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内环境稳态与疾病的概述

2020-08-25文丨曹栖源四川大学华西临床医学院

保健文汇 2020年6期
关键词:渗透压稳态创面

文丨曹栖源(四川大学华西临床医学院)

导读

内环境稳态是指内环境的理化性质,如温度、酸碱度、渗透压和各种液体成分的相对恒定状态。稳态具有十分重要的生理意义,研究认为,维持稳态是保证机体正常生命活动的必要条件,当内环境稳态遭到严重破坏时必将导致疾患。相关研究表明疾病的发生伴随着机体内环境失衡,并且在疾病发展、治疗、预后的过程中内环境仍在不断变化,同时疾病的发生通常伴随内环境多种因素的一起失衡。本文分析了从狭义上内环境稳态因素的改变、广义上分子与基因水平的表达、疾病与相应外界的内在关系。因此,研究内环境各因素的变化与致病的关系、找出与致病相关的直接因素对临床有重要的指导意义。

引言

内环境稳态的概念最早由19 世纪生理学家Claude bemard 提出,内环境稳态是指内环境的理化性质的相对恒定状态,内环境保持相对稳定是生物体自由生存的条件。尽管机体所处的外环境可有很大的变化,但细胞外液的理化性质变动却非常小。实际上内环境的稳态并不是静止不变的固定状态,而是各种理化因素在各种生理活动的调节下达到动态平衡的一种相对恒定状态,具有十分重要的生理意义,至今认为,维持稳态时保证机体正常生命活动的必要条件。目前稳态也不再局限于理化性质的相对稳定,稳态的定义向上可达生态系统,向下可达基因的表达。目前国内外专家学者都在对内环境稳态进行了相关研究,本文分析了国内外相关文献对内环境稳态与疾病内在关系的研究。

PH 在临床监测上的分析

组织液的酸碱度对细胞的生长发育有着重要的意义,因此,临床上通常通过监测局部的酸碱度来判断病程,给患者适当治疗。研究表明,PH 值对移植器官缺血再灌注(Reperfusion-injury.RI) 损伤机制发生有重要影响。而术后移植器官的再灌注损伤是导致器官移植失败的主要原因之一。比如缺血缺氧所引起的代谢性酸中毒是细胞功能及代谢紊乱的重要原因,但在再灌注时迅速纠正缺血组织的酸中毒,相反会加重缺血再灌注损伤,这种现象称为pH 值反常(PH paradox)。同时,酸碱度与黄嘌呤氧化酶的形成,中性粒细胞呼吸爆发,线粒体的损伤密切相关。而这些因素在器官移植的缺血-再灌注损伤中起着关键作用,通过调整PH 值来预防或减轻再灌注损伤,为临床器管移植提供一定的指导。

近年来,安瑛等人研究了24 h 食管多通道腔内阻抗-pH 监测在胃食管反流性疾病中的应用,选取53 名患者,根据内镜特征表现将患者分为糜烂性食管炎组25 例、非糜烂性反流病组28 例、纳入同期健康志愿者15 名为正常对照组。最终发现24h 的MII-pH 监测能发现更多反流事件,24h 的MII-pH 监测增加了GERD 的检出率,该结论具有重要的临床应用参考价值。

同时PH 的监测对创面的愈合也有重要意义。20 世纪70 年代就有学者提出创面微环境的pH 值是影响创面愈合的一个因素。创面微环境的pH 值,即创面局部渗液的酸碱度。Schneider 等详细分析了pH 与创面之间的关系,以及PH 在伤口的愈合过程中的重要性。Kaufman 和Berger也强调了伤口愈合与局部pH 值之间的联系,并明确提出了可以通过改变伤口的PH来影响伤口的愈合。在创面愈合过程中,PH 一般由偏碱性向偏酸性转变,而慢性伤口的偏碱环境(7.15-8.9)可能与其难愈性相关。Hoffman 等的进一步研究表明,在碱性条件下,伤口的愈合进程会降低。这都表明创面的愈合与其PH 密切相关。

渗透压的改变对疾病的影响

渗透压是指溶液中电解质以及非电解质类溶质微粒通过半透膜对水的吸引力。其高低由溶液溶质微粒综述决定,对溶液中溶质种类和微粒大小无关。在干眼症的发病机制中最重要的指标是泪液粘蛋白的改变和泪液渗透压升高。稳定健康的泪膜可以维持眼表上皮的正常结构与功能。正常的泪膜由水液层、脂质层、粘蛋白组成,其中位于最内层的粘蛋白层是最重要的组成成分。粘蛋白是目前发现的糖基化最高的糖蛋白,对维持泪膜稳定性起重要作用。泪液中,粘蛋白的含量和糖基化的改变均可使泪膜稳定性下降,引起泪液蒸发量增加和泪液渗透压增高,继而引发上皮细胞渗透压的改变和炎症反应,破坏正常的眼表环境。

通过心脏病患者围手术期血浆胶体渗透压的监测可以预示多种并发症,在临床上具有重要意义。Kuniyoshi 对小儿体外循环后小儿肺水肿的研究认为,在小儿体外循环后期,适当输入胶体和碳酸酐酶抑制剂可以有效的减少术后水肿的发生。同时Zabala 通过对90 例患者分析认为,血浆胶体渗透压与患者血液中乳酸的含量有一定的关系,即患者血浆胶体渗透压增改,患者血液中乳酸的含量就越低。因此,在心脏病患者的体外循环中,监测血浆交替渗透压的值可以预防如酸血症的发生。

分子水平上的稳态分析

随着医疗技术的发展,人们对稳态的研究不再仅仅局限于细胞层面,分子与基因层面上的稳态已成为目前多种疾病研究的热点。人们早已认为肿瘤是多基因突变的结果,并且突变基因是免疫系统的一场对抗。分子水平上的稳态失衡,如细胞的代谢紊乱是许多疾病的发病基础。例如,糖尿病心肌病的发病机制与糖脂代谢紊乱、胰岛素分泌异常息息相关。近年来,对SET基因在生理及病理功能方面的研究取得了很大的进展,其表达失调尤其是过度表达在多种疾病的发展中起着关键作用,包括阿尔茨海默症、多囊卵巢综合征有以及各系统恶行肿瘤等。SET调控着细胞迁移、细胞周期、细胞凋亡等,其异常可以导致细胞癌变或死亡。目前已有SET抑制剂处于研究和评估的阶段,这些研究成果对肿瘤的诊治都有指导作用。

不仅如此,机体自身基因的改变也可导致许多自身性免疫疾病。如GD 病是一种常见的器官特异性器官特异性自身免疫性疾病,其发病与HLA 基因的改变有着密切的联系。HL 基因是人类基因组多态性最密集的部分,对先天性免疫和获得性免疫有着重要的意义。目前研究认为,GD 病的发生可能与HLA-Ⅰ类分子引起的抗原性改变和HLA-Ⅱ类分子的抗原呈递作用的改变有着密不可分的关系。

结论

机体的稳态可以细分酸碱度、渗透压、温度、分子与基因表达等多个方面,但是其对机体的作用并不独立。即其中任何一个因素的改变都有可能影响其他因素。这也是现阶段临床研究的重点与难点,当机体内环境稳态被破坏而致病时,找出诸多因素中的主要因素并实施合理的干预是现在基础与临床研究的热点。糖尿病心肌病的根本原因是分子水平上的代谢紊乱,但分子水平上的紊乱将更直观的体现在体温、血浆渗透压等理化性质的变化上。器官移植的再灌注损伤的根本原因依然是供体与受体的HLA 基因无法完全匹配,其基因编码的产物间对抗的宏观体现,肿瘤的发病也是如此。

总之,稳态不仅仅是多种单一因素组成的动态平衡,更是平衡的网络,网络上的任何一个节点都可能成为疾病发病的中心,波及到其他任何一个或多个节点,这样的网络性为临床的诊断提供了更多的方向,也造成了更多诊断、治疗、预后的评估困难。找出主要矛盾,并予以兼顾次要矛盾的解决方案是内环境稳态变化与发病长期的难点。随着现代医学的不断进步,将会有更多兼顾内环境稳态与发病机制的多因素的研究,这对临床治疗具有重要意义。

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