对出血热病患者的研究,发现在休克期肾素-血管紧张素-醛固酮明显增加,这种改变不仅更加促进血管的痉挛,可能成为休克的始动原因,而且是引起休克早期少尿的原因之一。由于微循环的灌注减少使回心血量减少,致心排血量减少,血容量不同程度减少。血容量下降使肾交感神经髓质兴奋,分泌缩血管物质,使入球小动脉收缩,肾血流量减少,滤过减少,促进与加重肾损,引起少尿。入球动脉收缩刺激肾小球旁颗粒细胞,激活肾素-血管紧张素系统,促进醛固酮分泌。在休克早期,心、脑、肝等重要脏器的微循环可能受影响不大,这些主要器官能够得到生理需要的血液供应。因此,可执行正常的生理功能。此期变化以代偿性反应为主。如能及时发现,不失时机地用莨菪类药物解除血管痉挛,扩充血容量改善微循环,休克一般容易得到纠正。如未能给予恰当而有效的治疗,在致病因素的继续作用下,休克过程继续发展,则进入血管扩张期。有时由于致病因素太强,机体的代偿机制差,休克则迅速发展。临床上往往不易发现休克的早期表现。此期由于微循环血管痉挛,外周阻力增加,称为低排高阻力型休克。
2.血管扩张期(淤血性缺氧期、失代偿期)
由于休克早期循环阻力血管的收缩和持续痉挛,毛细血管网内血液灌流减少,组织细胞得不到充足的氧供应,而出现代谢障碍、酸中毒、pH下降。此时,皮肤、黏膜、骨骼肌以及腹腔内脏器的微循环小动脉、毛细血管前括约肌在酸性环境下对儿茶酚胺的敏感性降低而变为松弛与扩张;后阻力血管由于对儿茶酚胺的敏感性低及对代谢产物的耐受性强,仍处于收缩状态。毛细血管网内血液只能灌入,不易流出,血流淤滞更甚,导致微循环流体静压升高,毛细血管壁通透性增加,于是血管内液体渗入组织间隙,血液开始变浓缩。此时休克患者可测得:红细胞、血红蛋白、血细胞比容增高。微循环镜下检查可见血流速度减慢,甚至红细胞聚积堵塞微循环毛细血管,呈淤塞状态。如果给予莨菪药解痉及扩容处理后,血管袢逐渐显露,痉挛解除,血液流通。由于微循环的淤血及血浆的渗出,必将导致血容量的下降,引起回心血量的减少。动脉压随着微循环障碍的发展越来越下降。随着血压的下降、心排血量的明显减少,有效循环量减少。微循环灌注不足,体循环血液淤滞于肺、肾、肝等脏器的微循环,而向心、脑的血液供应减少,使心、脑功能发生障碍。淤血期由于心、脑的供血受到严重影响,代偿功能明显障碍,所以淤血期又称失代偿期。同时由于外周血管扩张,周围阻力下降,形成低阻力型。此期如能及时地进行扩容,正确地应用血管活性药物,休克均可得到纠正。
3.血管麻痹期(DIC形成期)
微循环障碍进一步发展,血内酸性代谢产物大量增加,组织细胞缺氧加重,同时可能由于β交感兴奋性的增强,使后阻力血管松弛、扩张,致微循环障碍进一步加重。淤滞于真毛细血管的血液,由于液体成分渗出,血液进一步浓缩,淤滞于微循环,引起局部组织的缺氧加重。血管内皮因缺氧及酸性代谢产物的作用,遭到损伤。血液中的血小板黏附聚积于损伤处,并破坏释放促凝物质。血管内皮损伤激活因子Ⅻ,其他凝血因子相继连续被激活,形成微血栓,弥散于血管内,称为弥散性血管内凝血。微血栓难以通过毛细血管,使血管堵塞、血流淤滞。在血栓堵塞处发生点状出血及血管破裂出血。栓塞发生在皮肤及黏膜形成出血点及瘀斑;发生在胃肠道黏膜引起呕血、便血;发生在肾脏引起尿血。微血栓的堵塞进一步导致微循环淤滞及灌流量的减少,使休克恶化,微循环障碍导致组织细胞与微循环血液的物质交换不能进行,引起重要生命器官严重缺氧,于是丙酮酸不能进行三羧酸循环,使乳酸大量生成,酸性代谢产物及缺氧引起溶酶体破裂,溶酶体破裂释放溶酶体酶,引起细胞自溶及广泛的组织损伤。此期,心、脑、肾、肝、肺等重要生命器官受到严重的损伤及功能障碍,抗休克治疗不易逆转。给予血管活性药(缩血管药),血管不起收缩反应。给予胶体液灌注,迅速外渗。且对各种急救药反应极差,不易逆转。因此,称不可逆休克或称难治性休克。
(四)HFRS休克发病机制的几个问题
HFRS休克的本质是微循环障碍引起血流动力学的障碍。但是,造成微循环障碍的原因是多方面的,如在抗休克过程中对某些患者使用缩血管药是可行的,而对另一些病例却是无效的且可加重微循环的障碍。对高阻力型冷休克患者,升压药的使用显然是不可取得。再就是扩血管药物对某些休克患者是可行的。而对另一些休克患者却是无效的,如莨菪类药物对冷休克的治疗是适宜的,而对热休克是无效的。相反,缩血管升压药有维持血压的作用,对于血管严重扩张麻痹通透性强、渗出严重的休克患者,舒缩血管药物效果都是不理想的。从出血热休克的临床复杂过程结合有关,目前对休克发病机制的一些假说,提出几个问题:
1.微循环障碍与α交感系统兴奋有关
通过临床对大量休克患者的观察,笔者认为出血热休克引起微循环障碍的原因,绝大多数是α交感系统兴奋占优势。此类患者在休克早期表现为四肢末端厥冷、口唇及四肢末端变苍白或发绀、四肢浅表血管及颈静脉充盈度减低、大隐静脉痉挛、足背动脉痉挛、搏动减弱、脉细速,微循环镜观察可见微循环血管痉挛、管袢变短、数目减少及缺血等改变。此时用微循环血管扩张药,如莨菪碱及α交感系统阻断剂酚苄明,可阻断α交感系统的兴奋,使血管扩张、血压回升、循环改善,休克症状减轻。同时,加上补液以扩充血容量,使抗休克的成功率达90%。关于交感肾上腺系统兴奋性增加儿茶酚胺释放的原因,可能是在抗原抗体复合物的强烈刺激下,引起了交感神经兴奋增强及肾上腺素类物质分泌增多,具有对抗强烈刺激的代偿性反应。但是值得注意的是,休克发生发展过程中α交感系统兴奋的优势,可转为β交感系统兴奋的优势,这可发从微循环改变的发生、发展过程看出。
2.微循环障碍与β交感系统兴奋有关
β交感系统兴奋占优势可以是继α交感系统兴奋之后,也可以在休克早期即为β交感系统兴奋占优势。某些在出血热发热初期就出现休克的患者,从临床表现方面及微循环的观察,看不出有微循环血管收缩与痉挛的表现,却表现为血管扩张、血管通透性增加、突然血浆外渗、水肿加重,尿蛋白突然出现或迅速增加,心率加快,血压下降。此类患者往往在高热时发生休克,患者四肢末端不冷,皮肤可潮红,故可称为热休克,给予缩血管药及莨菪类药效果极差。由于大量血浆外渗,血容量极度减少,扩容也无济于事。甚至大量胶体液灌入,也很快通过血管壁渗出,保持不住血容量,多因循环衰竭死亡。这种微循环障碍的发生机制可能是β交感系统兴奋占优势。β交感系统兴奋使外周血管高度扩张,血管壁通透性增加、血浆迅速外渗、外周阻力降低、动脉压迅速降低,在很短时间内造成生命器官缺血状态;同时,由于动-静脉短路开放,动脉血直接进入小静脉,使小静脉扩张、通透性增加,血浆大量外渗,引起血液循环量减少,微循环灌流障碍,很快出现微循环的衰竭。第四军医大学唐都医院近年对这类患者在用以胶体液为主的扩容的基础上,选用缩血管药及β受体阻滞剂——普萘洛尔联合治疗,有一定疗效,可提高热休克的存活率。
3.微循环障碍与弥散性血管内凝血(DIC)有关
HFRS与DIC有密切关系,DIC的发生率各家报道不一,大约在20%~44%之间。一般来说发生率是相当高的。休克患者均有DIC存在,关于休克与DIC的关系是哪一种情况先出现问题:一种情况是先有休克,在微循环障碍的基础上导致了DIC的发生,DIC一旦发生,小血栓大量散布于微循环阻塞了小血管和微血管,进一步加重微循环的障碍,促进休克的发展;另一种情况是先有DIC,DIC引起微循环的障碍,成为休克发病机制的原因之一。理由是HFRS时,全身小血管及毛细血管受到广泛损害。病毒的直接作用,免疫复合物的作用,目前认为是造成血管损害的原因。血管内皮损伤,胶原暴露成为激活Ⅻ因子的始动基础。弥散性血管内凝血引起休克的机制见图4-19。
图4-19 DIC引起休克的机制
DIC是出血热血管损害和出血的原因之一,也是血管损伤的结果,是本病的重要的中间病理环节和特征。临床上也可见到一些患者发生DIC,但不发生休克,说明DIC并不一定导致休克,是否导致休克取决于血管内皮损害的程度,取决于DIC的严重程度。
(五)休克时微循环障碍对代谢和脏器功能的影响
休克时,由于血管的损伤、微循环障碍、DIC等因素的作用,导致多器官及组织细胞因严重缺血、缺氧,发生出血及变性坏死,从而引起器官功能的障碍及代谢方面的改变。
1.代谢障碍及酸碱平衡失调
休克时由于微循环内血液的减少,血液与组织细胞之间的物质交换受到严重障碍,组织细胞发生严重缺氧,而进入无氧代谢,在无氧代谢情况下,三磷腺苷生成障碍,使需能的钠泵作用减弱,细胞膜电位改变,使钠与钾的交换失衡,钠进入细胞内使细胞内Na +增多,组织间液及细胞外液向细胞内转移,进一步引起循环血量的减少,同时钾转向细胞外,使血钾升高,血K +显著升高时可抑制心肌的功能。由于无氧代谢产生大量丙酮酸,使血中的乳酸增加,造成酸中毒。同时由于肾血液循环障碍,肾小球滤过减少,不能将酸性代谢产物排出,造成代谢性酸中毒。血液pH降低,H +增多时使心肌的收缩力量减弱,血pH下降至7. 1以下对心肌即可产生抑制。酸中毒时,由于呼吸的加深加快使二氧化碳排出增加,又导致碳酸血症,引起呼吸性碱中毒;到休克晚期由于肺的换气不足,致二氧化碳潴留,血中碳酸增加,又引起呼吸性酸中毒。休克时对血气分析尤为重要,应同时测定血中乳酸盐的浓度,了解细胞内的缺氧情况(正常乳酸盐60~12mg/L)。
2.肾功能不全
HFRS时,肾脏均可遭到不同程度的损害,发生肾功能障碍。肾脏的微循环灌注不足,肾缺血时致肾小球滤过减少。休克时因肾小动脉痉挛,使肾血流量显著减少。在近髓质处的肾小球出球动脉形成的直血管开放(动-静脉短路),动脉血可直接进入静脉而回流入心脏。因此,流经皮质肾单位的血流量更加减少,进一步加重肾小球及肾小管上皮细胞缺血缺氧而发生变性及坏死,导致与加重急性肾功衰竭,临床上出现少尿及无尿等。休克时间长者,肾小球毛细血管丛则由缺血变为淤血以及DIC的形成,此种情况下,肾小球的滤过功能几乎全无,肾小管的排泌功能受到严重障碍,临床上少尿变为无尿。由于肾小球的滤过障碍,血中代谢产物不能排出,进一步引起与加重了氮质血症、酸中毒、电解质紊乱、水中毒、心肌损害及肺水肿与脑水肿。
3.急性呼吸窘迫综合征
在休克得到纠正或在抗休克过程中血压回升时,可以产生急性呼吸窘迫综合征,临床上又称为休克肺。急性呼吸窘迫综合征的原因主要是肺循环障碍所致。
(1)引起肺微循环障碍的因素:
①血内儿茶酚胺类物质如去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺等,明显增高引起肺血管收缩;②肺微循环发生DIC,血栓堵塞小血管及毛细血管引起与加重微循环的障碍;③缺氧及酸性代谢产物可使肺循环阻力增加,发生肺微循环障碍;④血小板的聚积和破坏释放多种血管活性物质引起微循环障碍;⑤血液胶体渗透压的改变致血浆外渗,如蛋白丢失过多,或大量输入晶体液使血液稀释,引起胶体渗透压降低,致肺血管内液体大量渗入肺间质及肺泡内引起肺水肿;⑥肺循环淤血促进多核粒细胞沉积,沉聚的粒细胞破坏后释放出蛋白水解酶,引起肺组织的破坏;⑦抗休克过程中长时间高浓度氧的吸入和呼吸器的应用,引起肺泡壁及肺毛细血管内皮的损害,肺泡内透明膜形成,肺泡表面活性物质减少及肺萎陷。
(2)关于急性呼吸窘迫综合征(休克肺)的病理生理改变:
肺的微循环障碍是形成急性呼吸窘迫综合征的主要病理环节。急性呼吸窘迫综合征时多伴有肺血管阻力及肺动脉压升高,肺淤血、血栓形成、出血、水肿是主要的病理改变;透明膜及纤维化与吸入高浓度可引起肺表面活性物质缺乏及肺萎缩。由于微循环障碍,使肺泡上皮缺血引起Ⅱ型肺泡上皮细胞分泌磷脂类表面活性物质减少,致肺泡表面张力增加而发生萎陷。肺萎缩致肺泡换气不足,局部肺泡通气量小于血流量,由于萎缩的肺泡间血液照常流通形成了动脉与静脉血之间的短路,于是部分静脉血可直接流入动脉内造成动脉血氧分压降低,临床上表现明显发绀。由于微循环淤血,血浆液体成分大量渗入肺泡间隙形成间质性肺水肿,液体渗入肺泡腔与细小支气管中造成通气困难。临床上表现呼吸急促,发生呼气性呼吸困难。渗出液中的纤维蛋白原变为纤维蛋白,沉积于肺泡内壁形成透明膜,使气体交换受到严重障碍,加重呼吸困难,缺氧更加显著。
临床救治急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的实践证明,应用既能阻断M受体,又能阻断α受体的东莨菪碱(654- 2)可使呼吸改善,病情好转。疗效不显著者加用α受体阻滞剂酚妥拉明间断静滴,可增进疗效。两种作用可解除肺血管痉挛,改善肺微循环血流量,防止与解聚血小板聚积,对治疗并发症有实际意义。
4.脑功能障碍
在休克期脑功能影响不显著。只有在动脉压下降至9. 33kPa (70mmHg)以下时,脑的微循环才发生障碍,引起脑细胞缺氧致脑功能障碍。HFRS休克期死亡患者,可见脑的微循环内有DIC形成。DIC加重脑微循环障碍,微循环障碍使血管通透性增加,血浆外渗,引起脑水肿,脑水肿引起颅内压增高,脑组织肿胀,同时又加重脑的循环障碍。临床上表现有意识障碍,甚至昏迷。脑水肿发展,致颅内压继续增高,脑容积进行性增大,颅内压与脑容积增高超过一定界限时可导致脑疝。经过抗休克治疗的患者,在休克晚期常由脑疝致死。
5.心功能不全
心功能不全时表现心率增快、心音低钝、呼吸急促、发绀等。心电提示心肌缺血、劳损、传导阻滞等。心功能改变的主要原因是冠状动脉供血不足引起心肌缺氧。在一些重症患者,往往有心内膜下出血、心肌间质水肿、细胞浸润、心肌纤维变性等原发性心脏损害。在原发性心脏损害的基础上,休克致心肌缺血、缺氧加重,发生心力衰竭,心肌收缩力量减弱,心脏微循环内DIC使心肌发生灶性坏死,加重与促进心功能障碍的发生和发展。心力衰竭时由于心肌收缩力量的减弱,每搏与每分钟心排血量下降,使微循环灌注不足,加重休克的发展,形成恶性循环。在抗休克治疗过程中,加强对心脏的监护,注意保护心脏,强心等处理是非常重要的。
6.胃肠功能紊乱及中毒性肠麻痹
HFRS时,胃肠黏膜有明显的充血、出血、水肿等病理改变。休克时由于胃肠黏膜的微循环障碍,微循环内弥漫性血栓形成,引起胃肠黏膜的组织缺血、缺氧而加重损害。同时休克可导致应激性溃疡的发生。休克晚期往往由于肠腔内毒性代谢物及分解产物的大量形成,而致中毒性肠麻痹。临床上表现胃扩张、臌肠、腹胀、肠鸣音减弱、腹泻、呕血和便血等。胃扩张与肠麻痹是出血热休克预后不良的先兆。在抗休克过程中口服抗菌药物,防止细胞分解产物的产生,可以减轻腹胀,有利于休克的治疗。
7.肝功能障碍
休克时可致肝微循环障碍,尤其是在休克晚期,可见肝内小血管扩张,中央静脉扩张,肝血窦扩大,微循环淤血而发生缺氧,缺氧致能量代谢障碍,乳酸的转化能力下降,引起代谢物的增加,直接影响到对各种酶类和蛋白质的合成和利用。同时由于肝细胞缺氧损害,使某些凝血因子生成减少,促进DIC的发生。临床上表现为肝肿大,轻度黄疸,ALT升高,皮肤、黏膜和胃肠道出血加重。休克纠正后,肝功能改变较易恢复,无须特殊治疗。
8.弥散性血管内凝血(DIC)
(1)休克时发生DIC的主要原因:
①微循环淤血:微循环淤血,致组织细胞淤血性缺氧,引起代谢障碍,使酸性代谢产物增加。代谢产物可引起血管内皮损伤,胶原暴露,成为激活因子Ⅻ的基础。②微循环淤血可致凝聚的红细胞破坏释放红细胞素,凝聚的血小板破坏释放血小板第Ⅲ因子,这些物质成为激活Ⅻ因子的重要因素。③肝细胞的损伤:肝脏清除凝血因子Ⅻa的作用发生障碍,促进DIC的发生。
(2)休克引起DIC的机制:
休克晚期发生DIC,DIC一旦发生,则可使休克向着恶化的方向发展。休克发生DIC的机制见图4-20。
图4-20 休克发生DIC的机制
图4-21 DIC出血的机制
DIC的发生,加速了微循环障碍和休克的发展,使组织细胞缺氧加重,导致细胞溶酶体破裂释放溶酶体酶。此酶进一步加重组织细胞的损害致器官功能障碍,并成为出血的主要原因。其出血的原因和机制:①由于弥漫性凝血,大量凝血因子被消耗;②由于弥漫性血栓形成的基础上发生继发性纤维蛋白溶解,纤维蛋白裂解产物具有抗凝作用,又使毛细血管通透性增高引起出血;③纤溶酶水解凝血因子Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ、Ⅸ引起出血;④出血热时游离肝素增加而致出血。DIC出血的机制可归纳为图4-21。
(六)汉坦病毒肺综合征性休克(Hantavirus pulmonary syndrome shock)
汉坦病毒肺综合征性休克的发生是由多方面因素共同导致的结果,主要取决于宿主强大的免疫反应,还包括汉坦病毒毒力因素,G1糖蛋白的结构能够改变抗病毒免疫反应。另一个因素是活化的CD8 +T细胞对感染的内皮细胞的毒性导致毛细血管的通透性增大,血管内的血容量迅速减少。此外,心肌炎在汉坦病毒肺综合征性休克的发生机制中起重要作用。应用氧化亚氮和某些细胞因子如TNF和IL- 1可以使心肌炎的发生率降低,诱导免疫抑制也可能避免汉坦病毒肺综合征性休克及其严重并发症的发生。
八、肾衰竭
肾脏的功能是排泄代谢产物,调节体液、电解质和酸碱平衡,以维持机体内环境的相对稳定。各种原因所致肾损害而肾功能发生障碍时,可导致体内代谢产物的集聚及水、电解质和酸碱平衡的紊乱。临床上可见少尿、无尿、尿素氮增高、尿毒症、酸中毒、电解质紊乱等现象。HFRS是由汉坦病毒及其抗原抗体复合物所致全身小血管和毛细血管广泛性损伤的疾病,病变虽然侵及全身脏器,但以肾损害最为突出。急性肾小管间质炎症是汉坦病毒引起的最常见的组织病理改变,肾小管上皮和管腔都可出现改变,小管间毛细血管充血、间质水肿变宽。肾小管、间质和肾小球的组织改变程度与肾衰在临床上的严重性密切相关。绝大部分患者出现急性肾衰竭,经过一定时间的少尿阶段而进入多尿期,全过程约需要1~3个月或更长时间,肾功能才能完全恢复。
(一)肾脏的解剖生理特点
肾脏分为皮质和髓质两部分。皮质在外层,主要由肾小球和肾小管构成,髓质在内层由锥体构成,含有髓袢降支及升支、集合管和乳头管。肾脏含有丰富的血管、淋巴管及神经。肾脏的基本结构和功能单位是肾单位。肾单位由肾小球及肾小管组成,单个肾脏约有100万~150万个肾单位。
1.肾小球的结构及其生理功能
肾小球由毛细血管丛血管球(肾小球)及包囊组成。皮质的肾小球小、肾小管短,髓质的肾小球大、肾小管长。入球动脉从血管极入肾小球,反复分支构成盘绕曲折的毛细血管丛,毛细血管汇合成出球动脉,然后出血管极。肾小球内毛细血管为单层内皮细胞,毛细血管内皮细胞有一层基膜,称基底膜。内皮细胞基底膜外侧紧贴于肾小球囊的脏层上皮细胞,脏层上此细胞分出小突附着于基底膜上,小突互相交错形成间隙,沟通肾小囊(鲍氏囊)腔与基膜,形成孔道称滤过间隙,与肾小球滤过有关。肾小球囊分内外两层,内层即脏层(其伸入肾小球内包绕毛细血管丛),外层为壁层,两层间为囊腔,囊腔与近曲小管腔相通,肾小球滤液通过囊腔进入肾小管。
肾小球的功能是过滤。体液由肾小球毛细血管丛血管内向肾小囊滤过,是通过血管内皮细胞的小孔,即包囊内层小足突间的裂隙孔进行。正常时,分子量为90~300kD的血浆球蛋白不能由肾小球滤出,允许分子量较小的血浆白蛋白(分子量为70kD)和血红蛋白(分子量为68kD)滤出。正常成人肾血流量每分钟约1200ml,通过肾小球产生的滤液为120ml/ min,24小时形成的原尿约170~180L。滤液内无蛋白质,其余与血浆相同。肾小球毛细血管内血压,即流体静压,是滤液滤过的动力。血浆胶体渗透压和肾小囊腔内流体静压与毛细血管内流体静压相对抗。肾小球毛细血管流体静压约10kPa(75mmHg),胶体渗透压约3. 33~4. 0kPa(25~30mmHg),肾小囊腔内压0. 67kPa(5mmHg),肾小球实际滤过压如下式:

肾小球滤过压=75-(25+5)= 45(mmHg)

如果血压下降至6. 67kPa(50mmHg),或肾小腔囊内压升高到4. 0kPa(30mmHg),血液即不能滤过,原尿的滤过与生成便停止。
2.肾小管的结构及生理功能
肾小管是肾小体肾小囊脏层与壁层的延续。按解剖及功能特点分近曲小管、髓袢、远曲小管。近曲小管起始于肾小囊,与该囊腔相通,延续至髓袢升支、降支两部分,升支从髓质折向皮质成远曲小管。在远曲小管开始的一段,紧贴在肾小球血管极处,该段处在入球及出球小动脉之间,其管壁细胞特化、变高、变窄,胞核聚积一起形成密集的细胞群,称致密斑细胞,致密斑细胞是化学感受器,分泌排钠因子。致密斑与肾小球旁体颗粒贴近。入肾小球动脉行至肾小球处,入血管极前其管壁平滑肌细胞变大,胞质内含大量颗粒,称肾小球旁颗粒细胞,颗粒内含有并分泌肾素。远曲小管起自髓袢升支,汇合成集合小管,集合小管汇合成集合管,开口于肾盏,每一肾单位肾小管长3cm。
肾小管的功能是重吸收和分泌。成人24小时滤液170~180L,排出体外的尿液约1. 5L左右,滤液及滤液中的成分大量被再吸收。近曲小管吸收滤液80%以上,重吸收钠70%,钾离子、葡萄糖全部再吸收,各种酸根、氯化物、尿酸、尿素等大部分被再吸收。髓袢进行尿的浓缩和稀释,再吸收钠离子20%。尿素经肾小球滤出,在肾小管内被主动重吸收,并随肾小管液中的水和钠被重吸收。由于小管液中的尿素浓度逐渐增加,因此,与间质液之间形成浓度差,尿素顺浓度梯度的小管外弥散。抗利尿激素(ADH)促进远曲小管和集合管对尿素的重吸收。
葡萄糖在肾小球的滤出约为6. 7mmol/L。在肾小管的最大重吸收率为11. 1mmol/L,在远曲管内全部被重吸收,因此,尿中不含糖。血糖浓度超过11. 1mmol/L,肾小球滤液的含量超过了肾小管上皮细胞对糖的最大重吸收能力,因此,可出现糖尿。
尿酸由肾小球滤出,尿酸盐的98%在近曲小管被重吸收,2%随尿排出。远曲小管分泌尿酸,由尿排出。
血浆蛋白质在肾小球滤液中浓度很低,24小时通过肾小球滤出白蛋白约20g左右,全部被肾小管重吸收,肾小管对蛋白的最大重吸收量为24小时40g。正常人尿中含微量蛋白,肾小球滤过功能发生异常时,尿中蛋白增加。
H +与Na +的交换和K +与Na +的交换在远曲管和集合管进行,抗利尿激素和醛固酮在远曲管和集合管有促进水与钠的再吸收功能。致密斑细胞分泌排Na +因子(激肽酶),当血容量增加时排Na +因子分泌增加,抑制钠的再吸收。肾素-血管紧张素通过引起血管收缩调节肾小球的滤过功能,并影响肾小管的重吸收功能,流经致密斑的钠含量增加,可促进肾素-血管紧张素生成,引起入球动脉收缩导致肾小球滤过减少,从而,形成肾单位内反馈性调节。血容量减少时激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统,使远曲管对钠的重吸收增加。并使肾血管收缩、血流量下降、滤过减少。正常成人24小时主要成分的滤过、排泄、重吸收量见表4- 1。
表4-1 正常成人24小时血液主要成分的滤过、排泄量
肾小管具有分泌功能,分泌肌酐,K +、H +、酚红、马尿酸、氨等物质。
3.肾内血液循环
(1)功能循环:
血液由腹主动脉至肾动脉→叶间动脉→弓形动脉→小叶间动脉→入肾小球动脉→肾小球毛细血管丛→出球动脉→肾曲管动脉→小叶间静脉→弓形静脉→叶间静脉→肾静脉→下腔静脉→体循环。正常90%的血液经过功能循环。肾小管由出球动脉血液供应。
(2)短路循环:
血液至肾动脉→叶间动脉→弓形静脉→小叶间动脉→直动脉→小叶间静脉→弓形静脉→叶间静脉→肾静脉→体循环。正常10%的血液经过短路循环。肾血管收缩时,肾内血液循环发生改变,血液必经短路循环。
(二)肾脏的调节功能
1.对体液平衡的调节
体液占体重的60%,肾脏对体液量的相对稳定、维持出入量的动态平衡、保持机体内环境的相对稳定起着重要作用。肾脏对体液平衡的调节主要机制是:当失水与失盐时可致细胞外液(ECF)容量减少,灌注压下降,肾脏对钠的滤过减少,钠排出减少,达到提高细胞外液容量的目的。同时由于灌注压下降,引起肾素释放增加,激活血管紧张素原,形成血管紧张素Ⅱ,促使醛固酮的分泌,使钠重吸收增加,于是钠排出减少,以提高细胞外液用量。另一方面,失水致血浆渗透压增加,刺激渗透压感受器,促进抗利尿激素(ADH)释放。同时血管紧张素Ⅱ也促进ADH的释放,使水重吸收增加,以提高细胞外液容量,并降低血浆渗透压(OSM)。大量饮水与补液可使血浆渗透压下降,提高细胞外液容量。对体液平衡的调节,肾脏与胃肠道、心血管、内分泌起协同作用。
2.对酸碱平衡的调节
肾脏与肺的呼吸共同对酸碱平衡进行调节,使血液的pH保持在7. 36~7. 45。肾脏对酸碱平衡调节的主要原理是:来自肾血流和肾小管液中的CO 2与H 2O,在肾小管上皮细胞的碳酸酐酶作用下生成H 2CO 3,H 2CO 3分解生成H +,H +分泌于小管腔内, 便弥散于肾小管周围毛细血管内。分泌的H +与肾小球过滤的NaHCO 3解离后形成的Na +进行交换,Na +进入上皮细胞内转入血液,肾小管腔内的 与H +结合,生成H 2CO 3,在碳酸酐酶作用下,分解为CO 2与H 2O。H 2O随尿排出,CO 2弥散于肾小管上皮细胞内被利用或通过呼吸排出。H +与Na 2HPO 4、乳酸钠及酮体钠中的Na +进行交换,生成NaH 2PO 4,钠被交换后,形成的乳酸及酮体由尿排出体外。H +与NaCl及Na 2SO 4中的Na +交换再与NH 3结合成NH 4 +,以NH 4Cl或(NH 42SO 4的形式随尿排出。
3.对钙、磷代谢的调节
肾脏在维持体内磷酸盐平衡中具有重要作用,体内排出的磷酸盐70%由肾排出。血浆磷酸盐的水平与钙的水平密切相关,钙离子的浓度影响甲状腺激素释放速度。出血热以及一些慢性肾功能不全的患者,由于磷滤过障碍使血浆磷酸盐增多,于是血清钙离子浓度降低,钙离子浓度降低便引起甲状旁腺释放甲状旁腺素(PTH),血中PTH增多促使残余肾单位排泄磷,又使血清磷降至正常水平。肾功衰竭晚期,肾小球滤过率显著减少,磷排出减少,致血磷增高。促使血钙减低。磷从肠道排出时,是与食物中的钙结合成磷酸钙后才由粪便排出。氢氧化铝凝胶可结合肠内的磷酸,形成磷酸铝由粪便排出,为此,可用氢氧化铝凝胶治疗高磷血症用以防止低钙的发生。
4.对血压的调节
肾实质病变常可引起高血压。肾性高血压的发病原因是:由于肾脏对水和盐的排泄能力减低,使血管内液体增多而引起高血压,尤其在输液过多情况下更易使血压增高。再由于肾血流量减少导致肾素释放。在肾素-血管紧张素活性增高情况下,刺激神经中枢,导致交感神经传出冲动增加,引起外周血管阻力增高,使血压增高。
(三)肾脏的分泌功能及作用
1.肾素-血管紧张素系统
肾素是蛋白水解酶,它作用于血管紧张素原生成血管紧张素Ⅰ,在转换酶的作用下血管紧张素Ⅰ生成血管紧张素Ⅱ,后者有很强的缩血管作用,并刺激肾上腺球状带合成与分泌醛固酮,这一反应过程中的物质通称为肾素-血管紧张素-醛固酮系统。肾素分泌的原理是:失血、失液致血压降低,使肾灌注下降,入球动脉由于血压下降管壁张力降低引起肾素释放,使肾血流及肾组织中肾素含量增加,球旁器及肾小管有肾上腺素能和胆碱能神经支配,肾上腺素及异丙肾上腺素等β-肾上腺素能兴奋剂主要引起肾素分泌增加。β-肾上腺素能阻滞剂抑制肾素的分泌。当致密斑处的Na +增加时,可将肾素从球旁细胞转运至入球小动脉内,引起肾素-血管紧张素的活性增强;当致密斑处的Na +降低时,可将肾素转入出球动脉处,使之进入循环,使循环血流中的肾素-血管紧张活性增强。缺钠时肾小球滤出的钠减少,流经致密斑的钠下降,此时肾素的分泌受致密斑的调节。
血管紧张素的生成和生理作用:血管紧张素原由肝脏生成,进入血管中,在肾素作用下生成血管紧张素Ⅱ,紧张素Ⅱ有极强的缩血管作用。血管紧张素Ⅱ在血管紧张素酶A的作用下,转换为血管紧张素Ⅲ。血管紧张素Ⅲ对心肌代谢和醛固酮的分泌作用比血管紧张素Ⅱ强。血管紧张素Ⅱ的重要生理作用是维持血压,刺激醛固酮分泌,调节肾单位的血流量。
2.前列腺素(PEG)
肾脏是产生前列腺素的主要部位。肾脏主要产生PEGR2、PEGE2α、PEGA2,主要由肾髓质的间质细胞的集合管上皮细胞内质网合成,进入髓袢随尿排出或经肾静脉入血,在肺、肝及肾内灭活。前列腺素的主要作用是:引起血管扩张使血压下降,调节肾血流及血压,但是浓度高时可引起周围血管收缩。PEGE和PEGA均为肾上腺素能神经控制剂,是降压物质的抗高血压因子,在维持血压稳定中起重要作用。PEG还可引起血管扩张,导致肾血流量增加,促使钠和水的排出。如给予盐水灌注和使用呋塞米等利尿剂时,可引起PEG的释放。PEG增加肾血流量,使钠滤出增加,导致利尿。并且PEG可抑制近曲小管对钠与水的重吸收,降低远曲小管对抗利尿激素的反应,使钠的排出增加,引起利尿。
3.肾激肽释放酶-激肽系统
肾内激肽释放可能产生于肾皮质,由远曲小管上皮分泌,进入管腔内由尿排出,也可进入血液内、尿内含有缓激肽,缓激肽是由氨基肽酶水解胰激肽原形成的,并且缓激肽由激肽酶Ⅱ灭活。激肽释放酶-激肽系统的主要作用可能是在抗利尿激素(ADH)水平高时,缓激肽促进水的排出;醛固酮类激素活性较高时,缓激肽便促进钠、镁排出,调节细胞外液量,缓激肽可引起血管舒张、肾血流量增加促进利尿。由于有强烈的舒张血管作用,故对血压有调节作用。激肽释放酶-激肽系统活性降低时,可致血压升高,出血热少尿及多尿早期血压升高可能与此有关。
(四)肾衰竭的发生机制
有关HFRS肾衰竭的发病机制迄今尚未完全阐明。一般认为,既有汉坦病毒对肾脏的直接损伤,又有机体免疫应答的间接损伤;既有神经体液调节障碍,又有炎性介质或细胞因子的参与,既有肾脏缺血、出血引起的改变,又有肾毒性物质的影响。总之,各种致病因素及其继发的病理生理改变在肾衰竭的发生、发展和形成中,不同阶段起着特定作用,其相互关系可用图4-22表示。
图4-22 HFRS肾衰竭发生机制与病理变化
1.肾缺血学说
病初因全身小血管损伤,血浆外渗所致低血容量性休克、DIC、神经-内分泌调节失衡,使肾血管舒缩功能障碍,造成肾缺血。一旦肾缺血,即通过管-球反馈机制启动肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS),使其功能亢进;同时引起缓激肽-激肽释放酶-前列腺素系统(KKPS)功能抑制,以及组胺与5-羟色胺(5- HT)、儿茶酚胺、心钠素(ANP)、抗利尿激素(ADH)等神经体液改变,特别是RAA从发热期至少尿期均明显增高。其结果是肾血流量(RBF)、肾小球滤过压(EFP)以及肾小球滤过率(GFR)发生连锁性下降而出现少尿。但在临床实践中约1/3的患者并不出现低血容量或休克,而直接从发热期进入少尿期发生肾衰竭,表明尚有其他致病因素。
2.免疫损伤机制
业已证明,①本病早期可有IgE介导Ⅰ型变态反应,导致全身小血管、毛细血管(包括肾内血管)扩张和通透性增加,血浆外渗等,并为以后的免疫复合物沉积提供了条件。②与此同时,Ⅲ型变态反应参与本病发病过程,病毒感染机体后刺激免疫系统产生大量抗体,形成循环免疫复合物,沉积于血管壁、肾脏等组织器官。在肾小球基底膜、系膜细胞、肾小管管壁等处可见大量IgG、IgM及补体C3、C1q等沉积。在免疫复合物种可见病毒抗原。③病初补体(经典与旁路途径)被激活,迅速裂解(总补体与C3下降),产生血管活性物质,导致肾血管进一步损害。④病毒感染后改变机体组织的抗原性,产生自身抗体(如抗肾小球基底膜抗体、抗心肌抗体等),引发Ⅱ型变态反应,造成心、肺、肾等组织损伤。⑤细胞免疫功能有变化。本病早期与少尿期外周血Ts/c显著增高,Th/i减少。Tc与NK细胞再清除病毒的同时亦杀伤感染病毒的机体细胞。有研究发现,在肾组织中发现早期CD4 +与CD8 +T细胞增加,较晚期明显:浸润的淋巴细胞分布于髓质多于皮质,尤以皮髓质交界处明显;Tc细胞浸润与组织学急性病变呈正相关,即重症病例细胞浸润较轻型严重。此外,免疫损伤也可使肾小球滤过膜增厚,使滤过系数(K)与滤过面积(S)明显下降,从GFR=K•S•EFP的公式中看出,即使EFP无变化,也可导致GFR锐减。本病出现器质性损害除病毒直接作用或通过T细胞介导免疫(TCMI)等因素作用外,NK细胞破坏大量的靶细胞可能是因素之一。可见免疫功能紊乱及其对肾脏损伤也是本病肾衰早期发病中的重要因素。
3.肾小管阻塞和尿液反漏学说
由于上述多种原因,尤其肾缺血,使肾组织细胞内ATP生成减少,细胞功能发生障碍,不能维持各种离子正常组成及浓度的恒定。特别是肾组织缺血后再灌注时,肾小管上皮细胞内Ca 2 +梯度浓度骤升;同时释放自由基增加,脂质过氧化物(LPO)生成过多,前列腺素(PEG)的合成也增加,均可加重肾小管的病理损害。加上其他炎性介质或细胞因子的影响,诸如ADH、ANP、TNF、IL- 2、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、TXA 2与PEGI 2、PAF和血浆内皮素等均出现规律性变化。ANP对于被激活的RAAS来说具有拮抗作用。内皮素的变化与RAA类似,与ANP之间存在负反馈作用。TXA 2和PEGI 2均由细胞膜磷脂(PL)转化而来,其形成过程为:

其中PEGI 2具有舒张血管、促进血小板聚集作用,其收缩血管作用较AngⅡ强100倍。本病早期即出现TXA 2上升,PEGI 2下降,TXA 2/PEGI 2比值上升,造成血管内皮损伤,微血栓形成;使血栓近端毛细血管内压急剧上升,血浆外渗,血栓远端因血容量减少、缺血、缺氧、坏死等,形成恶性循环。以上诸因子作为发病过程中间环节相互影响与制约,可促进或加重肾组织损伤,尤其加重肾小管上皮细胞的变性、坏死。脱落的肾小管上皮细胞连同血细胞可与大量渗出的血浆蛋白,形成胶冻状物(即尿中膜状物),很容易阻塞病变的肾小管。另外,肾间质炎症、水肿与出血(皮髓质交界处最显著),进一步压迫肾小管管腔,加重肾小管阻塞,甚至发生梗阻导致完全无尿。少数危重型少尿肾衰患者可连续5~7天无一滴尿液,推测可能出现急性肾皮质坏死。放射核素肾图提示肾内梗阻。此时,部分尿液必然反漏入血而少尿。国内外学者均发现本病急性肾衰主要为急性肾小管坏死(ATN),这既是肾衰的主要病理改变,又是肾衰持续存在的主要原因。此时,即使血管舒缩功能恢复,肾缺血等因素已解除,但所造成的病理损害不能立即恢复,故肾衰持续存在。
4.肾中毒学说
肾衰时组织和细胞功能障碍,不仅毒性代谢产物的降解转化困难,而且大量在体内蓄积,其中诸如中分子量物质以及胺类、酚类和胍类衍生物(如甲基胍、胍基琥珀酸、胍乙酸、胍丙酸、胍丁酸)等小分子量物质对肾脏均有毒害作用,且加重肾出血、DIC与氮质血症。此亦为肾衰竭病变持续的原因之一。
目前对HFRS致肾衰发病机制的研究,主要集中在病毒直接损害和免疫损伤两个方面。国内外学者通过胎儿和动物肾组织及其体外细胞培养,以及患者肾活检与尸检肾组织,经单克隆抗体免疫组织化学法、多重PAP法、免疫电镜及原位分子杂交与原位PCR等技术发现,肾小管上皮细胞及基底膜、集合管上皮细胞、肾小球系膜细胞与血管内皮细胞等均可检出病毒的相关结构:①病毒特异性抗原,有的发现阳性细胞及胞浆内抗原含量随传代次数增加而增高;有的发现在肾小管上皮细胞中抗原阳性率达88. 2%。②于上述肾组织中发现病毒包涵体(CIB),CIB是判断病毒感染的可靠指标之一。③细胞表面可见抗原层及电子致密沉淀物。④发现病毒样颗粒,以及表达病毒蛋白、合成病毒RNA、分泌感染性病毒。⑤在肾小管上皮细胞中检出病毒RNA,阳性率可达82. 4%。⑥可从尸检肾组织及患者外周血单核细胞(PBMC)中检出病毒囊膜蛋白(G1与G2)和核衣壳蛋白(NP)等。有学者应用PCR- SSCP(聚合酶链反应-单链构象多态性分析)技术证明同株病毒可因宿主不同而发生基因变异,导致编码氨基酸及其相应编码多肽的二级结构和亲水性变化,从而引起病毒毒力和抗原性改变。这可能系不同型汉坦病毒所引起其临床类型各异的原因。由上可见,汉坦病毒不仅可以感染肾脏上皮细胞,而且还可以在其中复制;不仅通过免疫损伤致病,还可直接激活免疫活性细胞致病;不仅有肾小管上皮细胞骨架等亚微结构的变化,而且光镜或肉眼也可见明显病变。许多学者证实:肾组织病变越重,病毒RNA和抗原检出率越高,而且病变部位无炎性细胞浸润和免疫复合物(IC)形成,或者,病毒核酸阳性率低者免疫球蛋白沉积率高;原位杂交阳性者IC沉积反而少见,病变或病毒感染似与免疫学发现无相关性。韩国学者也认为病毒的直接致病变作用可能为HFRS肾衰的主要原因。但是,也有报道有些组织细胞虽有病毒感染却未见明显病变,而另一些部位虽有明显病损却找不到病毒抗原。单用病毒直接作用难以解释全身广泛性病损。同时也有许多人发现,病变与免疫学有密切相关性,因病毒可直接感染免疫器官和免疫细胞,可直接或间接损害免疫系统,出现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型变态反应及激活补体、细胞免疫功能低下等造成免疫功能失调;机体通过免疫系统在清除病毒的同时又产生对组织细胞的免疫损害,而导致复杂的损伤过程。也有人从组织病变部位除检出病毒RNA、抗原外,往往同时检出抗体、IC和细胞因子(如肾组织中的TNF、IFN、IL- 1、IL-6、IL-8等成分)。近年来,观察到本病过程中免疫系统的激活和血管内皮细胞的损伤均有细胞因子的参与和介导。有的证实肾组织中免疫复合物病变与病毒直接损伤同时存在。总之,HFRS肾衰竭的发生可能系病毒、免疫调控、神经体液与细胞因子以及出血等继发因素共同参与的结果。大致可以认为,以病毒感染为始动因素,免疫发病为主要环节,DIC、炎性介质或细胞因子为其中间环节。而关于病毒、免疫、神经-体液免疫网络之间的关系仍有待进一步研究。
九、心力衰竭
心脏是血液循环系统的枢纽,它的功能是通过心肌收缩射血推动血液流向全身。生理情况下,心脏具有极强的代偿能力。HFRS时,由于各种原因引起心肌损害使心肌储备能力减低,导致心力衰竭。心肌损害是肾综合征出血热病理改变的一种主要表现,可发生病程中的任何一个阶段。汉坦病毒可侵入心脏,引起心房内膜下广泛出血,心肌纤维有不同程度的变性坏死,部分可断裂,加上多尿期电解质紊乱及少尿期尿毒素对心肌的损害,极易引起心力衰竭。HFRS心力衰竭多发生于休克与少尿期。发生心力衰竭前心脏具有一定的代偿能力,这种代偿能力主要是通过增加每分钟心排血量来实现的,而心排血量的增加又是通过增快心率、增强心肌收缩力量以及提高其每搏输出量来实现的。
(一)心脏的代偿功能
1.心率加快
心肌损害使心肌收缩力量减弱时,引起心排血量的减少,血压下降对主动脉弓和颈动脉体压力感受器刺激减少,传至中枢的抑制性冲动减少使心加速中枢的兴奋性相对增高,心率加快,以提高每分钟心排血量。同时,由于回心血量减少使右心房及腔静脉淤血,刺激右心房壁的压力感受器,冲动传至神经中枢,使迷走神经兴奋性降低、交感神经兴奋性增强,引起心率加快。血液因缺氧及二氧化碳的蓄积,刺激主动脉弓及颈动脉体化学感受器,冲动传入神经中枢,可提高血管收缩中枢和呼吸中枢的兴奋性,使心率加快、血压上升、呼吸加快。当心率过快超过180次/分,超过一定时间,因心舒张期过短,心室得不到足够的充盈,使心排血量减少,心率过快使心肌耗氧量增加,又加重了心肌缺氧,使之失去代偿。
2.心收缩力加强
心收缩力加强,可增加每搏输出量从而提高每分钟心排血量。在休克早期可因交感神经的兴奋性增加,刺激心肌肾上腺素能β受体使心肌收缩力量加强、心跳加快,同时刺激肾上腺髓质释放儿茶酚胺,增加心肌收缩力量。由于肌红蛋白含量增多,可提高心肌储氧能力,此有助于心脏代偿。在心肌已损伤的基础上,由于休克过程中的各种有害因素的持续作用,使心肌收缩力量减弱,失去代偿而发生心力衰竭。
3.外周阻力增加
休克早期,由于动脉系统的收缩使外周阻力提高,以保证重要器官的血液供应,特别是冠状动脉及脑动脉的血流量,以维持其心、脑功能。同时,休克早期由于广泛静脉收缩,使其中所含血液进入大循环中,以提高回心血量及静脉压。回心血量增多使每分钟心排血量增多,并提高了心腔内充盈压,使心肌收缩力量加强,从而提高了每分钟心排血量。进入休克中期,由于微循环血管扩张,外周阻力降低使微循环淤血,回心血量减少,心室充盈压下降,心肌收缩力量减弱,心排血量减少。心排血量的减少加重了微循环的障碍,并使心肌缺血缺氧加重,加重心肌损伤,导致心力衰竭。
(二)心力衰竭的原因
1.心肌损害及心肌缺血缺氧
HFRS时心肌有不同程度的损害,特别是有低血压休克的病例损伤更为明显,通过肌红蛋白测定,心肌损伤达80%以上。部分病患者由于心肌纤维变性坏死,可引起心肌收缩力量减弱,使心脏不能有效地排出血液,以满足机体代谢的需要。低血压休克,肺水肿、高血容量时,可致心肌缺血缺氧,发生能量代谢障碍,使心肌收缩所必需的能量供应不足,导致心肌收缩力量减弱,使每分钟心排血量及每搏心排血量减少。酸中毒及尿毒症均可引起心肌损伤。
2.心肌负荷加重
HFRS少尿期,外渗于组织与体腔的积液,迅速回吸收至血液循环内,使血容量骤增,引起心肌负荷加大,长时间负荷过重,使心肌收缩力量减弱,发生心力衰竭。
(三)心力衰竭发生的机制
1.心肌完整性受到破坏
心肌结构的正常与完整性是完成心脏“泵”功能的物质基础。出血热时由于病毒的直接作用和免疫复合物作用,导致心肌损伤、缺血、缺氧及酸中毒、氮质血症时的毒性产物等作用,均能导致心脏出血,心肌水肿、变性、坏死,从而使心肌结构的完整性破坏,收缩力量减弱,发生心力衰竭。
2.心脏负荷过重导致心肌劳损
高血容量时,由于循环血量的增加,静脉回心血量增多,使前负荷增大,心室过度扩张,心肌纤维拉长(肌纤维蛋白与肌凝蛋白的重叠度减少),收缩力量减弱,同时由于肌纤维的拉长,使粗细肌丝重叠不够或滑脱,从而导致心肌收缩力降低或无效收缩。由于心腔容量扩大,致心肌张力增加、耗氧量增加、供氧不足而发生缺氧。左室前负荷增加、肺静脉血回流障碍使肺循环发生淤血,当肺静脉压力超过临界压力4. 0kPa (30mmHg)时,便可发生肺水肿。肺水肿一经形成又可加重心力衰竭。当外周血液循环阻力增大时,可引起心脏后负荷加重,使每分钟心排血量减少。由于心腔积血加重了心脏负荷,使心腔过度扩张,心肌张力增加,耗氧量大增,心肌收缩力下降,心排血量减少,全身脏器供血、供氧不足。当脑、肝、肾等器官供血不足时可出现明显临床症状。
3.心肌能量代谢障碍致心功能障碍
心脏的收缩活动需足够的能量,氧为心肌提供重要能量。HFRS休克时,由于供氧不足心肌严重缺氧。缺氧时,一方面糖酵解加强,磷酸化酶活性增高,糖原分解过多,心肌的糖原含量减少;另一方面,由于还原型脱氢辅酶Ⅰ增加,大量丙酮酸还原为乳酸,使心肌的乳酸含量增加,摄取利用减少,并使心肌的乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶的活性降低,同时心肌细胞线粒体内的氧化过程减弱,使三羧酸循环和氧化磷酸化过程发生障碍,ATP的生成减少,这些因素均使心肌收缩时所需的能量供应不足,致心肌收缩力量减弱。
心力衰竭时主要发生血流动力学的改变。心脏泵血功能减弱,心排血量下降,回心血量减少,周围静脉淤血。左心衰竭时,出现肺静脉、肺毛细血管压力增高,由于肺静脉淤血,使大量液体进入肺泡腔内,造成肺水肿,临床上表现呼吸困难、发绀、咳嗽、咳白色及粉红色泡沫痰,严重时咯血。右心衰竭时,由于体循环静脉血回流受阻,出现体循环静脉淤血和压力增高,临床上可见颈静脉怒张,肝淤血使肝大、肝损伤、肝功能减退,消化道淤血使胃肠黏膜水肿、消化及吸收功能障碍出现腹胀、腹泻、恶心及呕吐等症状,心力衰竭加重肾脏损害及肾功能障碍,促进钠与水的瀦留。
十、器官功能失调及营养失调综合征
HFRS患者在发病过程中,由于多脏器及多系统受到不同程度的损害,进入多尿期后虽然组织损害逐渐得到修复,但器官功能仍有严重失调。由于本病病程长,长期营养摄入不足,以及水、电解质、蛋白质等物质的丢失,使体内储备减少及生成不足,导致营养失调。所谓功能及营养失调综合征是发生于多尿期的临床综合征。主要以消化、心血管、神经功能障碍,脱水,电解质失衡,营养低下,消瘦及贫血等为主要临床特征。
(一)主要病理生理改变及临床特征
1.器官功能性改变
(1)心血管功能改变:
部分患者进入多尿期后,由于自主神经功能的调节紊乱,有的表现为交感神经兴奋性增强,有的表现为副交感(迷走)神经兴奋性增强,甚至两者相互出现。自主神经的调节紊乱,可诱发心功能不全,如窦性心动过速、心动过缓、窦房结综合征、心律失常等改变。并且有心慌、胸闷、皮肤感觉过敏、皮肤苍白或潮红等血管反应。
(2)消化功能改变:
消化功能障碍最为多见,由于自主神经功能紊乱,可导致消化器官的分泌和运动功能受到抑制。进入多尿期后,患者不思饮食,甚至拒食、恶心、呕吐、腹泻及便秘等。
(3)中枢神经系统的改变:
由于非蛋白氮的增高及对中枢神经系统的作用,脑细胞的脱水及营养障碍,引起脑的功能障碍。部分患者进入多尿期后,表现为意识障碍、智力障碍、痴呆、头痛、头晕、记忆力减退、嗜睡、睡眠颠倒、甚至昏迷。部分患者兴奋性增强,表现为烦躁、易怒、失眠等。
2.营养失调综合征
(1)脱水及低血钠:
多尿期多由于患者不思饮水,造成水的摄入不足,或由于排尿过多,引起细胞内外液的减少,发生口渴、口干、皮肤弹性降低等脱水改变。由于钠的摄入不足,或钠大量丢失,致细胞内外液总钠量下降,引起头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力、视力模糊、肌痉挛等。
(2)酸中毒:
由于酸中毒,使氧化酶的活性受到抑制,氧化磷酸化过程减弱,能量产生减少,引起脑组织能量供应不足;同时由于pH的下降,使脑组织内谷氨酸脱羧酶活性增强,γ-氨基丁酸生成增加,抑制中枢神经系统的活力,引起乏力、头晕、感觉迟钝、嗜睡、甚至昏迷。
(3)糖代谢的改变:
由于糖的大量消耗和摄入不足,致血糖降低,同时由于蛋白质的消耗及摄入不足,通过糖异生作用形成的葡萄糖减少引起低血糖。低血糖时,患者软弱无力、头晕、心慌、出汗,当血糖下降至2. 5mmol/L时,则可发生低血糖昏迷。少数患者由于胰腺损伤、血液透析、利尿剂的应用等可诱发高血糖及高血糖昏迷。
(4)低蛋白血症:
由于长期的蛋白摄入不足以及蛋白的大量消耗,造成组织器官蛋白的严重不足和血浆蛋白的低下,表现为皮肤干燥变粗、毛发无光泽、肌肉萎缩、消瘦、软弱无力;血浆胶体渗透压的下降引起凹陷性水肿;由于蛋白的缺失引起酶活力的降低、免疫功能下降,易合并感染、组织损伤不易愈合。
(二)发生的主要原因
1.中枢神经系统及自主神经功能紊乱,引起器官功能障碍。
2.脱水及低血钠是引起营养失调综合征的原因之一。
3.尿毒症致HFRS患者不同程度发生氮质血症,尿素氮的显著升高,引起消化系统、心血管系统、神经系统的损害及功能障碍。
4.血液透析引起渗透压平衡失调,以及脱水及低血钠,血糖的变动等。
5.由于腔道出血,继发性纤溶,以及放血等,引起血液大量丧失,导致贫血及血浆蛋白浓度低下。
6.长期进食量减少使营养摄入不足,引起糖、蛋白质、脂肪的代谢障碍。
7.胃肠损伤,致消化、分泌、吸收功能低下是营养失调综合征得重要原因之一。

(郝春秋 阎荣)