疾病发生发展的基本机制

疾病发生发展的基本机制(mechanism)是指参与疾病发生的共同机制,并非个别疾病的特殊机制。疾病基本机制的研究从系统水平、器官水平、细胞水平逐步深入到分子水平。

(一)神经机制

神经系统在人体生命活动的调控和维持中起重要作用。有些致病原因可直接侵犯神经系统或通过神经反射引起神经系统或全身其他器官功能异常,从而导致疾病发生。例如,脊髓灰质炎病毒可直接作用于脊髓前角运动细胞,引起肢体瘫痪;缺氧时通过刺激外周化学感受器,反射性引起心血管运动中枢和呼吸中枢兴奋,使心脏和呼吸功能增强;长期精神紧张、焦虑等精神因素的作用,可引起大脑皮质功能紊乱、皮质与皮质下功能失调,导致消化性溃疡、高血压等。

(二)体液机制

体液是维持机体内环境稳定的重要因素。致病因子通过直接或间接作用引起体液质或量发生改变,造成体液平衡失调,引起内环境紊乱,导致疾病。如体液容量的大量丢失引起脱水;体液容量过多导致水肿或水中毒;体液成分的改变可导致电解质紊乱、酸碱平衡紊乱等。

体液调节紊乱常由各种体液性因子数量或者活性变化引起。体液性因子通过内分泌、旁分泌和自分泌的形式作用于局部和全身,影响细胞的代谢和功能(图2-3),引起疾病的发生与发展。例如,一些体液因子(如儿茶酚胺、内皮素、血管紧张素、抗利尿激素、组胺、激肽、肿瘤坏死因子、白介素等),在休克的发生发展过程中发挥着极其重要的作用。

图2-3　体液因子作用方式

疾病发生发展中的体液机制与神经机制常同时存在,共同参与,密不可分,故称为神经体液机制。例如,某些人受精神或心理因素的刺激,可引起大脑皮质和皮质下中枢(主要是下丘脑)的功能紊乱,增强调节血压的血管运动中枢反应性,此时交感神经兴奋,去甲肾上腺素释放增加,导致小动脉紧张性收缩;同时,交感神经活动亢进,刺激肾上腺髓质兴奋而释放肾上腺素,使心率加快、心排血量增加,并且因肾小动脉收缩,促使肾素释放,血管紧张素-醛固酮系统激活,血压升高,这就是高血压发病学的神经体液机制。神经体液机制主要是从神经调节和体液因子分泌方面,揭示疾病发生的机制。

(三)细胞机制

致病因子直接或间接作用于组织细胞,造成组织细胞功能、代谢障碍,引起细胞的自稳调节紊乱。有些病因可直接无选择性地损伤组织细胞,如外力、高温、强酸、强碱等;有些病因可选择性地损伤组织细胞,如肝炎病毒侵入肝细胞、疟原虫侵犯红细胞、汞作用于肾小管上皮细胞等。致病因素也可直接作用于细胞膜和细胞器膜,增加膜通透性,膜上的离子泵功能失调,导致膜内外离子失衡;损伤膜结构蛋白或膜受体,致使信号转导障碍,最终导致细胞功能紊乱,引起细胞凋亡或坏死;细胞器损伤最常见的是线粒体,线粒体受损引起氧化磷酸化功能受损,能量生成不足,引起细胞代谢障碍。

(四)分子机制

随着分子生物学的崛起,基因组学和蛋白质组学的发展,疾病的发生机制已深入到分子水平。细胞内的大分子主要是蛋白质和核酸,而蛋白质和核酸是有机体生命现象的主要分子基础,各种病因通过任何途径均可引起分子水平上的异常,均可导致疾病的发生。

研究疾病在分子水平的病理机制的学科,称为分子病理学。广义的分子病理学研究所有疾病的分子机制,狭义的分子病理学则研究生物大分子特别是核酸、蛋白质和酶在疾病中的作用。分子病是由DNA的遗传性变异所引起的一类以蛋白质异常为特征的疾病,主要包括酶缺陷所致疾病、血浆蛋白和细胞蛋白缺陷所致疾病、受体病、膜转运障碍所致的疾病等。