第九节 重要器官的功能不全
一、心力衰竭
（一）心力衰竭的概念、病因
心力衰竭（heart failure）又称泵衰竭，是指心脏的收缩和(或)舒张功能发生障碍，使心输出量绝对或相对减少，不能满足机体代谢需要的病理过程。
心力衰竭主要因心脏本身的舒缩功能障碍或心脏负荷过度而引起。
1.原发性心肌舒缩功能障碍
心肌舒缩功能障碍是引起心力衰竭的最主要原因，常见于：
(1)心肌病变 如病变严重、范围广泛的心肌炎、心肌病和心肌纤维化等。
(2)心肌能量代谢障碍 如冠状动脉粥样硬化、严重贫血、严重的维生素B1缺乏。
2.心脏负荷过重
心脏负荷包括压力负荷和容量负荷两种。
⑴压力负荷过重 压力负荷指心室射血所要克服的阻力，即心脏收缩时所承受的前方阻力负荷。左室压力负荷过度主要见于高血压、主动脉缩窄、主动脉瓣狭窄等；右室压力负荷过度主要见于肺动脉高压、肺动脉瓣狭窄等。
⑵容量负荷过重 容量负荷指心脏收缩前所承受的负荷，相当于心室舒张末期容量。左室容量负荷过度主要见于二尖瓣或主动脉瓣关闭不全；右室容量负荷过度主要见于室间隔缺损、三尖瓣或肺动脉瓣关闭不全。
(一)心力衰竭的诱因
一些使心肌耗氧量增加和(或)供氧(供血)减少的因素是引发心力衰竭的诱因。其中感染是心力衰竭最常见的诱因，尤其是呼吸道感染。另外水、电解质和酸碱平衡紊乱、心律失常、妊娠、劳累等也可诱发心力衰竭。
心力衰竭的分类
按心力衰竭发生的部位分为：
1．左心衰竭
左心衰竭发生率较高，常见于高血压性心脏病、冠心病、风湿性心脏病、心肌病及主动脉(瓣)狭窄等。左心衰的主要临床表现为肺淤血、肺水肿、呼吸困难，以及心输出量减少而引起的重要脏器供血不足。
2．右心衰竭
常见于各种原因引起的肺动脉高压、三尖瓣或肺动脉瓣病变及某些先天性心脏病(如法乐四联征)，也可继发于左心衰竭。衰竭的右心室不能将体循环回流的血液充分排至肺循环，故导致体循环淤血、静脉压升高而产生下肢甚至全身性水肿。
3．全心衰竭
左、右心同时或先后发生衰竭，称为全心衰竭。见于病变一开始就同时侵犯左、右心室，如心肌炎、心肌病、严重贫血等；或持久的左心衰竭使右心负荷长期加重而并发右心衰竭，最终导致全心衰竭。
此外，心力衰竭还可以按照发生速度分为急性心力衰竭和慢性心力衰竭；按心输出量高低分为低输出量性心力衰竭和高输出量性心力衰竭。
（二）心力衰竭的发生机制
1.心肌收缩性减弱
⑴收缩相关蛋白的破坏
① 心肌细胞坏死 如严重的缺血缺氧、感染、中毒，心肌细胞坏死，心脏收缩能力下降。
② 心肌细胞凋亡缺血、缺氧、钙稳态失衡均可诱发心肌细胞凋亡。
⑵心肌能量代谢障碍：
①能量生成障碍：心肌有氧代谢障碍使ATP生成不足影响心肌收缩性，见于严重贫血、缺血性心肌病引起的心肌缺氧及维生素B1缺乏造成能量代谢障碍等。
②能量利用障碍：ATP经肌球蛋白头部ATP酶水解，为心肌细胞收缩提供能量。过度肥大的心肌，肌球蛋白头部的ATP酶活力降低，不能正常水解ATP，使心肌收缩力减弱。
⑶心肌兴奋-收缩偶联障碍
① 肌浆网对Ca2+的摄取、储存和释放障碍 当心肌缺血、缺氧时，ATP供应不足，肌浆网对Ca2+的摄取、储存不足。肌浆网上的Ca2+释放通道Ry受体蛋白及mRNA减少，肌浆网释放Ca2+量下降。酸中毒时，Ca2+与肌浆网中钙储存蛋白结合紧密不易释放，使肌浆网释放Ca2+减少。
② 细胞外Ca2+内流受阻：细胞外的钙内流通过钙通道和Na+-Ca2+交换两种途径。
钙通道包括膜电压依赖钙通道和受体操纵性钙通道，膜电压依赖性钙通道受膜电位的调节而开启：当心肌细胞膜除极化时，通道开放，细胞外的Ca2+顺浓度差进入细胞内；当细胞膜复极化时，通道关闭，细胞外Ca2+内流停止。心衰时伴有酸中毒，使跨膜电位降低，除极变慢，以致电压依赖性钙通道难以开放。
受体操纵性钙通道受去甲肾上腺素和心肌细胞膜β受体调控：当去甲肾上腺素和β受体结合时，激活腺苷酸环化酶，cAMP生成增加，激活细胞膜上的受体依赖性钙通道，使通道开放，Ca2进入细胞内；当多种因素使去甲肾上腺素减少、细胞膜上β受体密度和腺苷酸环化酶活性降低时，Ca2内流受阻。
Na+-Ca2+交换体是一种酶蛋白，当细胞内电位为正时，Na+向细胞外、Ca2+向细胞内转运；细胞内电位为负时，Ca2+向细胞内转运减少。
③肌钙蛋白和Ca2+结合障碍：当心肌缺血、缺氧时，细胞内发生酸中毒、H+浓度升高，由于H+和肌钙蛋白的亲和力高于，故H+可竞争性地抑制Ca2+与肌钙蛋白结合，从而影响兴奋收缩偶联。
2.心室舒张功能减弱
心脏通过舒张功能实现心室血液充盈，以保证足够的心输出量。约30%的心力衰竭是由心脏舒张功能异常所致。
⑴钙离子复位延缓
心肌产生舒张的首要因素时细胞内的Ca2+迅速降至舒张域值（10-7/mol/L）以下，如此钙方能域肌钙蛋白分离，使肌钙蛋白恢复原来的构型。当心肌缺血、缺氧时，ATP供应不足和肌浆网钙泵活性降低，肌浆网摄取Ca2+减少，Ca2+不能迅速降至与肌钙蛋白脱离的水平，导致心脏舒张异常。
⑵肌球-肌动蛋白复合体解离障碍
肌球-肌动蛋白复合体解离是需ATP提供能量的主动过程，当心肌缺血、缺氧导致ATP缺乏时，肌球-肌动蛋白复合体不能分离，发生心室舒张异常。
⑶心脏舒张势能减少
心室收缩末期可产生使心室复位的舒张势能，心室收缩力越强，舒张势能越大。因此，心室收缩性减弱可导致心脏舒张势能减少。此外，舒张期冠状动脉充盈不足也影响心脏的舒张过程。
⑷心室顺应性降低
心室顺应性是指在心室单位压力变化下所引起的容积改变。心肌肥大、心肌炎、心肌纤维化时，心室壁僵硬度增加，使心室顺应性下降，影响心室生物舒张和充盈。
3.心室各部舒缩活动不协调
心房和心室有规律的、协调的舒缩活动是保证心输出量正常的重要前提。如心房和心室各部位或左、右心室的舒张和收缩活动在时间和空间上不协调、不同步，可严重影响心输出量，导致心力衰竭，见于心肌梗死、心肌炎等病变诱发的各类心率失常（图10-28）。
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（三）心功能不全时机体的代偿
心功能不全时机体的代偿措施包括动员心脏本身的储备功能和心脏以外的代偿活动。心内代偿方式包括心率加快、心脏紧张源性扩张和心肌肥大；心外代偿方式主要有血容量增加、血液重新分配、红细胞增多和组织利用氧能力增强。其代偿意义是：①在一定限度内增加心输出量；②保证重要生命器官的血液供应；③提高细胞摄氧和利用氧的能力。
1．心脏本身的代偿反应
（1）心率加快 心力衰竭时，心输出量减少，导致动脉血压下降，主动脉弓和颈动脉窦压力感受器的传入冲动减少,反射性引起心率增加。右心房和腔静脉淤血使心房舒张末期容积增大，刺激容量感受器增加心率。另外，机体缺氧可反射性刺激主动脉体和颈动脉体化学感受器，通过交感神经兴奋使心率加快。
心率增加是一种快速代偿反应，一定程度的心率加快可使每分心输出量增加。但心率加快也增加心肌耗氧量，特别是成人心率>180次／分时，由于心脏舒张期明显缩短，不但影响冠脉灌流使心肌缺血、缺氧加重，而且可引起心室舒张期充盈不足，心输出量反而降低，加重心力衰竭。
（2）心脏紧张源性扩张 根据Frank-Staffing定律，在一定范围内，心肌收缩力和心输出量随心脏前负荷的增加而增加。当肌节长度在1.7-2.2μm时，随着肌节长度的增加，收缩力逐渐加大，心输出量也增大。在此范围内，静脉回心血量增加，心室舒张末期压力增大，心室前负荷、容量加大并伴有收缩力增强的扩张，称为心脏紧张源性扩张，具有代偿作用。但是，当前负荷过大，舒张末期容积或压力过高，则心肌初长度过长(肌节大于2.2μm)，收缩力明显下降，导致心输出量降低而转为失代偿。
（3）心室重塑即心肌肥大
心室重塑及心肌肥大是慢性心力衰竭的代偿机制。心室重塑或重构是心力衰竭时为适应心脏负荷增加，心肌及心肌间质在细胞结构、功能、数量、遗传表型方面出现的适应性、增生性变化。心肌肥大是心脏超负荷所致的心肌细胞水平上的心室重塑的主要表现，包括向心性肥大和离心性肥大两种类型
①向心性肥大 心脏在长期过度的压力负荷作用下，收缩期室壁张力持续增加，导致心肌纤维并联性增生，心肌纤维增粗，心室壁增厚，心腔无明显扩大。
②离心性肥大 心脏在长期过度的容量负荷作用下，舒张期室壁张力持续增加，导致心肌纤维串联性增生，心肌纤维长度增加，心腔明显扩大，而室壁厚度增加较轻。
心肌肥大较为缓慢但作用持久，整个心脏的收缩力增加使心脏在较长一段时间内能维持机体代谢的需求而不至发生心力衰竭。心肌肥大引起心室壁增厚，可通过降低心室壁张力而减少心肌的耗氧量，有助于减轻心肌负担。但是，过度肥大的心肌可因不同程度的缺血、缺氧、能量代谢障碍、心肌舒缩性减弱等使心功能由代偿转为失代偿，最终发展为心力衰竭。
2．心脏以外的代偿
（1）血容量增加 慢性心功能不全时，心输出量减少时，肾血流减少，肾小球率过滤下降，肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活，加之抗利尿激素作用，肾小管对钠、水的重吸收增加，使血容量增加，进而使静脉回流及心输出量增加，具有一定的代偿意义。
（2）血流重新分布 心功能不全时，交感-肾上腺髓质系统兴奋使全身血流重新分布，皮肤、骨骼肌、腹腔内脏器官的血流量减少而心、脑血流量增加。这样，既能防止血压下降，又能保证重要器官血流量。但若周围器官长期供血不足，则可导致该脏器功能障碍。另外，外周血管长期收缩，也会导致心脏后负荷增大而使心输出量减少。
（3）红细胞增多 心功能不全时，体循环淤血和血流速度减慢可引起循环性缺氧，肺淤血和肺水肿又可引起乏氧性缺氧。缺氧刺激肾分泌促红细胞生成素促进骨髓造血功能，使红细胞和血红蛋白增多，以提高血液携氧能力，改善机体缺氧。但红细胞过多又可使血液粘滞度增大，加重心脏后负荷。
（4）组织利用氧的能力增加 心功能不全时，组织利用氧的能力也增强，表现为组织细胞线粒体数目增多，线粒体中呼吸链酶的活性增强。
（三）心力衰竭的临床表现和病理生理基础
心力衰竭时，心脏泵血功能下降，心输出量减少，静脉回流障碍引起一系列临床表现，可归纳为低排出量综合征和静脉淤血综合征。
1．低排出量综合征
心力衰竭最根本的血流动力学变化是心输出量绝对和相对减少，表现为心力贮备降低，心输出量减少，表现出一系列外周血灌流不足的症状与体征。
（1）皮肤苍白或紫绀
因交感神经兴奋使皮肤血管收缩、心输出量减少使皮肤血流减少，导致皮肤苍白，严重时静脉回流障碍、血液中还原血红蛋白量超过5%时则出现紫绀。
（2）失眠、嗜睡、疲乏
脑血流减少，病人出现头痛、失眠等症状，严重时发生嗜睡，甚至昏迷。此外，心力衰竭时肌肉血流供应减少，能量代谢水平降低，肌肉活动所需的能量不足，患者出现疲乏感。
⑶尿量减少
心力衰竭时因心输出量下降及交感神经兴奋，肾动脉收缩，肾灌流减少，肾小球率过滤下降。同时因为醛固酮和抗利尿作用，肾小管重吸收钠水功能增强，导致尿量减少。
⑷心源性休克
急性严重心力衰竭时，由于心输出量急剧减少，机体来不及代偿，可出现动脉血压下降，组织灌流量减少，可陷入心源性休克。
2.静脉淤血综合征
⑴肺循环淤血
肺循环淤血由左心衰所致，主要表现为呼吸困难和肺水肿
呼吸困难：轻度心力衰竭患者，仅在体力活动时出现呼吸困难，休息后消失，称为劳力性呼吸困难，为左心衰竭的最早表现。重症心力衰竭的病人，在安静情况下也感到呼吸困难，平卧位时尤为明显，需被迫采取端坐位或半卧位以减轻呼吸困难的程度，称为端坐呼吸。其机制是：①端坐位时下肢血液回流减少，肺淤血减轻；②膈肌下移，胸腔容积增大，肺活量增加，通气改善；③端坐位可减少下肢水肿液的吸收，使血容量降低，减轻肺淤血。心力衰竭患者夜间入睡后因突感气闷而被惊醒，在坐起咳嗽和喘气后逐渐缓解，称为夜间阵发性呼吸困难，为左心衰竭的典型表现。其发生机制是：①平卧位时下半身静脉回流增多，水肿液吸收入血循环也增多，加重肺淤血；②入睡后迷走神经兴奋性升高，使支气管收缩，气道阻力增大；③入睡后神经反射敏感性降低，只有当肺淤血程度较为严重、动脉血氧分压降低到一定程度时，才能刺激呼吸中枢，使患者感到呼吸困难而惊醒。
肺水肿：左心衰竭可引起肺淤血和肺静脉压及肺毛细血管压升高，严重者出现肺水肿及呼吸困难；患者咳粉红色泡沫痰、双肺可闻湿啰音。发病机制是：肺淤血使肺毛细血管内压升高和／或肺毛细血管壁通透性增加，导致液体渗出到肺泡和／或肺间质，发生肺水肿。见于大面积急性左心室心肌梗死和严重心律紊乱患者等。
⑵体循环淤血 由右心衰竭和全心衰竭所致。主要表现如下。
①静脉淤血、静脉压升高：由于静脉回流障碍和血容量过多，体循环静脉系统有大量血液淤积。临床表现为颈静脉怒张、臂-肺和臂-舌循环时间延长、肝颈静脉反流征阳性等。
②全身水肿：钠水潴留和毛细血管内压升高导致全身水肿，也称为心性水肿。临床主要表现为皮下水肿，以下肢和踝部等身体下垂部位水肿较明显，也可发生胸水或腹水。
③肝肿大压痛、肝功异常：因静脉回流障碍使肝静脉压升高，引起肝淤血、水肿、肝脏肿大。肝脏肿大使肝包膜紧张而发生肝区疼痛。长时间肝淤血水肿，会出现淤血性肝硬化和肝功能异常。约有95%的右心衰竭患者伴有肝肿大。
二、呼吸衰竭
呼吸衰竭是指由于外呼吸功能的严重障碍，以致动脉血氧分压低于60mmHg，伴有或不伴有二氧化碳分压高于50mmHg的病理过程。
根据PaC02是否升高，可将呼吸衰竭分为低氧血症型(Ⅰ型)和低氧血症伴高碳酸血症型(Ⅱ型)。根据发病机制的不同，可分为通气性和换气性呼吸衰竭。根据原发病变部位不同可分为中枢性和外周性呼吸衰竭。
（一）原因和发病机制
外呼吸包括通气和换气两个基本环节。肺通气是肺泡气与外界气体交换的过程；肺换气是肺泡气与血液之间的气体交换过程。各种病因通过肺通气功能障碍、弥散障碍、肺泡通气与血流比例失调等机制，导致呼吸功能不全，最终发生衰竭。
1．肺通气功能障碍
（1）限制性通气不足 是指吸气时肺泡扩张受限制，引起肺泡通气不足。
①呼吸肌活动障碍 过量镇静药、麻醉药引起的呼吸中枢抑制；中枢或周围神经器质性病变如脑血管意外、脊髓灰质炎等；呼吸肌本身的病变如营养不良所致呼吸肌萎缩、重症肌无力；低钾血症所致呼吸肌无力等，均可导致呼吸肌收缩功能障碍，引起限制性通气不足。
②胸廓和肺的顺应性降低 顺应性是弹性阻力的倒数。胸廓的弹性阻力主要由胸壁的肌肉组织形成，肺的弹性阻力来自肺的弹力纤维和肺泡的表面张力。胸廓顺应性可因胸廓畸形、胸膜增厚而降低，肺的顺应性则因肺纤维化、肺泡表面活性物质减少、肺不张等原因而降低，致使肺泡扩张受限，通气量减少。
（2）阻塞性通气不足 是由于呼吸道阻塞或狭窄，使气道阻力增加引起通气不足。
影响气道阻力的因素有气道内径、长度和形态、气流速度和形式等，其中最重要的是气道内径。管腔被异物、渗出物阻塞，管壁肿胀或痉挛，均可使气道内径变小而增加气流阻力，从而引起阻塞性通气不足。气道阻塞可分为中央性阻塞和外周性阻塞两种。
①中央性气道阻塞：指声门至气管分叉处的气道阻塞。由于阻塞部位不同导致吸气和呼气时的症状特征不同。若阻塞部位在胸外，如声带麻痹或喉头痉挛、水肿、炎症等，由于吸气时气流经病灶引起压力降低，使气道内压显著低于大气压，气道狭窄加重；而呼气时因气道内压大于大气压，使阻塞减轻，故表现为吸气性呼吸困难。若阻塞部位在胸内，由于吸气时胸内压降低使气道内压大于胸内压，使阻塞减轻；呼气时胸内压升高压迫气道，使气道狭窄加重，则患者表现为呼气性呼吸困难。
②外周性气道阻塞：指内径小于2 mm的小支气管、细支气管阻塞，故又称小气道阻塞。外周性气道阻塞的常见原因有支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺疾病等造成小气道炎性充血、水肿、分泌物增加、支气管平滑肌痉挛使管壁狭窄或增厚。
无论限制性或阻塞性通气不足均导致总肺泡通气量不足，流经肺毛细血管的血液经过这些肺泡时不能充分得到氧气及排出二氧化碳，使肺泡气PaO2降低和PaCO2升高，导致高碳酸血症型呼吸衰竭。
2．气体弥散障碍
弥散是指氧和二氧化碳通过肺泡—毛细血管膜(简称肺泡膜)的过程。气体弥散的速度取决于肺泡膜两侧的气体分压差、肺泡膜的面积与厚度以及气体的弥散能力，弥散能力又与气体的分子量和溶解度相关。此外，气体弥散量还取决于血液与肺泡接触的时间。弥散障碍是指由于肺泡膜面积减少或肺泡膜异常增厚和弥散时间缩短所引起的气体交换障碍。
（１）肺泡膜面积减少：正常成人肺泡膜总面积约为80m2。静息时肺泡膜弥散面积约为35～40m2。由于储备量大，只有当肺泡膜面积减少一半以上时才可能发生换气障碍。肺泡膜面积减少见于肺叶切除、肺不张、肺气肿或肺实变等。
（２）肺泡膜厚度增加：肺泡膜厚度仅0.2～0.6μm，由毛细血管内皮细胞、基底膜、毛细血管与肺泡上皮间的胶原和弹力纤维交织成的网状间隙、肺泡上皮及其表面的液体层和表面活性物质层等组成。当肺泡膜增厚时，引起气体弥散的距离增宽，使弥散速度减慢、气体弥散量减少，发生弥散障碍。肺泡膜厚度增加见于肺水肿、肺纤维化、肺内透明膜形成等。
肺泡膜面积减少和肺泡膜厚度增加在静息情况下一般不会发生血气异常。只有在体力负荷增加时，心输出量加快、肺血流加快、血液与肺泡接触时间过短，才可能发生血气异常。
弥散障碍的血气变化特点是PaO2降低，PaCO2不增高，属于低氧血症型呼吸衰竭。其原因是CO2的弥散速度比氧大20倍，即使有一定的弥散膜病变，血液中的CO2仍能很快地弥散入肺泡。
3．肺泡通气与血流比例失调
有效地进行换气不仅要求正常的通气量和肺血流量，而且二者应保持一定的比例。正常成人在静息状态下，每分钟肺泡通气量（V）约为4L，每分钟肺血流量（Q）约为5L，V/Q等于0.8。如果发生严重的肺泡通气和血流比例失调（ventilation-perfusion imbalance），V/Q大于0.8或小于0.8，即肺泡通气多于血流，或肺泡血流多于通气，均会导致肺换气功能障碍，引起呼吸衰竭（图10-29）。
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①部分肺泡通气不足：当某些病变部位的肺泡通气明显减少、而血流并不相应减少时，V/Q显著降低，导致流经该处的静脉血未经充分氧合便掺入动脉血内。这种情况类似动-静脉短路，故称为静脉血掺杂（venous admixture），又称功能性分流(functional shunt)。正常成人一般因肺内通气分布不均匀形成的功能性分流约占肺血流量的3%，但在某些严重病变时，功能性分流可达肺血流量的30%～50%，从而严重影响换气功能而导致呼吸衰竭。见于肺实变、肺不张、肺纤维化、慢性阻塞性肺疾病等。
②部分肺泡血流不足：当某些病变部位的肺泡血流量明显减少、而通气并不相应减少时，V/Q显著增高，即肺泡血流少而通气多，肺泡通气不能充分被利用、失去换气功能或不能充分换气，这种情况称为死腔样通气（dead space like ventilation）。正常人的生理死腔约占潮气量的30%，疾病时功能性死腔可显著增多，死腔可占潮气量的60%～70%。许多通气得不到与血液进行血气交换的机会，从而导致呼吸衰竭。见于DIC、肺气肿、肺毛细血管床减少、肺动脉分支栓塞等。
③解剖分流增加：正常机体有极少量的解剖分流（anatomic shunt），即肺内的支气管静脉和极少的肺内动-静脉吻合支直接流入肺静脉、心内最小静脉直接流入左心室，这部分解剖分流仅占心输出量的2～3%，不影响机体的正常功能。当病理情况下，如先天性肺动静脉瘘、肺内动-静脉短路开放、支气管扩张症时伴有支气管血管扩张、肺内动-静脉短路开放等，解剖分流增加，未经氧合的静脉血直接掺入到动脉血中，称为真性静脉血掺杂，也称真性分流（true shunt）。解剖分流增加可使PaO2降低、PaCO2升高，导致呼吸衰竭。
在呼吸衰竭的临床病例中，单纯通气不足、弥散障碍、肺泡通气／血流比例失调的发病机制较少见，多是几种机制同时或相继起作用。如慢性阻塞性肺疾病发生呼吸衰竭就有多种机制参与：①限制性通气不足：呼吸肌疲劳引起呼吸动力减弱、肺和胸膜慢性炎症导致纤维化使肺和胸廓顺应性降低；②阻塞性通气不足：支气管管腔内分泌物阻塞、管壁充血水肿及纤维性增厚使管腔狭窄；③弥散障碍：肺泡膜炎症、纤维化使肺泡膜损伤，可使肺泡膜增厚和弥散膜面积减少；④部分肺泡通气不足：部分病变肺泡通气减少甚至丧失，造成功能性分流；⑤部分肺泡血流不足：病变毛细血管床破坏后，由于血管重建使部分肺泡肺血流减少造成死腔样通气；⑥解剖分流增加：动-静脉吻合支开放引起真性分流。
（二）主要代谢功能变化
1．酸碱平衡及电解质紊乱
（1）呼吸性酸中毒 主要见于通气障碍所致的呼吸衰竭，因大量二氧化碳潴留可引起呼吸性酸中毒。此时血液中电解质主要变化为：①血清钾浓度增高 急性呼吸性酸中毒时，细胞内K+外移而引起血钾浓度升高；慢性呼吸性酸中毒时，由于肾小管泌H+增多而排K+减少，也可导致血清钾升高；②血清氯浓度降低 当血液中二氧化碳潴留时，在碳酸酐酶作用下，红细胞中HC03-生成增多，HC03-与细胞外Cl-交换使C1-进入细胞；以及酸中毒时肾小管上皮细胞产生NH3增多及NaHC03重吸收增多，使尿中NH4Cl排出增加，均使血清氯浓度降低。
（2）代谢性酸中毒 各种类型的呼吸衰竭都有低氧血症，严重缺氧时，组织无氧酵解增强，乳酸等酸性产物增多，可引起代谢性酸中毒。
2．呼吸系统变化
Pa02降低刺激颈动脉体与主动脉体化学感受器，反射性增强呼吸运动，当Pa02低于60mmHg时作用更明显。严重缺氧对呼吸中枢有直接抑制作用，当Pa02低于30mmHg时，此作用可大于反射性兴奋作用而使呼吸抑制。PaC02升高主要作用于中枢化学感受器，使呼吸中枢兴奋，引起呼吸加深加快。当PaC02超过80mmHg时，反而抑制呼吸中枢，产生二氧化碳麻醉。
3．循环系统变化
轻度的Pa02降低和PaC02升高可兴奋心血管中枢，使心率加快、心肌收缩力增强，心输出量增加。但严重的缺氧和二氧化碳潴留可直接抑制心血管中枢，直接抑制心脏活动，导致心肌收缩力降低、血压下降。
呼吸衰竭常伴有肺动脉高压，从而引起右心肥大和衰竭，即肺源性心脏病。肺源性心脏病的发病机制可能为：①缺氧和二氧化碳潴留所致血液H+浓度过高，可引起肺小动脉收缩，使肺动脉压升高，增加右心室后负荷；②慢性缺氧使肺小动脉长期处于收缩状态，可引起肺血管壁平滑肌细胞和成纤维细胞肥大和增生，使血管硬化，形成持续的肺动脉高压；③慢性缺氧所致红细胞增多，使血液粘滞度增高可增加肺血管阻力；④心肌缺氧和二氧化碳潴留可抑制心肌收缩功能。
4．中枢神经系统变化
中枢神经系统对缺氧最敏感，当Pa02降至60mmHg时，可出现智力和视力轻度减退。如Pa02迅速降至40～50mmHg以下，会引起一系列神经精神症状，如头痛、定向与记忆障碍、嗜睡以至昏迷。当Pa02低于20mmHg时，几分钟就可造成神经细胞的不可逆损害。
当PaC02超过80mmHg时，患者可出现头痛、头晕、烦躁不安、精神错乱等表现；当PaC02达到正常的3倍即120mmHg时，患者不可避免地发生昏迷。由呼吸衰竭引起的中枢神经功能障碍称为肺性脑病。肺性脑病的发病机制可能为：①酸中毒和缺氧对脑血管的作用 二氧化碳增加可扩张脑血管，增加脑血流量。PaC02升高10mmHg，可使脑血流量增加50％。酸中毒和缺氧还能损伤血管内皮使其通透性增高，导致脑间质水肿，引起颅内压升高；②酸中毒和缺氧对脑细胞的作用 由于存在血脑屏障，正常时脑脊液pH较血液低(pH7．33～7．4)，PC02比动脉血高。当二氧化碳潴留时，脑脊液内碳酸很快增加，同时血液中HC03-又不易通过血脑屏障进入脑脊液，故脑内pH降低更为明显。神经细胞内酸中毒一方面可增加脑谷氨酸脱羧酶活性，使γ-氨基丁酸生成增多，导致中枢抑制；另一方面增强磷脂酶活性，使溶酶体酶释放，引起神经细胞和组织的损伤。
5．肾功能变化
呼吸衰竭患者严重时可发生急性肾功能衰竭，出现少尿、氮质血症和代谢性酸中毒，此时肾结构往往并无明显改变，为功能性肾功能衰竭。肾功能衰竭的发生是由于缺氧与高碳酸血症反射性通过交感神经使肾血管收缩，肾血流量严重减少所致。
三、肝功能衰竭
肝功能不全是指各种因素使肝细胞包括肝实质细胞和枯否细胞损伤，其代谢、分泌、合成、解毒与免疫功能发生严重障碍，机体出现黄疸、出血、继发性感染、肾功能障碍、肝性脑病等一系列临床表现的综合征。
肝功能衰竭一般是指肝功能不全的晚期阶段，临床主要表现为肝性脑病与肝肾综合征。
（一）肝性脑病
肝性脑病是继发于严重肝脏疾患的神经精神综合征。肝性脑病可由急性严重肝细胞坏死发展而来，也可继发于严重肝脏疾患如晚期肝硬变、晚期肝癌及门—体静脉分流术后。主要症状特征有意识障碍、行为失常和昏迷，而亚临床或隐性肝性脑病指无明显临床表现和生化异常，仅能用精细的智力试验和（或）电生理检测才可作出诊断的肝性脑病。
1.肝性脑病的病因
肝性脑病的病因分①急性肝性脑病：如暴发性、重症病毒性肝炎，药物性肝炎，化学药品如四氯化碳或毒蕈引起的中毒性肝炎，以及急性妊娠期脂肪肝。②慢性肝性脑病：见于各种病因的晚期肝硬化、门-腔吻合术后、晚期肝癌、门静脉血栓形成以及任何慢性肝病的终末期。
2.肝性脑病的分类
⑴分类 ①按病因可将肝性脑病分为内源性和外源性两种类型：内源性肝性脑病常由病毒性暴发型肝炎、伴有广泛坏死的药物性肝炎等引起，呈急性经过，无明显诱因，血氨可不增高；外源性肝性脑病常由门脉性肝硬化、血吸虫性肝硬化等引起，有明显的诱因，血氨往往增高。②按发病速度可将肝性脑病分为急性、亚急性和慢性三类。
⑵分期 根据肝性脑病时神经、精神症状的严重程度，可将其分为四期：一期有轻微的性格和行为改变；二期以精神错乱、睡眠障碍、行为失常为主，常出现扑翼样震颤；三期以昏睡和精神错乱为主；四期神志丧失，不能唤醒，即为肝昏迷（hepatic coma）。
3.肝性脑病的发病机制
肝性脑病的发病机制比较复杂，尚未完全清楚，已经提出了多种学说。虽然用其中的一种学说难以全面解释肝性脑病的发病机制，但这些学说在临床实践中有重要的指导意义。
⑴氨中毒学说
十九世纪末人们发现给门－体分流术后的狗喂饲肉食可诱发肝性脑病，肝硬化患者摄入高蛋白饮食也易诱发肝性脑病。进一步研究发现，临床上约80％的肝性脑病患者血及脑脊液中氨水平升高，采用降血氨治疗有效，因此提出氨中毒（ammonia intoxication）学说。
正常情况下，血氨的生成和清除之间保持着动态平衡，血氨浓度一般不超过59μmol/L。氨在肝中合成尿素是维持此平衡的关键。当肝功能严重受损时，尿素合成障碍，血氨水平升高。增高的血氨通过血脑屏障进入脑组织，从而引起脑代谢和功能障碍。这是氨中毒学说的基本论点。
血氨升高的原因
①氨清除不足 体内氨主要在肝内经鸟氨酸循环合成尿素而清除。在鸟氨酸循环过程中，生成1分子尿素，清除2分子氨，消耗3分子ATP。肝功能严重障碍时，由于鸟氨酸循环所需底物缺失、代谢障碍导致ATP供给不足以及参与鸟氨酸循环的酶系统遭到破坏，均使尿素合成明显减少，氨清除不足而致血氨升高。
②氨产生过多 血氨主要来源于肠道，肠内蛋白质经消化转变成氨基酸，与血中弥散入肠的尿素在肠内细菌产生的氨基酸氧化酶、尿素酶作用下生成氨，经门脉入肝。肝功能严重障碍时，产氨增多的因素有：①肝硬化时由于门静脉回流受阻，致使肠黏膜淤血、水肿、肠蠕动减弱以及胆汁分泌减少，影响食物的消化、吸收和排空，大量蛋白质潴留，氨的生成显著增多。②严重肝硬化晚期合并肾功能障碍，尿素排出减少，使弥散至胃肠道的尿素增加，肠道产氨增多。③如合并上消化道出血，肠道内血液中蛋白质在细菌作用下产生大量氨。④肝性脑病患者昏迷前出现明显不安、躁动和震颤，肌肉活动增强，肌肉中腺苷酸分解代谢增强使产氨增多。
③门－体侧支循环的建立 肝硬化门脉高压时，门静脉与腔静脉间吻合支使肠道吸收的部分氨未经肝脏而直接进入体循环，引起血氨升高。
氨对脑的毒性作用
①干扰脑组织的能量代谢：血氨升高通过以下环节影响葡萄糖的生物氧化而干扰脑组织的能量代谢：a.氨与脑内的α-酮戊二酸结合，生成谷氨酸，使三羧酸循环中间产物α-酮戊二酸减少，影响糖的有氧代谢；b.消耗大量还原型辅酶Ⅰ（NADH），妨碍呼吸链中的递氢过程，以致ATP产生不足；c.氨与谷氨酸结合形成谷氨酰胺的过程中消耗大量ATP。因此，脑细胞活动所需能量不足，从而影响神经系统的正常功能。
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图10-30 氨对脑能量代谢及神经递质的影响
②使脑内神经递质发生改变：脑内氨增多可使兴奋性神经递质谷氨酸、乙酰胆碱减少，而抑制性神经递质谷氨酰胺、γ-氨基丁酸增多，使脑内的神经递质平衡失调，导致中枢神经系统功能紊乱。其机制是：a.氨与谷氨酸结合生成谷氨酰胺增多，谷氨酸被消耗；b.氨可抑制丙酮酸的氧化脱羧，乙酰辅酶A减少，使乙酰胆碱生成减少；c.氨可抑制γ-氨基丁酸转氨酶活性，使γ-氨基丁酸增多。
③氨对神经细胞膜的影响：氨与钾离子竞争通过细胞膜上的钠泵进入细胞内，造成细胞内钾离子减少，细胞缺钾。氨可干扰神经细胞Na+-K+-ATP酶的活性。以上均可影响细胞内外Na+、K+分布，进而影响膜电位和兴奋传导等功能活动。
⑵假性神经递质学说
假性神经递质学说（false neurotransmitter hypothesis）认为，肝性脑病的发生是由于正常的神经递质被假性神经递质所取代，使脑干网状结构中神经突触部位冲动的传递发生障碍，从而引起神经系统功能障碍而导致肝性脑病。
正常脑干网状结构中的神经递质主要有去甲肾上腺素和多巴胺等，在维持网状结构上行激动系统唤醒功能中具有重要作用。如果这些神经递质被假性神经递质所取代，则这一系统的功能活动减弱，大脑皮质将从兴奋转入抑制状态，产生昏睡状态。
肝功能正常时，食物蛋白在消化道中分解成多种氨基酸，其中苯丙氨酸和酪氨酸，经肠道细菌释放的脱羧酶作用下，分别被分解为苯乙胺和酪胺；二者被吸收进入肝脏，经氧化分解而解毒。当肝功能严重障碍时肝细胞解毒功能的降低，或门脉血经侧支循环绕过肝脏直接进入体循环，或门脉高压时肠道淤血，消化功能降低使肠道产生胺类物质增加，均使循环血中苯乙胺和酪胺明显增多。血液中过多的苯乙胺和酪胺进入脑内，在脑组织中β-羟化酶作用下，生成苯乙醇胺（phenylethanolamine）和羟苯乙醇胺 (octopamine),这两种物质在化学结构上与去甲肾上腺素和多巴胺相似（图10-31）。当其增多时，可取代去甲肾上腺素和多巴胺被肾上腺素能神经元所摄取，并贮存在突触小体的囊泡中。被释放后的生理效应则远较去甲肾上腺素和多巴胺弱(生理功能只有正常神经递质的1/50)。因而脑干网状结构上行激动系统的唤醒功能不能维持，从而发生昏迷。因此将在结构上与真性神经递质相似，而功能上不能完成真性神经递质的苯乙醇胺和羟苯乙醇胺称为假性神经递质。
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图10-31正常及假性神经递质 |
⑶血浆氨基酸失衡学说
肝性脑病患者可见血浆氨基酸失平衡，即芳香族氨基酸（AAA）（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸）增多，支链氨基酸（BCAA）（亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）减少，故认为肝性脑病的发生与血浆氨基酸比例失衡有关。
①血浆氨基酸失衡原因 肝功能严重障碍时肝细胞灭活胰岛素和胰高血糖素的功能降低，使两者浓度均升高。胰高血糖素增多使肝和肌肉组织内蛋白分解代谢增强，产生大量AAA；又因肝功能障碍，使肝脏对AAA的降解能力降低，以及肝脏利用AAA的糖异生作用障碍，这些均可使血中AAA含量升高。BCAA的代谢主要在骨骼肌、脂肪组织中进行，当胰岛素水平升高，可促进肌肉、脂肪组织摄取和利用BCAA，使血中含量减少。
AAA和BCAA由同一载体转运通过血脑屏障进入脑细胞内。BCAA含量减少，则AAA进入脑内增多。当进入脑内的苯丙氨酸和酪氨酸增多时，在芳香氨基酸脱羧酶作用下，分别生成苯乙醇胺和羟苯乙醇胺，使假性神经递质增多，导致肝性脑病的发生。
②血浆色氨酸代谢异常 肝功能障碍时，色氨酸在肝内分解减少，血中色氨酸含量升高，并通过血脑屏障进入脑内。色氨酸在脑内被羟化为５-羟色氨酸，再脱羧成５-羟色氨。５-羟色氨是抑制性神经递质，同时又可被儿茶酚胺神经元摄取而取代去甲肾上腺素，因此也是一种假性神经递质。脑内５-羟色胺增多可引起中枢抑制，促进肝性脑病的发生。
⑷γ-氨基丁酸学说
γ-氨基丁酸（γ-amino butyrio acid, GABA）属于抑制性神经递质，目前认为与肝性脑病的发生关系密切。研究证明，急性肝功能衰竭病人血清GABA水平比正常人高10倍，动物实验结果也类似。中枢神经系统的GABA主要是由谷氨酸脱羧而产生。
血中的GABA主要由肠道细菌作用于肠内容物而产生。正常时，GABA可进入肝脏被进一步分解。当肝功能障碍时，GABA分解减少或通过侧支循环绕过肝脏，使其在血中含量增加，特别是消化道出血时，血液是细菌形成GABA的良好底物，肠道GABA更多，使血中GABA浓度明显增多。正常时，GABA并不能通过血脑屏障进入脑内，但由于严重肝病所引起血脑屏障通透性增高时，则GABA可进入脑内，并在突触间隙产生抑制作用。导致中枢神经系统功能抑制，产生肝性脑病。
（二）肝性脑病的诱发因素
1．消化道出血
消化道出血是肝性脑病最常见的诱因。肝硬变患者常有食管下端静脉曲张，曲张的静脉破裂后，大量血液进入消化道，血液中的蛋白质在肠内经细菌的作用，可产生大量的氨，这是诱发肝性脑病的主要机制。此外，消化道出血可导致血容量减少、血压降低，引起组织缺血缺氧，这不仅给肝、脑、肾等器官带来进一步损伤，而且还可增强脑对毒性物质的敏感性，故易诱发肝性脑病。
2．酸碱平衡紊乱
严重肝病患者由于血氨的升高，刺激呼吸中枢，呼吸加深加快，引起呼吸性碱中毒。肝硬变伴有腹水或有肝肾综合征的患者常需要进行利尿治疗，反复使用利尿剂，可使钾丢失过多，引起低钾性碱中毒。
碱中毒可使离子型铵(NH4+)转变为非离子型氨(NH3)，从而提高血氨水平。碱中毒时，肾小管上皮细胞产生的氨，以铵盐形式排出减少，而以游离氨形式弥散入血增多。
3．镇静药和麻醉药使用不当
肝功能减退时，对药物的分解代谢作用降低，长期使用镇静药的肝病患者，由于药物蓄积，对中枢产生抑制作用。此外，在毒性物质作用下，脑对中枢神经抑制药物具有较高的敏感性，因而易诱发肝性脑病。
此外，大量抽取腹水、感染和摄入高蛋白饮食等也可诱发肝性脑病。
四、肾功能衰竭
任何原因引起的肾脏泌尿功能严重障碍时，代谢废物堆积不能排出体外，以致产生水、电解质和酸碱平衡紊乱并伴有肾脏内分泌功能障碍的综合征，称之为肾功能衰竭。
根据病程长短和发病的缓急，肾功能衰竭分为急性肾功能衰竭和慢性肾功能衰竭。
（一）急性肾功能衰竭
急性肾功能衰竭是各种原因引起肾脏泌尿功能在短期内急剧降低，以致不能维持机体内环境稳定，从而引起水、电解质、酸碱平衡紊乱及代谢废物蓄积的综合征。
1．病因
（1）肾前因素 凡能引起肾血液灌流量急剧减少、导致肾小球滤过率显著降低的因素，均可成为肾前性急性肾功能衰竭的原因。主要见于大失血、创伤、烧伤、急性心力衰竭引起的休克等。
（2）肾性因素 由于各种原因引起肾实质病变而发生的急性肾功能衰竭，又称器质性急性肾功能衰竭。肾脏的器质性病变可发生在肾小球、肾小管、肾血管及肾间质。
①急性肾小管坏死 肾缺血和肾毒物引起的急性肾小管坏死是最常见的原因，如严重创伤、严重烧伤、大出血等引起机体有效循环血量不足，如不及时纠正，严重而持续的肾缺血即可引起肾小管坏死。肾脏由于其生理特点而易受肾毒性物质损害。肾毒性物质可分为外源性和内源性两大类。前者包括药物(磺胺、造影剂、庆大霉素等)、重金属(汞、铅、砷等)、有机毒物(四氯化碳等)、生物毒素(蛇毒等)；后者则包括肌红蛋白、血红蛋白等。这些毒物均可从肾小球滤出进入肾小管腔内，导致急性肾小管坏死。
②肾实质损害 见于急性肾小球肾炎、恶性高血压等所致的弥漫性肾小球病变，急性肾盂肾炎所致的肾间质损害，肾动脉血栓形成或栓塞。
（3）肾后因素 由于肾以下尿路(从肾盂到尿道口)梗阻引起的急性肾功能衰竭。常见于尿路结石、前列腺肥大、盆腔肿瘤等。
2．发病机制
急性肾功能衰竭发病机制的关键是肾小球滤过率的降低。肾小球滤过率降低是肾小球的功能紊乱、肾小管、肾血管功能障碍等多种因素、多种机制综合作用的结果。
(1)肾小球滤过率降低 肾小球滤过率降低是少尿型急性肾功能衰竭的主要发病机制，由肾血流灌注不足引起肾缺血所致，其主要因素有：①肾灌注压下降：全身动脉血压显著下降，可使肾灌注压下降而致肾缺血。全身血压降低到50～70mmHg (6.7～9.3kPa)时，肾血流量和肾小球滤过率降低1/2～2/3；当其下降到40mmHg (5.3kPa)时，肾血流和肾小球滤过率几乎等于零。②肾血管收缩：全身血容量减少或血压降低时，可引起全身血管收缩，并以皮质肾单位入球动脉收缩尤为明显，致使肾小球滤过率降低。肾血管收缩的机制为：a.休克等因素可使交感-肾上腺髓质系统兴奋，儿茶酚胺分泌增多，肾入球动脉收缩；b.肾缺血可刺激肾近球细胞分泌肾素，使肾素-血管紧张素系统激活，导致入球动脉痉挛；c.肾缺血、肾中毒可使肾间质细胞合成前列腺素减少，扩血管作用减弱；e.内皮素、血管加压素增多和一氧化氮、激肽减少等则引起肾血管收缩。③血液流变学变化：急性肾功能衰竭时，可出现纤维蛋白原增多、红细胞聚集、血小板黏集等因素引起的血黏度增高，白细胞黏附血管壁、血管内皮细胞肿胀等因素造成的微血管阻塞，肾微血管口径缩小、自动调节功能丧失等等因素导致的微血管功能障碍，可进一步加剧肾缺血。
⑵原尿漏入肾间质 肾小管上皮细胞广泛坏死时，基膜断裂，尿液经断裂的基膜扩散到肾间质，引起肾间质水肿，压迫肾小管和肾小管周围的毛细血管。肾小管受压，阻碍原尿在肾小管内通过并造成囊内压升高，使肾小球有效滤过压进一步降低；毛细血管受压，使肾小管供血进一步减少，导致肾损伤加重。
⑶肾小管阻塞 某些病因引起急性肾功能衰竭时，肾小管管腔形成某些管型，如肾小管上皮坏死形成的脱落细胞及其碎片，挤压综合征形成的肌红蛋白，异型输血形成的血红蛋白，大量服用磺胺类药的结晶等，均可造成管腔阻塞，妨碍原尿通过，引起少尿；同时造成管腔内压升高，有效滤过压下降，肾小球滤过率降低而致少尿。
3．临床表现
急性肾功能衰竭在临床上表现两种类型，即少尿型和非少尿型。
(1）少尿型急性肾功能衰竭 少尿型急性肾功能衰竭的发生发展可分为三个阶段，即少尿期、多尿期和恢复期。
①少尿期
尿量及尿液成分变化: a尿量 多数急性肾功能衰竭患者尿量迅速减少，通常表现为少尿(24h尿量少于400ml)或无尿(24h尿量少于100m1)。这是由于肾血流减少、肾小管阻塞和肾小管原尿返流等综合因素所致。b尿比重 早期功能性急性肾功能衰竭阶段，尿比重常大于1.020，此是由于肾小管对水的重吸收增加所致。当发生急性肾小管坏死后，即器质性急性肾功能衰竭阶段，尿比重常固定于1.010～1.012之间，这是由于肾小管对水的重吸收功能降低，原尿浓缩功能障碍所致；c.尿钠含量 早期功能性急性肾功能衰竭阶段，尿钠含量低于20 mmol／L。在器质性急性肾功能衰竭阶段，尿钠含量高于40 mmol／L，这是由于肾小管对原尿中Na+重吸收障碍所致；(d)血尿、蛋白尿、管型尿 由于肾小球滤过功能障碍和肾小管上皮坏死脱落，尿中可出现蛋白、红细胞、白细胞等；尿沉渣检查可见透明、颗粒和细胞管型。
高钾血症: 高钾血症是急性肾功能衰竭患者在少尿期最危险的并发症，在少尿期一周内死亡的病例，大多数是高血钾所致。高钾血症可引起传导阻滞和诱发心律失常，严重时出现心室颤动或心脏骤停。引起高钾血症的原因是：(a)钾排出减少；(b)组织分解代谢增强，钾从细胞内释出；(c)摄入含钾过多的药物、食物、输库存血和使用保钾性利尿剂等。
代谢性酸中毒: 急性肾功能衰竭时，由于酸性代谢产物排出减少，而肾小管分泌H+及重吸收HC03-功能丧失，导致酸性产物在体内蓄积和血碳酸氢盐浓度降低，因而易发生代谢性酸中毒。
氮质血症: 肾功能不全时，由于肾小球滤过率下降，尿素、肌酐和尿酸在体内蓄积，因而血中非蛋白氮的含量增加，称为氮质血症。
水中毒: 急性肾功能衰竭患者调节水钠代谢的功能减弱或丧失，这是由于:a少尿或无尿；b机体分解代谢增强，内生水增多；c摄入或输入液体过多。这些因素均可引起体内水潴留，导致细胞外液呈低渗状态，水分向细胞内转移引起细胞内水肿，严重时患者可出现脑水肿、肺水肿和心力衰竭。
②多尿期 急性肾功能衰竭患者每天尿量超过400 ml时，即进入多尿期。产生多尿的机制是：a.肾血流量和肾小球滤过功能逐渐恢复；b.肾小管阻塞由于肾间质水肿消退而解除；c.再生的肾小管上皮细胞的浓缩功能尚未恢复；d.少尿期滞留的尿素经肾小球滤过增多，肾小管腔内渗透压升高，引起渗透性利尿。此期由于水、电解质大量排出，如不及时补充，则可发生脱水、低钾血症和低钠血症，因此，在多尿期仍需控制和调整摄入的水和电解质的量。
③恢复期 一般在发病后一个月进入恢复期，肾功能恢复正常约需要3个月到1年时间。此期患者的尿量基本恢复正常，代谢产物的潴留和水、电解质、酸碱平衡紊乱得到纠正，但肾小管浓缩功能完全恢复正常需要较长时间。少数患者由于肾小管上皮细胞破坏严重和修复不全，可能转变为慢性肾功能衰竭。
(2)非少尿型急性肾功能衰竭 非少尿型急性肾功能衰竭患者的临床症状一般较轻，病程相对较短，预后较好，肾小球滤过率下降不如少尿型患者严重，肾小管损伤也较轻，主要表现为尿浓缩功能障碍，尿渗透压较低。因此，尿量即使正常或增多，仍然不能充分排出溶质，各种代谢产物仍在体内潴留，因而导致氮质血症和代谢性酸中毒等。其主要特点是：①无明显少尿；②尿比重低，尿钠含量低；③氮质血症；④多无高钾血症。
造成非少尿型急性肾功能衰竭患者发病初期尿量无明显减少的机制是：①髓质高渗形成受阻 由于缺氧和中毒可使髓袢升支粗段重吸收NaCl减少，髓质内的NaCl梯度被破坏，髓质高渗不能形成；②肾小管功能障碍先于肾小球滤过率降低 肾中毒引起的急性肾小管坏死、肾小管受损及功能障碍发生较早，肾脏的浓缩能力降低，而肾血流量和肾小球滤过率减少发生相对较晚。
（二）慢性肾功能衰竭
是指各种肾病的晚期，由于肾单位进行性破坏，残存肾单位不能充分排出代谢废物，致使体内代谢产物蓄积，水、电解质和酸碱平衡紊乱，以及肾脏内分泌功能紊乱的临床综合征。
1．病因
（1）肾疾患 如慢性肾小球肾炎、慢性肾盂肾炎和肾结核等。其中慢性肾小球肾炎引起的慢性肾功能衰竭最为常见，约占50％～60％。
（2）肾血管疾患 如高血压性肾小动脉硬化和糖尿病性肾小动脉硬化症等。
（3）尿路慢性梗阻 如尿路结石、肿瘤、前列腺肥大等。
2．发展过程
⑴肾功能不全代偿期 50%以上肾单位被破坏，肾储备能力逐渐降低，尚能维持内环境稳定，但若负荷突然增加（如感染、脱水等）则可出现内环境紊乱。内生肌酐清除率降至50～80ml/min（正常值为80~120ml/ min）。
⑵肾功能不全失代偿期 肾储备能力进一步下降，即使通过代偿也不能维持内环境稳定，可出现多尿和夜尿、轻度氮质血症、酸中毒、贫血等。内生肌酐清除率降至20～50ml/ min。
⑶肾功能衰竭期 肾功能显著减退，内环境严重紊乱，出现较重的氮质血症、代谢性酸中毒、低钠血症、高磷低钙血症以及严重贫血等。内生肌酐清除率降至10～20ml/ min。
⑷尿毒症期 为肾功能衰竭晚期，出现明显的尿毒症中毒症状，以及更为严重的氮质血症、水、电解质和酸碱平衡紊乱。内生肌酐清除率降至10ml/ min以下。
3．发病机制
（1）健存肾单位学说 在慢性肾疾病时，很多肾单位不断遭受破坏而丧失其功能，残存的部分肾单位轻度受损或仍属正常，称之为健存肾单位。在代偿期，健存肾单位发生代偿性肥大，通过增强其功能来进行代偿，维持内环境稳定。当健存肾单位数目过少以致不足以代偿，内环境将发生紊乱，临床上即出现肾功能不全的症状。
（2）矫枉失衡学说 慢性肾脏疾病晚期，随着健存肾单位进行性减少，体内某些溶质增多，机体通过代偿活动矫正这些溶质使其恢复正常。这种代偿机制主要通过机体分泌某些体液因子(如激素)来调节肾单位活动而发挥作用。即体内溶质增多引起调节激素分泌增加，通过提高这种溶质在单个肾单位的排泄率，使溶质恢复正常。但是，这些激素除调节肾单位活动外，还可对其他生理功能产生不良影响，加重内环境紊乱。
⑶肾小球超滤（hyperfiltration）学说 随着肾单位的进行性破坏，健存肾单位因代偿负荷过重，可出现高灌流和过度滤过，使残存肾单位进一步受损，以致肾小球纤维化和硬化逐渐加重，促进CRF的发生。
4．慢性肾功能衰竭时功能及代谢变化
（1）泌尿功能障碍
① 尿量的变化
a.多尿 慢性肾功能衰竭早期，24小时尿量一般在2000～3000ml，24小时尿量超过2000ml称为多尿。产生多尿的机制是由于健存肾单位的血流量代偿性增加，滤过的原尿量超过正常量，同时原尿中溶质多、流速快，通过肾小管时未能及时重吸收。
b.少尿 当健存肾单位极度减少，尽管残存的单个肾单位生成尿液仍多，但每日总尿量可少于400ml。
c.夜尿 正常成人每日尿量约为1500ml，白天尿量约占总尿量的2／3。慢性肾功能不全患者，早期即有夜间排尿增多的症状，甚至超过白天尿量，称为夜尿。
②尿渗透压的变化 早期慢性肾功能不全患者，肾浓缩能力减退而稀释功能正常，因而出现低渗尿。随着病情发展，肾浓缩和稀释功能均丧失，终尿的渗透压接近血浆晶体渗透压，尿比重固定在1．008～1．012，尿渗透压为266～300mmol／L，称为等渗尿。
③尿液成分的变化
a.蛋白尿 很多肾疾患可使肾小球滤过膜通透性增强，致使肾小球滤出蛋白增多；或肾小球滤过功能正常，但因肾小管上皮细胞受损，使滤过的蛋白重吸收减少。
b.血尿和脓尿 尿中混有红细胞时，称为血尿；尿沉渣中含有大量变性白细胞时，称为脓尿。
（2）水、电解质及酸碱平衡紊乱
①水代谢障碍 正常人肾脏具有强大的浓缩和稀释功能，其尿量多少可适应入水量的改变，而慢性肾功能衰竭患者则不同。当摄入大量水分，最大尿量不会超过2500ml；限制入水，尿量也难降至1000ml以下。因此，慢性肾功能衰竭患者过量饮水可导致水的滞留，而水摄入不足则可引起失水。
②钠代谢障碍 慢性肾功能衰竭患者的肾为“失盐性肾”，尿钠含量很高，可能是因为渗透性利尿引起失钠。慢性肾功能衰竭伴有氮质血症，流经健存肾单位的原尿中溶质(主要为尿素)浓度较高，钠、水重吸收减少，大量的钠随尿排出，此时如过多限制钠的摄入，可导致低钠血症。
③钾代谢障碍 慢性肾功能衰竭早期，只要尿量不减少，血钾可长期维持正常水平。多尿、反复使用失钾性利尿剂、呕吐、腹泻等可导致低钾血症。慢性肾功能衰竭晚期，由于少尿、长期使用保钾性利尿剂、酸中毒、感染 等则可引起高钾血症。
④钙磷代谢障碍 慢性肾功能衰竭时，往往有血磷增高和血钙降低。
a.血磷增高 慢性肾功能不全早期，由于肾小球滤过率下降，血磷暂时上升，但由于钙磷乘积为一常数，血中游离钙减少，刺激甲状旁腺分泌甲状旁腺激素(PTH)。PTH抑制肾小管对磷的重吸收，使磷排出增多。慢性肾功能衰竭晚期，由于肾小球滤过率极度下降，继发性PTH分泌增多已不能使磷充分排出，故血磷水平显著升高。PTH的增多又加强溶骨活动，使骨磷释放增多，从而形成恶性循环，使血磷水平不断上升。
b.血钙降低 慢性肾功能衰竭时出现低血钙，其原因是由于钙磷乘积为一常数，血磷升高必然导致血钙降低，同时血磷过高时，肠道分泌磷酸根增多，可在肠内与食物中的钙结合形成不易溶解的磷酸钙，妨碍钙的吸收；肾实质破坏，25-（OH）D3羟化为1，25-(OH)2 D3，功能发生障碍，导致肠道对钙的吸收因而减少；另外，血磷升高可刺激甲状腺旁细胞分泌降钙素，抑制肠道对钙的吸收。
c.肾性骨营养不良 是指在慢性肾功能衰竭时，由于钙磷代谢障碍、继发性甲状旁腺功能亢进、维生素D代谢障碍、酸中毒等所引起的骨病，包括纤维性骨炎、骨质疏松、骨硬化和骨软化。
⑤代谢性酸中毒 慢性肾功能不全的早期，酸中毒的产生主要是由于肾小管上皮细胞氨生成障碍使H+分泌减少所致。由于泌H+减少，Na+-H+交换也减少，故HC03-重吸收也减少。当肾小球滤过率降至正常人的20％以下时，血浆中非挥发性酸不能由尿中排出，特别是硫酸、磷酸等在体内积蓄。
（3）氮质血症 氮质血症实际上指血中尿素、肌酐和尿酸的增多，而其中以尿素增多为主，故临床常用血浆尿素氮(BUN)作为氮质血症的指标。
①血浆尿素氮 慢性肾功能不全早期，当肾小球滤过率减少到正常值的40％以前，BUN仍在正常范围内。当肾小球滤过率减少到正常值的20％以下时，血中BUN可高达71．4mmol／L。由此可见，BUN浓度的变化并不是反映肾功能改变的敏感指标。
②血浆肌酐 肌酐浓度主要取决于肌肉磷酸肌酸分解而产生的肌酐量和肾脏排出肌酐的功能，与外源性的蛋白摄入无关。与BUN相似，肌酐浓度的变化，只是在慢性肾功能衰竭的晚期才明显升高。因此临床上必须同时测定血浆肌酐浓度和尿肌酐排泄率，根据计算的肌酐清除率(尿中肌酐浓度X每分钟尿量／血浆肌酐浓度)反映肾小球滤过率。
（4）肾性高血压 因肾实质病变引起的血压升高称为肾性高血压。其发生机制可能与下列因素有关：①肾素—血管紧张素系统的活动增强 部分肾疾病患者，由于肾相对缺血，激活肾素—血管紧张素系统，使血管紧张素Ⅱ增多，它可收缩小动脉，引起高血压，此种高血压称为肾素依赖性高血压；②钠水潴留 肾泌尿功能降低导致钠、水在体内潴留，血容量增加和心输出量增大，产生高血压，此种高血压称为钠依赖性高血压；③肾分泌的抗高血压物质减少 正常肾髓质能合成多种减压物质，如前列腺素E2和A2、缓激肽等。当肾实质破坏时，这些物质分泌减少，导致血压升高。
（5）肾性贫血 慢性肾脏疾病经常伴有贫血，其发生机制是：①促红细胞生成素减少 当肾实质破坏时，促红细胞生成素产生减少，使骨髓干细胞形成红细胞受到抑制，红细胞生成减少；②血液中毒性物质蓄积 如甲基胍可抑制骨髓造血功能；③红细胞破坏增多 大量毒性物质潴留，红细胞膜上钠泵活性受到抑制，导致钠不能排出，使红细胞处于高渗状态，细胞膜脆性增加，易于溶血；④出血 慢性肾功能衰竭患者常有出血倾向，经常出血可加重贫血。
（6）出血倾向 约20％的慢性肾功能衰竭患者，在疾病过程中存在出血现象。目前认为，出血是由于血小板质的变化而非数量减少所引起。其原因可能与某些毒性物质抑制血小板第3因子释放有关。
（三）尿毒症
尿毒症是急性和慢性肾功能衰竭发展到最严重的阶段，大量终末代谢产物和内源性毒性物质在体内潴留，水、电解质和酸碱平衡发生紊乱以及某些内分泌功能失调，从而引起一系列自体中毒症状。
尿毒症的主要临床表现
（1）神经系统 中枢神经系统早期受累的表现为功能抑制。其发生机制与下列因素有关：①某些毒性物质蓄积，使Na+、K+ -ATP酶活性降低，造成脑细胞内钠含量增加，导致脑水肿形成；②肾性高血压所致脑血管痉挛、缺氧和毛细血管通透性增高，可引起脑神经细胞变性和脑水肿。
（2）心血管系统 约有50％慢性肾功能衰竭和尿毒症患者死于充血性心力衰竭和心律紊乱。晚期可出现尿毒症性心包炎，多为纤维蛋白性心包炎，可能是尿毒症毒性物质直接刺激心包所致。
（3）消化系统 消化系统的症状是尿毒症患者最早出现和最突出的症状。早期表现为厌食，以后出现恶心、呕吐、口腔粘膜溃疡以及消化道出血等症状。其发生可能与消化道排出尿素增多，受尿素酶分解生成氨，刺激胃粘膜产生炎症以至溃疡发生。
（4）呼吸系统 尿毒症时的酸中毒使呼吸加深加快，严重时由于呼吸中枢兴奋性降低，可出现潮式呼吸或深而慢的呼吸。患者呼出气体有氨味，这是由于尿素经唾液酶分解成氨所致。
⑸免疫系统变化 主要表现为细胞免疫受到明显抑制，而体液免疫正常或稍弱。患者血中T淋巴细胞绝对数减少、迟发型皮肤变态反应减弱、中性粒细胞趋化性降低等，以致患者常并发严重感染，为尿毒症的主要死因之一。其发生机制可能与毒性物质对淋巴细胞分化、成熟的抑制或毒性作用有关。
⑹内分泌系统变化 除肾内分泌功能如前列腺素、促红细胞生成素、1,25-二羟维生素D3等分泌障碍和继发PTH分泌过多外，常出现性激素分泌紊乱和性功能障碍，主要表现为女性患者月经不规则、闭经、流产，男性患者性欲减退、阳萎、精子减少或活力下降等。
⑺皮肤变化 常见皮肤瘙痒和尿素霜。皮肤瘙痒主要与继发甲状旁腺功能亢进所致皮肤钙盐沉积和毒性物质对皮肤感觉神经末梢的直接刺激等有关。尿素霜是指尿素随汗排出时，在皮肤表面的汗腺开口处沉积的白色尿素结晶。此外，患者还可出现尿毒症特殊面容，表现为皮肤黑色素沉积、贫血以及眼睑肿胀等。
⑻代谢紊乱 慢性肾功能衰竭患者常伴有糖、蛋白质及脂肪代谢的障碍：①糖代谢障碍 慢性肾功能衰竭患者常有糖耐量降低，可能与患者血中存在胰岛素拮抗物，导致外周组织对胰岛素反应降低有关；②蛋白质代谢障碍 尿毒症患者食欲低下和饮食限制，同时蛋白分解增加，造成低白蛋白血症；③脂肪代谢障碍 患者常有高脂血症，主要是血清甘油三酯增高，可能与脂蛋白酶活性降低致使甘油三酯清除率降低有关。
案例10-9
[病例摘要]
病历摘要：女性，26岁。怀孕48周于，分娩过程中产妇出现寒颤、面色苍白、呼吸困难、口唇紫绀，停止输液，给吸氧，静注地塞米松、肾上腺素，未见明显好转继而，产妇气急、两肺均有湿性啰音、心音微弱，继续抗休克抢救无效死亡。尸检，两肺淤血明显。切面部分区域实变，压之有泡沫状液体溢出。镜检：两肺小血管及肺泡间隔毛细血管普遍扩张、充血，大量毛细血管内见红染、均质的折光物质，肺泡腔内可见泡沫状无结构的脂质及棕褐色异物，有炎症反应。
[问题]
1. 患者肺淤血的原因是什么?
2.产妇肺毛细血管内发现的红染、均质的折光物质是什么？
