病理生理学/病因学概论

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病理生理学

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一般来说,所谓病因,应当包括致病因子和条件(包括通常所谓诱因)两方面的因素,它们在疾病的发生发展中,起着不同的作用。

致病因子是指能够引起某一疾病的某种特定因素而言。例如伤寒杆菌能引起伤寒疟原虫能引起疟疾,等等,因此,伤寒杆菌就是伤寒的原因,疟原虫就是疟疾的原因。原因是引起疾病的必不可少的、决定疾病特异性的因素;没有这个因素,相应的疾病就不可能发生。然而,在许多情况下,仅有致病因子对机体的作用,往往还不足以使疾病发生。例如,与同一感冒患者密切相处的许多人,虽然都可能受到感冒病毒的侵袭,但其中可能只有少数人发生感冒而大多数人并不发生。这里,感冒是否发生,就取决于某些条件是否具备。条件是指在疾病的致病因子作用于机体的前提下,决定疾病发生发展的因素而言。有些条件可使机体的抵抗力(resistance)降低或易感性(susceptibility)、敏感性(sensitivity)增高,从而使机体的在相应致病因子的作用下易于发病;有些条件则可使相应的致病因子能以更多的机会、更大的强度作用于机体而引起疾病;例如,免疫功能不足、过劳、月经期、过敏性鼻炎等等条件能使机体对感冒病毒的抵抗力降低或易感性增高;因此,具备其中一个或一个以上条件的机体在接触感冒病毒后就易于发病,而不具备上述条件的机体(这是大多数)即使受到感冒病毒的侵袭,一般也不致发病。促使感冒发病的条件还有年龄因素(学龄前儿童感冒发病率较高)、季节因素(寒冷季节中感冒发病率较高)与感冒患者相处特别密切而持续又较久等等。

许多条件是一些自然因素,包括气象条件、地理环境等等。例如,夏季和初秋天气炎热有利于肠道致病菌(伤寒杆菌、痢疾杆菌等)在外界环境中繁殖,也有利于苍蝇的孳生,从而使肠道致病菌易于传播;同时,炎热天气可能使人体消化液分泌减少和肠蠕动减弱,消化道的抵抗力可因而降低,而且炎热季节中人们爱吃生冷食物,与肠道致病菌接触的机会可能增多。因此,炎热季节中容易发生消化道传染病痢疾、伤寒等等。冬春季天气寒冷,人们在室内停留时间较长,如通风不良,居住拥挤就有利于呼吸道致病微生物的传播。因而容易发生呼吸道传染病如麻疹、白喉流行性脑脊髓膜炎等等。我国吸血虫病主要见于长江两岸和南方湖沼水网地区,是由于这些地区适宜于中间宿主的大量繁殖,而水源又易被含有血吸虫卵的人畜粪便所污染的缘故。

也有许多条件属于社会因素。大量事实表明,社会制度、社会环境对人类疾病的发生发展有重大影响。在我国解放前,统治阶级残酷地剥削和压迫劳动人民;人民精神苦闷,生活贫困,营养不足,又加上过度劳累,因而对疾病的抵抗力很弱。同时,恶劣的卫生条件又使各种致病微生物、寄生虫得以大量繁殖孳生,各种劳动保护措施又十分欠缺。这些条件(社会因素)就决定了旧社会中各种传染病、寄生虫病的猖獗流行和工伤事故、职业病的大量发生、而娼妓制度的存在,又使性病广泛传播。新中国成立以后,我国人民在党中央的正确领导下生活水平、劳动条件和卫生条件都逐步有所提高和改善,休质也不断有所增强。多年来,我国在党的卫生方针指引下,通过一系列强有力的有效措施,取得了卫生保健事业各方面的伟大成就。例如,解放前在我国危害严重的烈性传染病鼠疫天花等已经绝迹,黑热病早在五十年代末就已基本消灭,血吸虫病也逐步得到控制,而娼妓制度废除,也使性病逐步趋于消灭等等。但是,由于极左路线的干扰,卫生管理制度的不够完善以及医疗卫生设施的不足,某些社会因素尚未得到应有的控制,因而在疾病防治方面也还有不少问题有待解决,例如,随着工业发展而出现的废气、废水、废渣对环境的污染,饮食卫生管理不善以致病毒性肝炎和一些常见的消化道传染病如痢疾、伤寒等尚未得到充分的控制,等等,都是值得重视的问题。

区分致病因子和条件的作用和意义,对于许多疾病的防治,具有重要的实际意义。根据不同情况,我们既可以侧重于采取在体内外消灭致病因子或防止其侵入机体的各种措施,也可以侧重于采取排除相应各种条件的措施,或者采取两者并重的办法,来达到防治疾病的目的。例如,目前对防止疟疾的流行来说,消灭致病因子(疟原虫)是主要的,因而采取的主要措施应当是彻底治疗疟疾现症患者,疟疾流行区居民普遍预防服药,消灭蚊虫和防止蚊虫叮咬等。对于消灭天花来说,全民接种牛痘疫苗,以排除对天花的免疫能力不足这个条件,却是最有效的措施。对于防止结核病的流行而言,则针对致病因子(结核杆菌)的措施如隔离和治疗开放性肺结核患者,乳牛结核病的防和牛乳消毒等等,以及排除发病条件的措施如不断改善营养和居住条件,合理安排工作以及接种卡介苗以增强特异免疫等等,都有十分重要意义,应当尽可能兼顾并重而不能有所偏废。

条件对于许多疾病的发生发展的重要意义,已如上述,但是,也有许多疾病的发生,似乎并不需要相应条件的存在,例如机械暴力、高温、氰化物等剧毒化学制剂作用于机体时,毋须任何条件,即可分别引起创伤烧伤和中毒。

还应当注意的是,同一因素,对一种疾病来说是条件,而对另一种疾病却可以是原因,因而应当作具体分析。例如营养不足使机体抵抗力降低,可以是结核病发生的条件,而长期严重的营养不足本身又是营养不良症的致病因子。

所谓诱因或诱发因素(precipitatingfactor)是指能够加强某一疾病或病理过程的原因的作用,从而促进疾病或病理过程发生的因素。例如,昏迷病人容易发生上呼吸道带菌分泌物的吸入,因而昏迷可以成为肺炎的诱因。又如,肝性脑病发生的重要致病因子之一是氨中毒,而食管静脉破裂出血是肝性脑病的重要诱因,因为大量血液进入肠道后,其中蛋白质分解产物氨基酸,经肠内细菌作用可产生大量的氨,因而可使血氨水平突然显著增高而诱发肝性脑病。

致病因子的种类很多。根据习惯,可以基本上仍按致病因子分类,但是考虑致病因子的同时,必须注意条件所起的作用:

一、生物性因素

各种致病性微生物(如病毒支原体立克次体、细菌、螺旋体真菌等)和寄生虫(如原虫蠕虫等)是很常见的致病因子。这些因素致病力量的强弱,除了与其入侵机体的数量有关以外,还取决于它们的侵袭力(invasiveness)和毒力。所谓侵袭力是指这些因素穿过机体的屏障以及在体内散布、蔓延的能力。梅毒螺旋体能穿过完整的皮肤和粘膜,某些链球菌能产生透明质酸酶(hyaluronidase)以水解而破坏结缔组织的完整性,因而都有较强的侵袭力。所谓毒力主要是指致病微生物产生外毒素内毒素的能力。例如,白喉杆菌的侵袭力虽然不强,但因产生毒性很强的外毒素,故而是致病性很强的细菌。

致病微生物作用于机体后是否引起发病以及发病后的病情轻重,往往取决于一系列条件,其中,机体免疫功能低下是促使许多感染性疾病发生的特别重要条件,应当引起足够的重视。

二、化学性因素

许多无机和有机化学物质具有毒性,称为毒物(poison)。一定剂量的毒物被摄入机体后即可引起中毒或死亡。毒性(toxicity)极强的毒物如氰化物、有机磷农药等,即使剂量很小,也可导致严重的损害或死亡。不少毒物对机体的某些器官系统有选择性的损害作用。例如,一氧化碳血红蛋白有很强的亲和力,因而能选择性地作用于红细胞,形成碳氧血红蛋白而导致缺氧升汞主要引起肾脏损害四氯化碳主要损害肝脏巴比妥类药物主要作用于中枢神经系统,等等。熟悉毒物的选择性毒性作用,对于理解中毒性疾病的发病机制和采取正确治疗措施,都有重要的意义。

某些条件对于中毒性疾病的发生发展,也起一定作用。例如,毒物对机体的影响,在一定程度上取决于机体对该毒物的排泄速度:阿托品可被机体较快地随尿排出,故一般不致发生蓄积作用;而机体排泄铅的速度很慢,因而长期食入非中毒剂量的铅可导致铅在体内蓄积而发生铅中毒。如果机体的排泄功能发生障碍,毒物在体内停留时间就将延长,机体受到的损害也将更为严重。由于正常的肝脏有强大的解毒功能,能使许多毒物减弱或解除毒性,因而肝脏功能的损害,将减低机体对毒物的耐受能力。

三、物理性因素

能损害机体的物理因素主要有机械暴力(引起创伤、震荡、骨折脱臼等)、高温(引起烧伤或中署)低温(引起冻伤或全身过冷)、电流(引起电击伤)、激光(高能量激光由于热的作用可引起蛋白质变性和酶的失活)、大气压的改变(引起减压病等)、电离辐射(引起放射病)等。

物理因素是否引起疾病以及引起疾病的严重程度,主要取决于这些因素的强度、作用部位和范围、作用的持续时间等。例如,温度愈高,作用面积愈大,则引起的烧伤愈严重;同样强度的交流电通过肢体时,可只引起烧伤;但如通过心脏,则可引起心室纤维颤动而致死。然而,在有些情况下,某些条件在发病中也起一定作用。例如,在空气干燥,风速较大而利于发汗散热的条件下,人体可以经受得住50~60℃的环境高温,而在空气湿度大、风速小、不利于蒸发对流散热的条件下,30~35℃的气温就可能引起中署。

四、营养性因素

营养过多和和营养不足都可引起疾病。长期摄入热量过多可以引起肥胖病,摄入某些雄生素特别维生素A和D过多也可引起中毒。营养不足可以由营养物质摄入不足或消化、吸收不良所引起,也可以是需要增加而供应相对不足的结果。,例如,生长发育旺盛的儿童和少年,孕妇和甲状腺能亢进或长期发热的患者等,营养需要或营养物质的消耗显著增加,如不相应的增补,就易发生营养不足。营养不足常见类型是总热量不足,蛋白质不足,各种维生素必需氨基酸必需脂肪酸的不足。此外,其它营养素如水和无机物包括钠、钾、钙、镁、磷、氯和微量元素如铁、氟、锌、铜、钼、锰、硒、碘、铬、钴等的缺乏都可以成为疾病的原因,而其中许多物质如水、钠、钾、钙、镁、铁、铜、氟、硒等的过多,也可引起疾病。

氧虽然一般不列为营养因素,但比起所有营养因素来,氧更是机体绝不可缺的物质。缺氧可引起极严重的后果,严重的缺氧可在数分钟内导致死亡。然而,缺氧对机体的影响也取决于一些条件。例如,中枢神经系统的抑制,代谢率的降低,长期锻炼和适应等都能提高机体对缺氧的耐受性。氧吸入过多时,可以发生氧中毒,多见于高压氧或常压高浓度氧持续吸入时(参阅第三章)

五、遗传性因素

遗传物质的改变可以直接引起遗传性疾病,例如某种染色体畸变可以引起先天愚型(mongolism)或Down综合征,某种基因突变可以引起血友病(hemophilia)等。遗传因素的改变也可使机体获得遗传易感性(genetic predisposition),必须加上一定的环境因素的作用才能使机体发生相应的疾病。例如,某种基因突变可使红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphatedehydrogenase)发生缺陷,以致红细胞还原型谷胱甘肽的含量较低,而还原型谷胱甘肽又为维持红细胞膜的稳定性所必需。这样的个体,在通常情况下还不致发生溶血;但当他们吃了过多的蚕豆或服用伯氨喹啉、磺胺等具有氧化作用的药物时,就可发生溶血。

遗传物质改变的机制尚不十分明了。但有资料表明,某些外界环境可以引起遗传物质的改变,例如电离辐射可以引起染色体损害

六、先天性因素

与遗传因素不同,先天性因素不是指遗传物质的改变,而是指那些能够损害正在发育的胎儿的有害因素。例如,孕妇如患风疹,则风疹病毒可能损害胎儿而引起先天性心脏病

七、免疫性因素

在某些个体,主要可能是由于遗传因素的影响,免疫系统对一些抗原的刺激常发生异常强烈的反应并从而导致组织、细胞的损害和生理功能的障碍。这种异常的免疫反应称为变态反应(allergy)或超敏反应(hypersensitivity),异种血清蛋白,一些致病微生物等都可引起变态反应;甚至某些食物(如虾、牛乳、蛋类等)、某些花粉,某些药物(如青霉素等)在某些个体也可引起诸如荨麻疹支气管哮喘甚至过敏性休克变态反应性疾病。有些个体能对自身抗原发生免疫反应并引起自身组织损害,称为自身免疫性疾病(autoimmune disease)。自身免疫性疾病的发生与遗传有密切关系。一些自身免疫疾病如全身性红斑狼疮(systemiclupus erythematosis, SLE)等多见于女性,因而其发生与女性激素的作用可能有一定的关系。各种原因引起的免疫缺陷病(immunodeficiency disease)的共同特点是容易发生致病微生物的感染细胞免疫缺陷的另一后果是容易发生恶性肿瘤(参阅第十六章)。

八、精神性因素

长期的忧虑、悲伤、恐惧等不良情绪和强烈的精神创伤在某些疾病的发生中可能起重要作用。例如,有人认为,某些人之所以发生高血压病消化性溃疡,可能与长期的精神过度紧张有关;长期的思想冲突或精神负担可使某些人发生神经衰弱,等等。在这方面,个体特点(条件)是非常重要的。同样的精神刺激,对有些人并无显著影响,而对另一些人却可造成长期的不良情绪,并可进而引起某些疾病。

综合以上所介绍的八类因素来看,一类疾病只能由某一类致病因子所引起。一种疾病只能由一种致病因子所引起。就多数疾病而言,情况确是如此。但是,也应当注意,同一类疾病,也可以由不同类的致病因子所引起。例如,恶性肿瘤就可以由许多致病因子引起。所谓致癌因素,就是指引起恶性肿瘤各种致病因子,而一系列条件则在恶性肿瘤的发生发展中也起重要的作用。

很多种类的化学物质有致癌作用,称为化学致癌物,包括无机化合物砷化合物铬酸盐、镍化合物以及复杂的有机化合物如多环芳烃、芳香胺、亚硝胺、偶氮染料、烷化剂、肼、氯乙烯、某些激素如雄二醇、不少药物如氮芥非那西丁等。某些黄曲霉菌产生的黄曲霉素(aflatoxin)也是一种作用强烈的化学致癌物。据目前所知,有些化学致癌物进入体内后毋须经过代谢即能致癌,如氮芥、环氧化物等称为直接致癌物质;但许多化学致癌物活性并不高,要在进入体内后在代谢过程中得到活化而转变为高度活性的亲电子物质以后,才能与细胞中的大分子亲核基团形成共价键结合而发挥其致癌作用,此种致癌物称为间接致癌物。例如,间接致癌物苯并芘进入机体后,可被细胞内质网中的一组酶(p-450系统或芳烃羟化酶系统)经过一系列反应而活化成高度活性的亲电子物质,这一组酶的活性水平受基因调节控制。不同的个体,由于遗传差异而致这些酶的活性水平有所不同,因而对苯并芘等间接致癌物的敏感性不同。在化学致癌的机制方面,还有许多问题尚待解决。

此外,重要的致癌因素还有病毒和一些物理性因素如电离辐射、长期的慢性机械性刺激等等。这些因素致癌的机制也是十分复杂的。

遗传因素对恶性肿瘤发生的影响,不仅表现在上述不同个体细胞内质网中活化致癌物的某些酶系统的活性水平不同,因而对致癌物的敏感性有个体差异,而且还表现在人类恶性肿瘤的发生与人类白细胞抗原(human leukocyte antigen HLA)和ABO血型抗原有关系。国外有一些群体调查表明,乳腺癌肠癌直肠癌前列腺癌与HLA-A1、A3、A7、B8、B12有正关联;胃癌与ABO血型的B抗原有正关联。

细胞免疫功能的不足,内分泌失调以致某些激素(如雌激素等)持续作用于靶器官,也是恶性肿瘤发生的重要因素。年龄因素在肿瘤的发生中也有一定的意义,如癌多发在40岁以上的人,而肉瘤则多见于青年人,根据一般材料,女性患肿瘤疾病者略多于男性,可能与女性生殖系统和乳腺肿瘤发生率较高有关。

应当着重指出,性别和年龄因素除了在恶性肿瘤的发生中起一定作用以外,还作为重要条件而影响许多其他疾病的发生发展。

就性别而言,现知妇女易患胆石病、癔病甲状腺机能亢进等疾患,而男人则易患动脉粥样硬化、胃癌等疾病。至于性别如何影响疾病的发生,有些问题尚未充分阐明。

在年龄因素方面,目前国内外特别重视老年性因素在许多疾病的发生发展中作为条件所起的作用。众所周知动脉粥样硬化及其所引起的心血管病是最重要的老年人疾病;这种疾病的病死率欧美占第一位,本病在我国也相当常见。尽管动脉粥样硬化的发病因素很多,但其中作为条件的老年性因素无疑占有重要位置。首先,老年人动脉内膜往往发生纤维性增厚。据研究,这种老年性变化就有利于胆固醇在内膜的沉积而引起动脉粥样硬化。其次,老年人由性激素生理性减少等原因,容易发生肥胖,肥胖本身和肥胖的常见合并症高血压糖尿病等都有利于动脉粥样硬化的发生。此外由于年龄关系以及由于肥胖而加重骨、关节负荷的缘故,老年人易发生关节和骨骼退行性变化,从而往往导致退行性骨、关节炎。老年人骨骼比较疏松,易发生骨折,骨折也较难愈合。老年人大脑也发生退行性变化。对环境变动的适应能力减弱。老年免疫功能减退,故对感染的抵抗力降低。前文已经提到,老年人较易发生癌症,这可能一方面与胸腺功能减退有关,另一方面与某些致癌因素长时间的蓄积作用有关。

除了老年以外,其他的年龄阶段也可作为条件而影响疾病的发生发展;例如,小儿易患呼吸道及消化道传染病,可能与小儿的解剖生理特点和防御机能不够完善有关。

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