病理生理学/原发性高血压

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原发性高血压发生的原因和机制,尚不完全清楚,目前认为是多种因素参与的。

1.精神、神经因素 临床观察和动物实验各方面的资料证明,本病的发生与精神应激和高级神经活动过度紧张有关:①长期从事与精神紧张有关的职业或处于过度精神应激的环境中的人,本病发病率高;②高血压的发生与忧郁、恐惧、悲伤等不良情绪有关;③给犬造成高级神经活动过度紧张状态,可促进高血压的发生和发展;④在本病早期,单纯消除精神应激,常可使血压恢复正常;使自发性高血压大鼠(spontaneous hypertension rat, SHR)脱离应激环境,也可明显推迟高血压的发生。

精神应激引起高血压的机缺可能是由于大脑皮层在各种精神应激长期作用下,通过兴奋下丘脑神经内分泌中枢而使交感神经系统兴奋,儿茶酚胺释放增多。

已有许多事实证明,原发性高血压时交感系统的活动加强;如①SHR大鼠内脏大神经放电率较正常鼠高;②某些本病患者,尤其是青年患者血浆中儿茶酚胺(主要是去甲肾上腺素)含量较高;③临界高血压时中枢和外周交感神经活动性都较血压正常者高;④应用交感神经或α-肾上腺素受体阻滞药可使血压下降。

交感神经引起血压升高的机制是多方面的:①使小动脉收缩,增大外周阻力;使静脉收缩,增加回心血量;②通过兴奋心脏的β受体使心脏收缩加强、加快,从而提高心输出量;③直接或间接激活肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensinsystem, RAS),进而收缩血管和通过血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,A-Ⅱ)促进醛固酮分泌,增加血容量(图12-5)。

交感神经引起血压升高的机制


图12-5 交感神经引起血压升高的机制

但须指出,并非原发性高血压患者血中儿茶酚胺的含量都升高;而且,即使升高,其程度(一般升高20~25%)也远不足以导致高血压。说明交感-儿茶酚胺系统的活动增强在原发性高血压的发生中并非起决定性作用。现证明交感神经节纤维有两类,一类是以神经肽Y(neuropeptide Y, NAY)和去甲肾上腺素为递质的缩血管纤维,另一类是以降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide, CGRP)和P物质为递质的扩血管纤维。认为这两类纤维的功能失衡即前者功能强于后者才是交感社经参与高血压发生的重要机制。

精神-神经因素虽与高血压发生有关,但并非唯一重要因素,因为远非所有长期处于精神应激环境中的人都发生高血压病;反之,发生高血压病者也不一定有精神应激史。另外,由于本类因素引起的血压升高多为一时性的,目前多数人认为精神-神经因素在原发性高血压发生的始动机制中所起的作用较在维持机制中所起的作用为大。

2.肾素-血管紧张素系统(RAS)原发性高血压时血浆肾素活性升高者占20%,正常者60%,降低者10~20%。过去认为RAS只有在肾素升高组高血压的发生中可能起一定作用,而在其他两组不起作用。但晚近证明并不能排除RAS在其他两组中的作用,因为:①应用RAS抑制药,尤其是血管紧张素转换酶抑制药(angiotensin converting enzyme inhibitor ACEI)治疗高血压病时,不但对高肾素型有效,且对其它型都有效。目前已证明,除肾脏产生肾素影响血浆RAS水平外,心肌、血管平滑肌等组织也存在完整的局部RAS。血浆平滑肌的RAS也具较强的收缩血管加压作用。高血坟时局部RAS活性升高并不影响血浆肾素的水平,但对高血压的发生却起着一定作用;②因高血压病患者血管对加压物质(包括血管紧张素)反应性增高,故即使肾素活性正常甚至低于正常时,对本病患者仍可能起着加压作用。目前认为本系统在高血压病尤其对高血压的维持起着较重要的作用。

③钠、钾、钙与高血压临床与实验材料证明,食盐与高血压的发生有密切关系:例如①食盐摄入量与本病发病率呈正相关,摄取食盐多的地区(如日本本士和我国北京地区)发病率较食盐较少地区(如阿拉斯加的爱斯基摩人和我国广州地区)高;而牙买加某岛上居民食盐摄入量每人<2g/d,就无高血压发生。②给SHR大鼠喂低盐饮食,仅发生轻度高血压;但给予高盐饮食则迅速出现重度高血压。③限制食盐的摄入量或服用利尿药增加排钠量,对某原发性高血压患者有较好的降压作用。

关于食盐引起高血压的机制,尚不完全清楚,可能是多方面的:如①钠潴留导致细胞外液增加,从而可加大心输出量,而且血管壁的钠水溜留可使管腔狭窄,从而使外周阻力增大。②高盐负荷可促使下丘脑产生利钠因子(natriuretic factor, NF),又称下丘脑抑制因子(hypothalamic inhibitor factor, HI)具有所谓利钠激素样的特性,为一种低分子量(500)的非肽类物质。它可抑制细胞Na+-K+-ATP酶的活性,故又称Na+-K+-ATP酶抑制因子或钠泵抑制因子。NF也可被看成是一种内源性洋地黄样物质。这样,NF一方面可降低肾小管上皮细胞对钠的重吸收,引起利钠效应;另方面使血管平滑肌细胞等细胞内的钠潴留起来,进而加强Na+-Ca2+交换,致使细胞内Ca2+增加,血管收缩(图12-6)。③增高中枢和外周交感神经的活性;④高食盐可使扩血管物质如激肽前列腺素的产生释放减少,使缩血管物质如血管紧张素产生增多并加强其与相应受体的亲和力。但高食盐引起高血压是有条件的。高食盐能否引起高血压,关键在于肾脏能否将摄入过多的钠排出。绝大多数人的肾脏通过排钠利尿机制(食盐过多,血Na+浓度增高,肾血容量增加,可通过①肾素分泌和醛固酮产生减少,和②肾内血压增高等机制加强对钠的排泄),可把过多的钠排出;但当肾排钠功能障碍时,由于不能把过多的钠排出,即可导致钠潴留而出现高血压。肾排钠功能障碍多与遗传因素有关。

流行病学调查证明,钾的摄入量与血压呈负相关;给高血压患者补充钾盐可使血压下降,并能提高限钠饮食疗法的降压效果。钾的降压机制可能是:①抑制血浆肾素活性,减少血管紧张素Ⅱ受体数目和降低其与血管素Ⅱ的亲和力;②抑制肾小管对钠的重吸收,促进钠排出;③减弱交感神经的敏感性。此外,高能尚能激活血管平滑肌细胞膜Na+-K+泵,防止钠、钙在细胞内蓄积([Na]i、[Ca]i)。

高食盐和利钠因子引起高血压机制示意图


图12-6 高食盐和利钠因子引起高血压机制示意图

据调查,某些原发性高血压患者饮食钙摄入量较正常人低,其血清Ca+和肾素水平也低,对这些患者长期补充钙可使血压降低,并能对抗高盐所致的升压效应。实验也证明,减少饮食中的钙,可使自发高血压大鼠(SHR)血压明显升高;相反,如增加钙摄入量,可延缓SHR幼鼠血压的升高,并使SHR成年鼠血压降低。钙的降压机制可能是:①稳定细胞膜结构,控制膜离子通透性,使Ca+不致大量进入细胞内;②钙与钙调蛋白结合,激活细胞膜钙泵,增加钙的外流,使细胞内钙浓度降低。防止血管平滑肌细胞内Ca2+的积聚就可防止血管的收缩,从而防止血压的升高。

4.遗传因素已有充分证据说明高血压病与遗传基因有关:①有家族性:双亲都有高血压病史的子女发病率为50%,即两个子女一个发病;双亲之一有高血压史的子女,发病率为25%;双亲没有高血压病史的子女,发病率为5%。②自幼收领的养子和亲生子虽然生活环境完全相同,但后者的高血压病发病率与双亲的发病率更为接近。③对食盐敏感和不敏感的两种大鼠,虽然在同样高食的饲养条件下,前者发生高血压而后者则否。

遗传基因主要决定高血压病发生的易感性,而非高血压的本身。由于血压受多种因素控制,故遗传的“易感性”也是多基因决定的。其表现是多方面的。例如肾脏排钠的先天性缺陷,细胞膜的先天性功能异常和血管平滑肌对加压物质的敏感性高等,今分述如下:

(1)肾先天性排钠缺陷:在同样大量摄取食盐的条件下,对盐敏感鼠发生高血压,而对盐不敏感鼠则不发生高血压。如把对盐敏感鼠的两个肾脏移植给对盐不敏感鼠,又把对盐不敏感鼠的两个肾移植给对盐敏感鼠,则对盐不敏感鼠发生高血压而对盐敏感鼠不发生高血压。这说明对敏感鼠所以发生高血压,是由于肾排钠障碍,而肾排钠障碍是由遗传因素决定的。人类高血压病易感者也可能存在类似的遗传性肾排钠缺陷。

(2)细胞膜先天性功能异常:主要表现在膜的钠、钙离子运转异常。细胞对钠的运转有四个系统,即①Ca+-K+泵:为主动的运转系统;②被动性运转,决定于细胞内外K+、Na+离子梯度;③Na+-K+同向运转(co-transport)和④Na+-Li+逆向运转(counter-transpot)(图12-7)。

细胞内钠运转的四个系统


图12-7 细胞内钠运转的四个系统

上述的③和④两个运转系统,虽不需ATP水解供能,但需在特异的载体参与下使相应的离子进行跨膜的易化扩散。这两个系统都是协同运转系统,即一种离子与载体结合后又可提高载体与另一种高子的亲和力,进而使两种离子偶联协同扩散。除了Na+-K+泵的主动运转外,Na+-K+同向运转也是细胞用以防止细胞内Na+过度负荷的重要机制。Na+-Li+逆向运转与肾脏近曲小管对钠、水的重吸收呈正相关,即当Na+-Li+逆向运转加强时,近曲小管对钠、水的重吸收也加强。据报道,高血压病患者和SHR大鼠上述四种钠运转系统都有可能发生改变,主要是Na+-K+泵运转被抑制;同时,因膜通透性增高,故Na+被动转入细胞增加;此外还有Na+-Li+逆向运转加强和Na+-K+同向运转减弱。其结果是细胞内钠蓄积。研究结果也证明SHR大鼠和部分原发笥高血压患者细胞内的钠含量高于正常。细胞内钠的蓄积。可以导致:①血管壁钠水负荷增加,管壁增厚,血管腔狭窄,从而引起外周阻力增高;②Na+-Ca2+交换加强,使血管平滑肌细胞内Ca2+增加(可能还有其它机制),从而促使血管收缩。尤其是在管壁增厚的情况下,轻度的血管收缩就可产生较大的阻力。此外,由于机体的钠水潴留,又可促使利钠因子的分泌和释放,通过抑制Na+-K+泵,进一步加重钠在细胞内蓄积。

在双亲有高压病史而血压正常的子女中,约有一半有细胞膜对钠运转的异常。

原发性高血压患者细胞内Ca2+增多,除继发于细胞内钠升高外,还与膜对钙的运转系统异常有关,主要表现在:①SHR大鼠和原发性高血压者红细胞和血管平滑肌细胞膜对Ca2+的通透性增加,故Ca2+内流加强:②质膜对Ca2+的结合力决定于细胞膜表面多种Ca2+结合蛋白的量及其与Ca+的亲和力。SHR大鼠和原发性高血压患者可能由于结合蛋白量减少和/或亲和力降低,从而导致膜结合钙减少而胞浆中的游离钙增加;③ATP依赖性钙泵运转障碍:现证明SHR大鼠的血管平滑肌肌膜、心肌肌浆网以及红细胞等都有ATP依赖性钙泵的运转障碍,从而不能把胞浆中的Ca2+分别转运到细胞外和肌浆网中,结果使Ca2+在胞浆中增加。血管平滑肌细胞内游离钙的增多,被认为是原发性高血压发生机制的最后共同途径。现认为膜对钠、钙离子运转的障碍是遗传因素决定的膜功能异常的表现,而高血压病可能是一种细胞膜病。

此外,实验还证明SHR大鼠出生后血压升高之前,其血管壁的收缩成分较正常鼠多,对加压物质的收缩反应也远较正常鼠强。双亲有高血压病史的血压正常子女也存在有类似的现象。同时这类子女血中的利钠因子(NF)也明显升高,这提示血管的高反应性和NF的升高都与遗传有关。总之,高血压病遗传的易感性是多因素的,它在高血压病发生中的作用是和环境因素的作用相辅相成的,也即环境因素往往是在遗传易感性的基础上发挥致病作用的,而遗传易感性又是通过对环境因素的反应表现出来。例如食盐过多之所以能引起钠水潴留和血压升高,常是在肾脏先天性排钠障碍和膜对离子运转先天性异常的基础上发生的,而患者对高血压病的遗传易感性又是通过食盐过量才得以表现出来。

参看

32 高血压的原因和机制 | 继发性高血压 32
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