人体功能异常
第二节 人体功能异常
与人体结构异常相比，人体功能异常则较多的是指患病时人体的生理功能和代谢等方面的改变。其目的都是认识和掌握疾病的本质和发生发展规律，为疾病的诊治和预防提供理论基础。在临床医学实践中，人体功能异常又是诊断疾病的重要方法之一，因此也属于临床医学。随着分子生物学和相关前沿生命科学向各传统学科的渗透，人们对疾病本质和发病机制的研究，必然会从分子机制入手，紧密结合机体的形态、功能、代谢与基因、细胞、组织的种种变化。单纯从形态或生理功能和代谢的改变来认识疾病已不可能。实际上人体结构异常与功能异常是分不开的，1997年颁布的我国现行的学科目录中已将这两门课程合并为基础医学下的一门二级学科，称为病理学（pathology）和病理生理学（pathologysiology），这反映了人体结构异常与功能异常必然的融合。两者并有着千丝万缕的联系，难以分割。在世界上多数的国家，尤其是发达国家的医学教育体系中也多将这两门课程放在一起进行研究和学习的。人体患病是一个复杂的过程，我们越了解其规律就越能更准确地诊断和治疗疾病。同时也能运用疾病这个客观事物去认识和预防疾病。
一、健康与疾病的概念
世界卫生组织（World Health Organization，WHO）早在1946年就提出：健康（health）不仅是没有病痛，而且是在身体、心理和社会交往上处于完美状态。这就是说，健康的人，应该是身体健康、心理健全，而且必须具有从事有效活动的能力，能够与环境保持协调关系。
疾病（disease）相对于健康而言，指机体在一定病因和条件的作用下，超过自身调节限度而发生的一系列异常生命活动。包括生理功能、代谢和形态结构的改变，临床上表现出相应的症状和体征。症状是指患者能自我感受到的不适，如头晕、头痛、恶心、乏力等，这往往是患者就诊的主诉。体征是对患者进行体格检查所获得的客观征象，如心脏杂音、肝脾肿大、肺部啰音等。社会行为异常是指患者语言和行为发生异常，如烦躁不安、哭笑无常、活动不自如等。值得注意的是，有些疾病的早期（如肿瘤），可以没有明显的症状和体征，定期体格检查将有助于这类疾病的早期发现。
在不同疾病过程中出现共同的和规律性的功能、代谢和形态结构的异常变化，如炎症、发热、缺氧、休克、心力衰竭等都称病理过程（pathological process）。不同的疾病可以出现相同的病理过程，例如，在肺炎、风湿病、阑尾炎等不同的疾病中，都存在炎症这一病理过程。同一疾病可出现几种不同的病理过程，如肺炎可出现炎症、发热、缺氧等几种不同的病理过程。若发展非常缓慢的病理过程或相对稳定的局部形态结构改变称病理状态（pathological state）。如骨折愈合后遗留的骨痂、烧伤后的瘢痕形成、风湿病的心瓣膜改变等都有结构与形态的改变。
在健康与一些疾病之间还包含着一类情况：①身心轻度失调（表现为情绪低落、心情烦躁、失眠等，常具有一定周期性，时好时坏、时轻时重）；②潜临床状态（表现为某些疾病的高危倾向或已开始向某些疾病发展）；③前临床状态（已有病变存在，尚无明显临床症状）。这类情况又被称为亚健康状态（sub-health），反映出健康与疾病不是白、黑两个突然变化的色块，而常常是由白至黑的渐进色谱，亚健康状态就处于这个色谱的灰色区。据统计，有1/3以上的人群处于亚健康状态。很明显，在亚健康阶段中，身心交互作用，促进着病程的进展，即身体健康与心理上的健康可互相影响。身体健康的人，常表现为精神饱满、乐观、事业心强；心理上的不健康，可损害身体，甚至引起疾病，因此，对亚健康状态的研究，是21世纪生命科学研究的重要组成部分。如何从生理、心理、行为和生活方式等各环节及早干预、阻断亚健康状态向疾病发展应是医学工作者的一项重要任务。
二、病因学
病因学（etiology）研究疾病发生的原因和条件，解答“为什么发生疾病”的问题。
（一）疾病发生的原因
疾病发生的原因简称病因，病因是指引起某一疾病的特定因素或根本原因。任何疾病都是有病因存在的，疾病发生的原因很多，可分为以下几类：
1.生物性因素 包括各种致病微生物（如细菌、病毒、立克次体、支原体、螺旋体、真菌）和寄生虫（蠕虫），是感染性疾病的主要原因。这些微生物和寄生虫的致病性取决于其侵入宿主的数量、毒力、侵袭力和宿主机体的防御、抵抗能力。
2.理化因素 包括机械性创伤（可引起创伤、震荡、骨折等）、高温低温（烧伤、冻伤）、电流（电击伤）、电离辐射、气压等物理性致病因素；无机毒物（如强酸、强碱、汞、砷、氰化物、有机磷农药、一氧化碳等）、有机毒物（如甲醇、四氯化碳等）、生物性毒物（如蛇毒、蜂毒等）等化学性致病因素。物理性致病因素的致病性主要取决于其作用强度、作用部位、持续时间等；化学性致病因素的致病作用有急性和慢性之分，慢性者可有一个毒物在机体内蓄积的过程。不少化学性因素对机体的组织、器官有一定的选择性毒性作用，例如一氧化碳（CO）进入机体后，与红细胞的血红蛋白结合，使红细胞失去携带氧的功能而导致缺氧；四氯化碳（CCI4）主要引起肝细胞损伤等。
3.遗传性因素 遗传物质的改变如染色体畸变、基因突变等，可直接引起疾病或使机体获得遗传易感性，比一般人更易患某些疾病，以后者多见。遗传性因素是越来越受重视的一类致病原因，个体由于生殖细胞或受精卵的遗传基因突变而引起的疾病，称遗传性疾病。目前报道的遗传病（综合征）有近100种，比较明显的病例如血友病、白化病、先天愚型；个体由遗传（多基因作用）所获得的易患某种疾病的倾向性为遗传易感性，需与环境因素相互作用才引起疾病，可见于某些家族，如糖尿病、高血压病等。随着人类疾病与基因关系的深入研究，人们越来越多地认识到疾病发生发展的本质涉及基因的作用，目前已知肿瘤的发生与癌基因和抑癌基因有关。要彻底明确疾病的原因和根治疾病，必须从分子生物学和分子遗传学入手去寻找解决的办法，这是21世纪医学研究的主要课题。
4.营养性因素 主要营养物质、维生素、微量元素等的缺乏和过剩是重要的致病原因。如蛋白质缺乏可引起营养不良，维生素D缺乏可引起佝偻病，缺碘可引起甲状腺肿。另外，一些微量元素缺乏（如铁、锌、硒等）也可引起疾病。长期摄入热量过多的食物可引起肥胖病。
5.免疫因素 是十分重要的致病因素，包括机体免疫力缺陷或低下导致的感染性疾病和恶性肿瘤。在某些机体中免疫系统对一些抗原刺激发生异常强烈的反应，从而导致组织、细胞的损伤和生理功能的障碍。这些异常的免疫反应称为变态反应或超敏反应，如异种血清蛋白（破伤风抗毒素）、某些药物（如青霉素、链霉素）在某些个体中引起过敏性休克；某些花粉、食物（如鱼、虾等）也可在某些个体中引起荨麻疹、支气管哮喘等变态反应性疾病。有些个体能对自身抗原发生免疫反应并引起自身组织的损害，称为自身免疫性疾病。常见者如全身性红斑狼疮、类风湿关节炎、溃疡性结肠炎等。此外，还有因体液免疫或细胞免疫功能严重不足或缺陷时，可引起免疫缺陷病（如艾滋病、先天性丙种球蛋白血症等），此时机体容易发生病原微生物的感染和恶性肿瘤。
6.先天性因素 指那些能够影响胚胎发育的有害因素。由先天性因素引起的疾病称为先天性疾病，如先天性心脏病，与妇女怀孕期感染风疹病毒、荨麻疹病毒有关。先天性疾病与遗传性疾病不是同一概念，前者是与生俱来的，不一定都是遗传性的；而后者均为遗传性，但未必都生来就有。有的先天性疾病是可以遗传的，如先天愚型；但有的先天性疾病并不遗传，如先天性心脏病。
7.精神、心理和社会因素 随着医学模式的转变，生物-心理-社会医学模式日渐被广泛接受，人们越来越重视心理因素和社会因素在疾病发生中的作用。疾病本身可能是一种生物学现象，但精神、心理和与其密切相关的社会因素对机体正常平衡状态的影响是十分重要的间接或直接致病因素。例如，过度喜悦、悲伤或忧郁，长时间的精神紧张可导致心绞痛的发作、应激性溃疡、高血压病、甲状腺功能亢进、癔症、精神分裂症等；变态心理和变态人格是吸毒者和艾滋病的诱因；吸烟、酗酒和偏食、缺乏运动等不良习惯可导致肺癌、慢性支气管炎、肝硬化、糖尿病、营养缺乏疾病；近亲婚姻不良风俗是许多遗传性疾病的重要条件；环境污染（特别是空气、水源的污染）和人口过密可引起一些传染病、寄生虫病的流行，以及癌症的发生；社会造成的贫困、营养不良、超强劳动及教育水平低，或高脂饮食的体力活动减少等等是造成发展中国家与发达国家疾病谱不同的主要原因。
（二）疾病发生的条件
疾病发生的条件是指病因作用下，决定或影响疾病发生发展的主要机体内外因素。这些因素本身虽然不能引起疾病，但是可以左右病因，成为疾病是否发生的重要因素。例如营养不良、过度疲劳导致机体抵抗力下降，容易发生感染性疾病，小儿呼吸道和消化道的解剖生理特点导致其易患呼吸道和消化道传染病等。但不是任何疾病都一定有条件存在。
诱因是指能使病因加重的因素。如心肌缺血是心绞痛的原因，过重体力活动、心情激动等可使心肌耗氧量增加、心肌供氧相对减少，故可作为诱因诱发心绞痛发生。
当然条件也是随着社会经济的发展和科学技术的进步而改变。人类所处的自然环境和社会环境发生了巨大变化，改变了人口结构（老龄化），生活方式（体力活动减少）、饮食谱（高脂肪）和心理状态（紧张、精神压力大），从而使人类疾病谱和死因谱发生改变，病因谱向复杂多变的方向转变；死因谱在发达国家和发展中国家有差别，据有关资料显示各种急、慢性传染病和寄生虫病，在发达国家从5%下降到1%，而在发展中国家仅从45%下降到43%，心脏血管病，在发达国家从52%下降到45%，而在发展中国家从16%上升到25%，癌症的病死率在发达国家一直稳定在21%，而在发展中国家从6%上升到9%。
从病因学上角度分析述资料，一方面说明感染、传染病、寄生虫病、营养缺乏等疾病的病因比较单一、明确，可针对病因进行有效防治。而大多数非传染性的慢性疾病的病因尚不明确，往往是多因素引起和诱发的，彻底防治有一定难度，应加强基础医学的研究；另一方面说明精神、心理和社会因素影响疾病的发生。因此，应从生存环境（生态和社会两方面）、生活方式、心理行为等方面，运用现代医学理论和技术，大到群体，小到分子水平，探求内外环境改变与疾病发生的关系，从流行病学到基因水平，融合中医学中的辨证思想，生物医学与社会医学结合共同进行病因学研究，大力推进病因学治疗和预防。
三、发病学
发病学（pathogenesis）主要研究疾病发生、发展过程中的规律和共同机制，解答“如何引起疾病”的问题。简言之“病因学”是回答疾病“因何发生”，“发病学”则回答“如何发展”，两者相辅相成，互相依赖。
（一）疾病发生、发展的一般规律
主要指各种疾病过程中一些普遍存在的基本规律。疾病发生、发展中一般存在以下几个基本规律：
1.自稳调节的紊乱 正常状态下，机体通过神经、体液的精细调节，各系统器官、组织、细胞之间的活动互相协调，机体与自然及社会环境亦保持适应关系，这种状态称为稳态。患病时，由于病因的损伤作用，自稳调节某方面发生紊乱，引起相应的代谢障碍，进而通过连锁反应使稳态发生改变，从而引起更为严重的生命活动障碍。例如，某些病因所致胰岛素绝对或相当不足，或靶细胞胰岛素受体下降，引起糖尿病。糖代谢紊乱进一步发展导致脂肪代谢紊乱和蛋白质代谢紊乱，易并发动脉粥样硬化。又如原癌基因和抑癌基因的平衡失调可导致肿瘤。这说明自稳调节紊乱是疾病发生、发展的基础。
2.损伤与抗损伤贯穿始终 致病因素作用于机体时，可引起机体的损伤；同时，机体则调动各种防御、代偿机制来对抗致病因素及其所引起的损伤。损伤与抗损伤的斗争，贯穿于疾病的始终。双方作用力量的对比，决定着疾病发展的方向和结局。当损伤占优势时，则疾病向恶化的方向发展，甚至造成死亡；反之，当抗损伤占优势时，则病情缓解并向痊愈发展。损伤与抗损伤反应，在一定条件下可发生转化。例如，肠道传染病引起的腹泻，一方面使机体丢失体液，可引起脱水甚至低血容量性休克，这时腹泻有损伤作用；另一方面又有利于细菌和毒素的排出，具有抗损伤意义。炎症局部变质属于损伤性改变，而渗出和增生属于抗损伤反应；但如果渗出物过多，大量聚集于某些重要器官，常可引起这些器官而的功能障碍，如心包腔或胸腔积液，则可压迫心、肺，影响其功能，转化为损伤性因素。在医护工作中，要尽力排除或减轻损伤性改变，保护和增强抗损伤反应，促进疾病愈合。因此，临床上对于疾病防治通常就是尽量支持和加强抗损伤反应。但应注意损伤与抗损伤反应并无严格的界限，它们常可相互转化，例如细菌感染时白细胞由血管内游出可以杀死细菌，但过多白细胞游出又会造成局部组织的损伤。(https://www.daowen.com)
3.因果转化规律 是指疾病过程中，病因作用于机休导致一定的后果，这种后果又可能作为下一级致病原因引起一系列新的后果。这种因果转化可以形成一条“反应链”，甚至可以形成恶性循环，使病情不断加重（图0-1）。
图0-1 外伤大出血时因果转化
因果转化规律是疾病发生、发展中的基本规律之一，临床治疗中必须有效地阻断这种因果交替和恶性循环，使疾病朝着有利于机体的良性循环方向发展。因此，正确治疗疾病，防止疾病进一步恶化，具有重要意义。
4.局部和整体密切相关 机体局部的任何疾病都不同程度的存在整体反应。局部病变可通过神经体液等途径引起机体的整体反应，机体的整体反应又可以影响局部病变的发展，两者互相影响、互相制约。例如局部细菌感染可引起全身发热，全身发热有利于机体抵抗感染，清除致病因素。例如，肺结核病，病变主要在肺，但常有发热、食欲不振及红细胞沉降率（血沉）加快等全身反应。另一方面，肺结核也受全身状态的影响，当机体的抵抗力增强时，肺部病变可以局限化甚至痊愈；抵抗力降低时，肺部病变可以发展，甚至播散到其他部位，形成新的病灶。正确认识局部和整体的相互关系对疾病的诊治具有重要意义，临床工作中要善于用局部病变解释整体反应，也要学会从整体反应中了解局部病变的情况。
（二）疾病发生的基本机制
不同的疾病，发病机制各异，但各种疾病的发生存在着一些共同的基本机制。一般认为，疾病发生的基本机制可包括神经机制、体液机制和细胞分子机制等多个方面。
1.神经机制 神经系统在人体生命活动中的维持和调控方面起主导作用，因而神经系统的变化与疾病的发生、发展密切相关，疾病时也常有神经系统的变化。因此，许多致病因素可通过影响神经系统而引起疾病的发生。有的病因刺激神经反射引起相应系统的功能和代谢变化，如腹部钝击伤引起迷走神经反射兴奋，可至心搏暂停，惊恐引起交感神经兴奋，使心跳加快、血压升高、呼吸加速。有的病因可直接损害神经系统，如流行性乙型脑炎病毒，此种病毒具有高度嗜神经的特性，它可直接破坏神经组织。
2.体液机制 体液是维持机体内环境稳定的重要因素，许多致病的因素可直接或间接地通过体液量或质的变化，造成内环境紊乱引起疾病的发生。体液因子可分为三种：①全身性体液因子，如组胺、激肽、去甲肾上腺素、前列腺素、激活的补体、活化的凝血因子、纤溶物质等；②局部性体液因子，如内皮素、神经肽等；③细胞因子，如白细胞介素、肿瘤坏死因子等。
当各种体液因子发生量变或活性改变时可导致机体发生一系列变化。量变如组胺、激肽增多，可导致炎症性疾病；醛固酮增多可促进钠、水潴留；肾素-血管紧张素系统活性增强在水肿、休克、高血压、肾衰竭等的发生中起重要作用。例如，体液量的严重减少（脱水、出血）可引起血液循环障碍，导致休克发生；促凝物质（如羊水、组织因子）大量进入血液可激活凝血系统引起弥散性血管内凝血。
在疾病过程中病因可直接或间接地作用于机体的神经和体液系统，影响神经递质和体液性因子的合成、释放和分解，引起相应器官的组织功能、代谢协调性的破坏，并进一步导致形态改变和相应的临床表现。其实神经-体液机制本身就是复杂的分子水平的变化，从细胞分子水平来研究和阐述疾病发生的基本机制是发病学研究的方向。
3.细胞分子机制 机体接触致病因子后，由于致病因子对细胞的直接或间接作用使某些细胞或基因的功能、结构发生改变，从而引起细胞和组织形态结构和功能、代谢的异常变化。有的病因如高温、寄生虫等可直接损害细胞本身，有的作用于细胞后引起细胞膜或细胞器的功能障碍，如钠泵（Na+K+-ATP酶）、钙泵（Ca2+Mg2+-ATP酶）等担负离子主动转运的离子泵功能失调，造成细胞内外离子浓度的不平衡可导致细胞死亡；又如线粒体功能障碍阻碍三羧酸循环，引起能量缺乏而造成细胞功能异常。有的作用于细胞后引起细胞受体功能、细胞周期调控或信号传递通路的异常而产生一系列病理生理改变，导致疾病发生。
除致病因子直接损伤细胞引起功能代谢和结构改变外，绝大多数的细胞病变都与疾病相关基因异常有关。其中有的由单个致病基因引起，称单基因病，如多囊肾；有的是多个基因在环境因素共同作用下引起的表型改变，称多基因病或多因子病，如高血压、糖尿病等。由基因本身突变、缺失或其表达调控障碍引起的疾病统称为基因病。因此，基因及其表达调控状况是决定身体健康或疾病的基础。
从分子水平研究疾病发生的机制，使我们对机体疾病时形态、功能和代谢变化的认识和疾病本质的认识进入了一个新的阶段。细胞及其间质内含有很多大分子多聚体和小分子物质，大分子多聚体主要是指蛋白质和核酸，蛋白质调节和控制生命过程的化学反应，核酸储存有生命的信息。疾病的发生可能是核酸储存的生命信息错乱的结果，例如基因突变或染色体畸变所致的恶性肿瘤和遗传性疾病；也可能是由于蛋白质的质和量变化所致，包括：①酶缺陷所致的疾病；②血浆蛋白和细胞结构蛋白缺陷所致的疾病；③受体、配体减少或缺失的疾病；④膜转运障碍所致的疾病。更有意义的可能是这些大、小分子之间复杂的信号传导和细胞间通讯失常而引起的异常生命现象。
四、疾病转归
疾病是一个过程，绝大多数疾病都有一个明显的发生、发展和转归的过程。有些疾病如急性传染病，其阶段性比较明显；有些疾病如外伤，其阶段性不明显；有些疾病如多指症等，在一生中很少出现明显的变化和发展。生物性因素引起的疾病一般常可分为潜伏期、前驱期、症状明显期、转归期四期变化。疾病的转归是指疾病的发展走向和结局。转归的好坏取决于致病原因、发生条件、机体状况和是否得到及时有效治疗，患者是否得到良好的医护也有密切关系。一般将其分为完全康复、不完全康复和死亡三种形式。
1.完全康复（complete recovery） 又称痊愈。指病因去除，损伤消失，患病机体的抗损伤反应完全停止，机体恢复正常代谢、功能和形态结构，临床症状和体征完全消失，比如我们常患的感冒、上呼吸道感染等都可以完全康复。这是机体的自稳调节恢复到正常状态的结果，有的传染病痊愈后，机体还可获得特异性的免疫力。
2.不完全康复（incomplete recovery） 又称不完全痊愈。是指病因及其引起的损害得到控制，主要症状已经消失。但机体的功能、代谢和形态结构变化并未完全恢复正常，而是通过代偿反应来维持正常生命活动，仍留下了某种不可恢复的病理状态或后遗症。如烧伤后留下的瘢痕、胸膜炎造成的胸膜粘连、心肌梗死愈复后形成的瘢痕、风湿性心瓣膜炎治愈后的心瓣膜狭窄或关闭不全等。截肢或器官切除后的状态也属于不完全康复。
3.死亡（death） 指生命活动的终止和生命体征的消失（临床死亡）。可分为生理性死亡和病理性死亡两种。前者较为少见，它是由于机体各器官自然老化所致，又称老死或自然死亡。病理性死亡是由于各种严重疾病或损伤所造成的死亡。病理性死亡中通常又把6小时内因非暴力意外的突然死亡称为猝死（sudden death）。传统上将死亡分为3个阶段：濒死期、临床死亡期、生物学死亡期。这在临床医疗实践中有重要意义，因为临床死亡期是死亡的可逆阶段即存在复苏的可能，应尽可能实施紧急抢救措施。
脑死亡（brain death）是另一个重要的生物学和社会伦理学概念，系指全脑（大脑半球、间脑、脑干各部）的功能发生了不可逆的停止。现在越来越多的学者接受了脑死亡的概念，法国、美国、英国、瑞典、荷兰等西方国家已先后制定了脑死亡法。判断脑死亡的指标包括：①不可逆性脑昏迷；②无自主呼吸；③脑神经反射（瞳孔反射、角膜反射、咳嗽反射、吞咽反射）消失；④脑电波及诱发电位消失；⑤脑血管造影证明脑血液循环停止。一般认为，后两项指标是判断脑死亡的最可靠指标。
有关脑死亡的法律标准在我国尚未确立。脑死亡不代表全身各器官组织均已死亡，这对器官移植具有极其重要的意义。宣告脑死亡可使医生精确地判断死亡发生的时间，同时终止无效地抢救和复苏，减少人力和经费的浪费。脑死亡作为死亡的标准是社会发展的需要，也是对死亡的尊重，但是宣告死亡一定要十分慎重。有的患者大脑皮质功能已不可逆转，仅在人工呼吸和人工起搏的情况下仍可处于皮质下的状态即植物人。如果医护条件好，植物人可“生存”相当长时间，事实上脑死亡者作为整体已经死亡，不可能再恢复意识，更不可能复活。因此，在临床上脑死亡应与“植物状态”（vegetative state）区别开来（表0-1）。
近几年来有人提出对深受疾病痛苦折磨、采用各种治疗手段而不能康复的患者，实施“安乐死”这种特殊方式来解决病理性死亡。“安乐死”（eathanasis）一词源于希腊文，意指“快乐的死亡或尊严的死亡”，由于存在伦理道德、法律和适应证等问题，目前对这种“无痛苦的仁慈助死”尚有争议，并未实施。
表0-1 脑死亡与植物状态的临床鉴别
