第二节 肝功能不全
一、肝功能不全的病因
(一)生物性因素
七种肝炎病毒,即甲型肝炎病毒(HAV)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、丁型肝炎病毒(HDV)、戊型肝炎病毒(HEV)、己型肝炎病毒(HFV)和庚型肝炎病毒(HGV)都可以引起肝脏炎症性病变,甚至演变为肝硬化、肝癌。其中HBV引起的乙型病毒性肝炎的发病率更高,危害更大。
某些细菌及阿米巴滋养体可引起肝脓肿,某些寄生虫(如肝吸虫、血吸虫等)也可累及肝脏,造成肝损害。
(二)化学性因素
一些有机或无机化学毒物,包括具有肝脏毒副作用的药物及其代谢产物等,小剂量可以形成积蓄效应,引起慢性肝损害,大剂量可以引起急性肝损害。
一般来说,大多数药物在肝内经生物转化而被解毒,但一些药物本身或其代谢产物对肝脏具有明显的毒性作用。摄入此类药物后,药物与肝细胞内P450酶系及一些基团(如葡萄糖醛酸、硫酸酯甲基、巯基、甘氨酸、谷氨酸、芳香基等)结合而被降解。如果此解毒功能失效,有毒产物也可与蛋白质等结合,引起脂质过氧化、蛋白质硫代氧化等,最终导致肝细胞坏死。应指出,临床上以正常剂量应用某一种药物时,一般不会引起肝脏损害,但两种或两种以上药物合用时,常可出现肝脏病变,甚至造成严重后果。
长期酗酒者,乙醇可直接或通过其代谢产物——乙醛损伤肝脏。此外,嗜酒所致的营养缺乏也起一定作用。临床上,常见慢性酒精中毒引起的脂肪肝、酒精性肝炎,甚至肝硬化。随食物摄入的黄曲霉素、亚硝酸盐和毒蕈等,也可促进肝病的发生。
(三)遗传性因素
某些遗传性代谢缺陷及分子病可累及肝脏,造成肝炎、脂肪肝、肝硬化等。例如肝豆状核变性是由于肝脏不能合成铜蓝蛋白,使铜代谢发生障碍,过量的铜在肝内沉积,最终导致肝硬化。
(四)免疫性因素
肝细胞可自分泌和(或)旁分泌很多炎症性细胞因子,从而损害肝细胞。如肝细胞被肝炎病毒感染后,可引起机体的细胞免疫和体液免疫反应。这些免疫反应既可以杀灭肝炎病毒,也可以攻击被感染的肝细胞,造成肝细胞损伤。一般认为,T细胞介导的细胞免疫反应是引起肝细胞损伤的主要原因。
(五)营养性因素
单纯营养缺乏不能导致肝病的发生,但可促进肝病的发生、发展。如饥饿时,肝糖原、谷胱甘肽等的减少,可降低肝脏解毒功能或增强毒物对肝脏损害。
二、肝功能不全的主要功能和代谢变化
(一)物质代谢障碍
1.糖代谢障碍
肝脏通过糖原的合成与分解、糖酵解与糖异生和糖类的转化来维持血糖浓度的相对稳定。正常血糖含量为80~120mg/dL。一般来说,轻度肝脏损害往往很少会出现糖代谢紊乱。当肝细胞出现广泛性损伤时,由于肝糖原合成障碍、糖异生能力下降及肝糖原储备减少,表现为空腹时血糖降低。当血糖低于60~70mg/dL时,就会出现低血糖症,此时患者感到软弱、疲乏、头晕。当血糖急剧降低至40mg/dL时,可发生低血糖性昏迷。其发生机制为:①肝功能衰竭时,大量肝细胞坏死可导致肝内糖原储备锐减;②肝细胞内质网上的葡萄糖-6-磷酸酶受到破坏后,肝脏内残存的肝糖原难以分解为葡萄糖;③胰岛素在肝功能严重受损时灭活减弱,形成高胰岛素血症(hyperinsulinemia)。但部分肝功能衰竭患者可出现类似糖尿病患者的糖耐量降低,在患者摄入较多葡萄糖时,易导致高血糖(hyperglycemia),这有可能是血浆中来自胰腺α细胞的胰高血糖素比胰岛素更多的缘故。
2.脂类代谢障碍
肝内脂肪酸是在线粒体内进行分解的。通过β-氧化反应,脂肪酸被氧化为乙酰辅酶A,并产生大量能量;肝脏还能合成甘油三酯和脂蛋白,参与磷脂和胆固醇的代谢等。因此,当肝功能受损时,肝内脂肪氧化障碍或脂肪合成增多,而又不能有效地运出,中性脂肪在肝细胞内堆积导致脂肪肝。此外,当肝细胞受损时,血浆胆固醇的酯化作用减弱,血浆胆固醇酯浓度下降。
3.低白蛋白血症
肝脏与蛋白质代谢的关系极为密切,它是人体蛋白质合成和分解的主要器官,也是血浆蛋白质(包括血浆白蛋白、凝血因子以及多种酶类)的重要来源。因此在肝硬化发生时,由于有效肝细胞总数减少和肝细胞代谢的障碍,白蛋白合成可减少一半以上,以致出现低白蛋白血症,是肝性腹水发病的机制之一。此外,肝脏受损时,某些氨基酸在肝内的分解代谢障碍,导致其在血浆中的含量升高,出现血浆氨基酸失衡,如芳香族氨基酸明显升高。
4.维生素代谢障碍
肝脏在维生素的吸收、储存和转化方面均起着重要作用。脂溶性维生素的吸收需要有胆汁酸盐的协助;维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等主要储存在肝脏;肝脏还参与多种维生素代谢过程(如胡萝卜素转化为维生素A,维生素D3在C25位上的羟化等)。因此,肝功能不全时维生素代谢障碍较为常见,尤其是维生素A、维生素K、维生素D的吸收、储存及转化异常,造成体内缺乏,患者分别出现暗适应障碍(夜盲症)、出血倾向及骨质疏松等变化。
(二)激素代谢障碍
肝脏能灭活体内多种激素,如雌激素、醛固酮、抗利尿激素、胰岛素、胰高血糖素等。肝功能障碍时灭活功能减弱,这些激素在体内增多。雌激素增多可引起女性卵巢功能紊乱,月经失调;男性则出现乳房发育、睾丸萎缩和不育,还可使皮肤小血管扩张而出现蜘蛛痣(皮肤小动脉及其分支呈蜘蛛网状扩张)、肝掌(手掌鱼际充血、发红)。醛固酮增多可导致低钾血症和水、钠潴留,这是造成水肿和腹腔积液的原因之一。此外,抗利尿激素增多可使水分排出减少,造成水潴留,除引起水肿外,还使血液稀释而出现低钠血症。胰岛素持续增高,除可使血糖降低外,还使血浆支链氨基酸分解,造成血浆氨基酸平衡失调。
(三)胆汁代谢障碍
胆汁是由肝细胞不断生成和分泌的,肝功能不全时,可发生高胆红素血症和肝内胆汁淤积。
1.高胆红素血症
胆红素是一种脂溶性的有毒物质,对脂溶性物质有很强的亲和力,容易透过细胞膜造成危害,尤其对富含脂类物质的神经组织影响很大,可严重干扰神经系统的功能。肝脏对胆红素具有强大的处理能力,不仅表现在它有很强的摄取和经胆汁排出的能力,还表现在能将胆红素与葡萄糖醛酸或硫酸等结合的能力,从而降低胆红素的脂溶性。肝功能不全时,肝细胞对胆红素的摄取、结合及排泄功能障碍,其中排泄功能障碍更为突出,出现高胆红素血症(hyperbilirubinemia),血中以脂性胆红素增多为主,患者常伴有皮肤、黏膜及内脏器官等黄染的临床表现,称为黄疸(jaundice)。
2.肝内胆汁淤积
肝内胆汁淤积(intrahepatic cholestasis)是指肝细胞对胆汁酸摄取、转运和排泄功能障碍,以致胆汁成分(胆盐和胆红素)在血液中潴留。血清胆盐含量增高,一般伴有黄疸,但也有少数患者不伴有黄疸。由于小肠内胆盐浓度下降,可引起脂肪和脂溶性维生素吸收不良,促进肠源性内毒素的吸收,发生内毒素血症等变化。肝内胆汁淤积的发生可能与以下多个环节功能障碍有关:肝细胞对胆汁酸的摄取;胆汁在肝细胞内的转运;胆小管的通透性;胆小管内微胶粒的形成等。
(四)凝血功能障碍
大部分凝血因子都由肝细胞合成。重要的抗凝物质(如蛋白C、抗凝血酶-3等)也由肝细胞合成,肝细胞还可合成纤溶酶原、抗纤溶酶等,此外,很多激活的凝血因子和纤溶酶原激活物等也由肝细胞清除,这些足可说明肝细胞在凝血与抗凝过程中的重要性。肝功能严重障碍时可诱发DIC。
(五)生物转化功能障碍
人体内常存在一些对机体有一定生物学效应或毒性的物质(包括激素、神经递质等内源性物质和药物、毒物等外源性物质),需要及时清除以保证各种生理活动的正常进行,这些物质在排出体外之前,常要对其进行生物转化,使它们转变为无毒或毒性小的溶解度较高的水溶性物质,以便于从胆汁或尿中排出体外。肝脏是体内生物转化过程的主要场所。肝功能不全时,由于其生物转化功能障碍,可造成上述物质在体内蓄积,从而影响机体的正常生理功能,如对胆红素的转化障碍会出现黄疸,从肠道吸收的氨、胺类、γ-氨基丁酸等毒性代谢产物不能在肝脏进行生物转化而蓄积于体内,可引起中枢神经系统功能障碍,甚至发生肝性脑病。许多药物是在肝脏内代谢的,因此肝病患者血中药物的半衰期会延长,易发生药物中毒。
(六)免疫功能障碍
肝脏具有重要的细胞免疫和体液免疫功能,尤其作为消化系统的第二道防线,可防止肠道内细菌、内毒素等有害物质的入侵从而维持机体的内环境稳定。当肝功能不全时,由于Kupffer细胞功能障碍及补体(complement,C)水平下降,故常常伴有免疫功能低下,易发生肠道细菌移位、内毒素血症及感染等。
(七)低钾血症和低钠血症
肝功能衰竭时,患者常发生低钾血症和低钠血症。低钾血症的发生与醛固酮的作用增强有关,肝功能受损时,醛固酮灭活减弱;同时,因严重肝脏疾病常伴有腹腔积液,导致有效循环血量减少引起醛固酮分泌增加,醛固酮含量增加导致钾随尿排出增多而引起低钾血症。低钾血症以及继发的代谢性碱中毒可诱发肝性脑病。低钠血症则由水潴留引起。在肝功能障碍时,ADH释放增加、灭活减弱,肾脏排水减少,导致稀释性低钠血症。
(八)器官功能障碍
肝功能不全时,除上述肝功能减退外,还常伴有全身各系统症状,其中中枢神经系统的并发症(肝性脑病,详见本章第三节)和泌尿系统的并发症(肝肾综合征,详见本章第四节)最严重。
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