病理生理学/缺氧性细胞损伤

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病理生理学

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缺氧性细损伤(hypoxic cell damage)主要为细胞膜线粒体溶酶体的变化。

1、细胞膜的变化 在细胞内ATP含量减少以前,细胞膜电位已开始下降。其原因为细胞膜对离子的通透性增高,导致离子顺浓度差透过细胞膜。

(1)钠离子内流:Na+内流使细胞内Na+浓度增加,可激活Na+-K+泵以泵出Na+,从而消耗ATP。ATP消耗量增多可促使线粒体氧化磷酸化过程增强,严重缺氧时,线粒体呼吸功能降低使ATP生成减少,以至Na+-K+泵不能充分运转,进一步使细胞内Na+增多。细胞内Na+的增多促使水进入细胞,导致细胞水肿血管内皮细胞肿胀可堵塞微血管,加重微循环缺氧。

(2)钾离子外流:K+外流使细胞内缺K+。而K+为蛋白质包括酶等合成代谢所必需。细胞内缺钾将导致合成代谢障碍,酶的生成减少,将进一步影响ATP的生成和离子泵的功能。

(3)钙离子的内流:细胞外Ca2+浓度比胞浆中游离Ca2+高1000倍以上。细胞内Ca2+逆浓度外流和肌浆网、线粒体逆浓度差摄Ca2+均为耗能过程。当严重缺氧时使细胞膜对Ca2+的对通透性增高量Ca2+内流将增加;ATP减少将影响Ca2+的外流和摄取,使胞浆Ca2+浓度增高。Ca2+增多可抑制线粒体的呼吸功能;可激活磷脂酶,使膜磷脂分解,引起溶酶体的损伤及其水解酶释出;还可激活一种蛋白酶,使黄嘌呤脱氢酶(D型)转变为黄嘌呤氧化酶(O型)。由此增加自由基的形成,加重细胞的损伤。

2、线粒体的变化 细胞内的氧约有80-90%在线粒体内用于氧化磷酸化生成ATP,仅10~20%在线粒体外用于生物合成、降解及生物转化解毒)作用等。轻度缺氧或缺氧早期线粒体呼吸功能是增强的。严重缺氧首先影响线粒体外氧的作用,使神经介质的生成和生物转化过程等降低,当线粒体部位氧分压降到监界点0.1kPa(<1mmHg)时,可降低线粒休的呼吸功能,使ATP生成减少。呼吸功能降低主要因脱氢酶活性下降,严重时线粒体可出现肿胀、嵴崩解、外膜破裂和基质外溢等病变。

3、溶酶体的变化缺氧时因糖酵解增强,乳酸生成增多,和脂肪氧化不全使其中间代谢产物酮体增多。导致酸中毒。pH降低可引起磷脂酶活性增高,使溶酶体膜磷脂被分解,膜通透性增高,结果使溶酶体肿胀、破裂,和大量溶酶体酶的释出,进而导致细胞本身及其周围组织的溶解、坏死

32 缺氧时机体的机能代谢障碍 | 缺氧时中枢神经系统的机能障碍 32
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