疾病发生、发展的一般机制
各种外界致病因素通过不同的媒介作用于机体后,产生各自的致病作用,它们有的只是在疾病之初起致病作用,当其造成机体损害后即失去作用,如机械性创伤、高温所致的烧伤等;有的致病因素则在整个疾病过程中都起致病作用,如螨病,只要这些致病因素存在,就会持续不断地对机体造成损害,一旦致病因素被排除,机体则很快恢复健康;也有的致病因素侵入机体后,不一定立即发挥致病作用,而是先与机体的防御适应功能做一番斗争,不断增长其致病能力,到了一定时间才能发挥致病作用,而且当疾病发生之后还不断地使机体产生损害,直至其被机体抗损作用或外界给予的药物所抑制,或消灭才失去其致病作用,如各种传染病等。致病因素引起疾病的基本机制,可概括为以下几个方面。
(一)组织机制
有些致病因素侵入体内后,或者直接作用于组织、细胞,或者选择性地作用于某一组织或器官,引起相应的疾病或病理变化,称为组织机制。如高温引起的烧伤、低温引起的冻伤、锐器所致的刺伤等均属直接作用;而一氧化碳侵入机体后,直接与血红蛋白结合,使血红蛋白失去携氧能力,致使机体缺氧,则属选择作用。
(二)体液机制
体液是维持机体正常生命活动的内环境,有些致病因素或病理产物可引起体液的量或质的变化,因而破坏机体内环境的稳定,导致发生相应的疾病或病理变化,称为体液机制。如体液量的增减,电解质浓度与比例的改变,pH值与渗透压的变化,氧、二氧化碳和各种营养物质的改变,各种激素含量及其比例的变化,凝血因子的激活和消耗,神经介质和某些生物活性物质的增多,代谢产物的积聚,抗原抗体复合物的出现等,都可引起相应的病理变化。如严重的腹泻,使肠液大量丢失,就可能引起脱水与酸中毒;大量失血之后,可引起贫血和低容量性休克;血浆蛋白含量明显减少,可引起血浆胶体渗透压下降,出现营养不良性水肿。
(三)神经机制
有些致病因素和病理产物,作用于神经系统的不同部位,引起神经系统功能的改变而发生相应的疾病和病理变化,称为神经机制。疾病发生、发展过程中的神经机制,可分为神经反射作用和中枢神经直接作用。
1.神经反射作用 致病因素作用于机体内外感受器,通过神经反射活动的改变引起相应的疾病或病理变化。例如刺激性强的气体,可引起反射性呼吸暂停;饲料中毒时,出现反射性呕吐与腹泻;腹壁的突然性钝击伤,可反射性地引起心跳停止,甚至死亡;动物缺氧时,由于血中氧分压下降,刺激颈动脉体化学感受器,引起呼吸加深加快等。这些都是通过神经反射活动而导致了神经调节功能的改变。
2.中枢神经直接作用 致病因素直接作用于中枢神经,引起中枢神经调节功能改变,导致相应的疾病或病理变化。如中枢神经的外伤、感染(如脑炎、狂犬病等)、缺氧等,都伴有许多器官系统的病理变化。
上述三种作用之间有着密切的联系。当致病因素作用于组织的同时,亦作用于组织中的神经系统,引起神经的反射性活动改变;当病因引起组织损伤时,其病理产物进入体液,又可引起相应的病理变化。所以,神经、体液和组织三种作用均同时存在或先后相继发生作用,并互相影响,从而构成疾病发生、发展的一般机制。
(四)遗传机制
近20年来,由于分子生物学、分子遗传学、分子病理学的迅速发展,特别是对生命蛋白质分子结构的深入研究,使发病机制的研究进入了分子水平,从而发现疾病的发生、发展除上述三种传统的机制之外,还通过遗传基因突变,导致各种酶活性改变和核酸分子结构的变化,从而对疾病的发生、发展起作用。在兽医临床上已发现许多与酶缺乏有关的疾病。例如,牛白化病是酪氨酸羧化酶缺乏所致;犬先天性溶血性贫血,是丙酮酸激酶缺乏引起的;羊的谷胱甘肽缺乏症是γ-谷氨酰氨合成酶减少造成的等。
1.酶活性改变与疾病发生的关系 动物体内的物质代谢过程几乎都需要酶参加,由于酶缺乏或酶的活性受到抑制而引起的各种代谢障碍,称为疾病发生的酶机制。如维生素B1缺乏时,使α-酮酸氧化脱羧酶系统的活性降低,结果使糖代谢中α-酮戊二酸的脱羧受阻,糖代谢停留于丙酮酸阶段,使机体尤其是脑组织能量供应不足,大脑功能降低。同时,维生素B1缺乏时,胆碱酯酶活性增高,乙酰胆碱过多分解,导致消化、分泌功能障碍。又如,当氰化物侵入机体内时,可抑制细胞色素氧化酶的作用,使细胞发生窒息。酶缺乏多数是由于基因突变所致的遗传性疾病。
2.核酸遗传信息改变与疾病发生的关系 已知脱氧核糖核酸(DNA)链上的碱基序列或结构改变,是许多遗传性疾病发生的重要途径。如血红蛋白的DNA链上的腺嘌呤由尿嘧啶取代后,谷氨酸密码子就由缬氨酸密码子所取代,结果使血红蛋白的复制发生障碍,导致镰状红细胞性贫血。而DNA链的基因序列或结构改变,常常是因外界致病因子作用的结果。又如某些核糖核酸(RNA)病毒中存在反转录酶或DNA聚合酶,常与宿主DNA发生整合而改变其遗传信息,引起疾病(图1.1)。
图1.1 遗传机制
目前已在白血病、乳腺癌、淋巴肉瘤等肿瘤细胞内找到了RNA/DNA杂合子,从而证明了外因通过改变DNA遗传信息而引起疾病的途径。此外,各种电离辐射、化学毒物等,都可致基因突变或染色体畸变而引起疾病。这种由于核酸遗传信息改变而引起疾病过程的机制,称为疾病发生的核酸作用机制。