細胞損傷的原因和機制

 引起細胞和組織損傷的原因多種多樣,其作用的強弱和持續的時間決定著損傷的程度,有的引起較輕的可複性損傷,有的則引起嚴重的不可複性損傷,導致細胞、組織的死亡。損傷的原因可歸納為以下各類。

 

1.缺氧:

 氧是細胞維持生命活動和功能的少可缺少的要素。缺氧破壞細胞的有氧呼吸,損害線粒體的氧化磷酸過程,使ATP的產生減少甚至停止,從而引起一系列的改變。缺氧可為全身性亦可為局部性,前者乃因空氣稀薄(如高山缺氧)或呼吸功能障礙(如呼吸道和肺疾患),或某些化學毒物損害了血紅蛋白的載氧能力(如CO中毒),或滅活呼吸鏈的酶系(如氰化物)所致。局部缺氧的原因則往往是缺血,常由局部迴圈障礙引起。

 

2.物理因數:

 包括機械性、高溫、低溫、電流、射線等刺激因數。機械性損傷能使細胞、組織破裂;高溫可使細胞內蛋白質(包括酶)變性,低溫可使血管收縮、受損、引起組織缺血、細胞損害;電流通過組織時引起高溫,同時也可直接刺激組織、特別是神經組織,引起功能障礙;電離射線能直接或間接造成生物大分子損傷,引起細胞損傷和功能障礙。

 


 

3.化學因數:

 許多物質能與細胞或組織發生化學反應,從而引起細胞的功能障礙或破壞,這些物質稱為毒物。其毒性作用的前提條件是毒物的可吸收性(經皮、經口或經呼吸道),其損害作用則決定於其濃度和作用持續時間。毒物的作用點或為其接觸部位(如皮膚),或為其富集部位(如肺的油脂肺炎),或為其代謝部位(如肝),或為其排泄部位(如腎)。毒物進入機體的方式是,或借助于載體分子經主動運輸過程進入細胞,或被動地被機體吸收。這一過程與毒物的親水性高低呈正相關關係,而與其分子大小則呈負相關關係。進入機體後,親水性毒物主要通過與細胞的受體相結合而損害細胞,而親脂性毒物則主要富集於脂肪組織。

 

 毒物的作用機制多種多樣,其中最常見的是通過影響酶系統發揮其毒性作用,主要是以各種方式抑制酶的活性。此外,有些毒物則能改變血紅蛋白,阻抑其運輸氧的能力。還有許多毒物以及藥物則抑制神經體液性刺激傳導過程,或破壞遺傳物質,或破壞蛋白合成,或影響免疫機構,引起過敏反應。還有許多毒物則能在其接觸部位(皮膚、粘膜、肺)直接造成組織損傷。有些毒物則在機體內經過代謝才成為細胞毒,例如CCl4在肝細胞光面內質網的酶作用後才轉化為具有強毒力的自由基CCl3·及Cl·,能破壞細胞的膜性結構。

 

4.生物因數:

 可引起細胞損傷的生物因數有多種細菌(如白喉桿菌外毒素能抑制細胞的氧化過程和蛋白合成,鏈球菌溶血素能破壞細胞膜,結核桿菌通過引起變態反應造成組織損傷等),病毒(寄生在細胞內,干擾細胞的代謝過程,或產生毒性蛋白質、或通過變態反應,引起細胞和組織損傷),真菌(如放線菌、白色念珠菌、黃麴黴菌等均可以其毒素損傷組織),原蟲(如瘧原蟲,溶組織阿米巴等),寄生蟲(如日本血吸蟲及其蟲卵、絲蟲等均可以其毒性代謝產物或分泌物引起組織損傷或通過引起反態反應造成組織損傷)。

 

5.免疫反應:

 免疫反應是機體的防禦功能,本身具有保護機體免患疾病的積極意義和作用。但在一定條件下,反應的結果又往往造成機體和組織的損傷,其中包括針對異體蛋白質及其他抗原而發生的變態反應如風濕熱及彌漫性腎小球腎炎,以及針對自身組織發生的自身免疫反應如紅斑狼瘡、類風濕性關節炎等,均能造成組織損傷。

 

 綜上觀之,可引起細胞、組織損傷的原因雖然十分廣泛,但其基本作用機制和基本原理無非是影響與細胞基本生命活動和功能有關的細胞內的功能中心及有關細胞器:

  線粒體的氧化系統,

  決定合成過程的中心如內質網、核蛋白體、mRNA、核仁,

  細胞的膜系統及其細胞器,

  細胞核(DNA)及

  與某些細胞的特異性功能有關的成分如肌原纖維等。

 

 

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