了得網醫學_臨床生理學

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內容簡介

《臨床生理學》為全國高等醫藥院校規劃教材，共十四章，包括生物膜與疾病、代謝性疾病、代謝綜合征與胰島素抵抗、血管內皮細胞與疾病、急性肺損傷、全身炎癥反應綜合征、多器官功能障礙綜合征、前列腺素與疾病、基因突變與疾病、衰老、造血干細胞的基礎與臨床、腫瘤的治療、高壓氧療與氧中毒、腦死亡等內容。《臨床生理學》在內容的編寫上遵循繫統的生理學教學規律，緊密結合臨床變化，理論聯繫實際，旨在培養學生的醫學素養和正確的臨床思維；在知識結構方面，盡量做到循序漸進、深入淺出，便於學生學習和理解；在學科領域方面，強化和補充了病理生理學的知識，又增加了近年來醫學發展優勢學科的內容。

目錄
前言
**章生物膜與疾病 (1)
**節生物膜的組成 (1)
第二節生物膜的結構 (5)
第三節細胞膜功能 (9)
第四節紅細胞膜與溶血 (13)
第五節基膜與基膜疾病 (16)
第六節受體與受體疾病 (18)
第七節自由基與生物膜疾病 (19)
第二章代謝性疾病 (22)
**節遺傳代謝病 (22)
第二節糖尿病 (25)
第三節痛風及高尿酸血癥 (28)
第四節甲狀腺功能亢進 (29)
第五節葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏癥 (34)
第六節高脂蛋白血癥 (37)
第七節苯丙酮酸尿癥 (40)
第三章代謝綜合征與胰島素抵抗 (44)
**節代謝綜合征概念及其診斷標準 (44)
第二節代謝綜合征與肥胖 (45)
第三節胰島素抵抗 (48)
第四節胰島素抵抗與糖尿病、高血壓及血栓性疾病的發生機制 (52)
第五節代謝綜合征發病機制和防治 (54)
第四章血管內皮細胞與疾病 (57)
**節血管內皮細胞的功能 (57)
第二節血管內皮細胞的病理生理 (65)
第三節血管內皮細胞的藥理學 (67)
第五章急性肺損傷 (69)
**節急性肺損傷的發病機制 (69)
第二節急性肺損傷的臨床表現和診斷 (74)
第三節急性肺損傷對於其他器官的影響 (75)
第四節急性肺損傷的治療 (75)
第六章全身炎癥反應綜合征 (80)
**節全身炎癥反應綜合征概述和病因 (80)
第二節全身炎癥反應綜合征始動環節 (81)
第三節全身炎癥反應綜合征診斷標準和分期 (82)
第四節全身炎癥反應綜合征發病機制 (83)
第七章多器官功能障礙綜合征 (89)
**節多器官功能障礙綜合征概述及分型 (89)
第二節多器官功能障礙綜合征的臨床表現及分期 (90)
第三節機體主要器官的功能和代謝障礙 (92)
第四節多器官功能障礙綜合征的診斷標準 (96)
第五節多器官功能障礙綜合征的防治 (99)
第八章前列腺素與疾病 (112)
**節概述 (112)
第二節前列腺素類物質在基本病理過程中的作用 (114)
第三節前列腺素類物質與疾病的關繫 (116)
第四節前列腺素繫統藥物在臨床上的應用 (122)
第九章基因突變與疾病 (124)
**節基因突變的概念和原因 (124)
第二節基岡突變的特征、類型和意義 (129)
第三節基因突變與基因病 (133)
第四節基因病的發病機制 (135)
第五節基因突變與腫瘤 (143)
第六節基因診斷與治療的病理生理基礎 (146)
第十章衰老 (149)
**節衰老機制 (149)
第二節衰老的生理及病理變化 (151)
第三節抗衰老 (154)
第四節衰老相關性疾病 (157)
第五節衰老與抗衰老研究策略與展望 (162)
第十一章造血干細胞的基礎與臨床 (165)
**節造血干細胞的相關基礎 (165)
第二節造血干細胞移植技術 (168)
第三節造血干細胞移植的臨床應用 (169)
第四節造血干細胞移植後患者生存質量及展望 (174)
第十二章腫瘤的治療 (175)
**節概述 (175)
第二節腫瘤的外科治療 (178)
第三節腫瘤的放射治療 (179)
第四節腫瘤的化學治療 (180)
第五節腫瘤的生物治療 (182)
第十三章高壓氧療與氧中毒 (188)
**節高壓氧治療的物理學基礎 (188)
第二節呼吸生理 (192)
第三節氧療與高壓氧治療的基本原理 (194)
第四節高壓氧對機體生理功能的影響 (197)
第五節高壓氧的副作用 (201)
第十四章腦死亡 (206)
**節腦死亡的概念和原因 (206)
第二節腦死亡時的病理、病理生理變化 (208)
第三節腦死亡的臨床表現 (209)
第四節腦死亡的臨床判定標準與鋻別診斷 (214)
第五節關於腦死亡立法問題 (220)
參考文獻 (221)
中英文名詞對照 (223)

在線試讀

**章生物膜與疾病
在細胞生命形成的早期，正是由於細胞膜的出現，纔使得生命的化學反應從周圍的環境體繫中脫離出來，成為獨立的反應體繫。生物膜在分割細胞內外的界限時，也劃分出了生命的基本單位——細胞。細胞通過生物膜與外界分割，又要通過生物膜與外界接觸，進行物質能量交換和信號傳導等。人體作為一個復雜的多細胞生物，其疾病的發生很少僅僅局限於單個細胞內，而是要涉及多細胞之間的關繫，也就是要涉及生物膜。可以毫不誇張地說，幾乎所有人類疾病都要與生物膜的改變發生或多或少的聯繫。
生物膜基礎研究的進展極大地激發了人們對疾病狀態下生物膜的改變、生物膜在疾病的預防與治療等實際醫學問題的研究興趣。許多疾病可出現膜的異常變化，這些改變可能是某些疾病的發病環節或後果。目前對於生物膜與疾病等方面的研究是當前分子生物學、細胞生物學中一個十分活躍的研究領域。
**節生物膜的組成
細胞是人體和其他生物體一切生命活動的結構與功能的基本單位，包括細胞膜、細胞質、細胞核三部分。細胞膜又稱質膜，除此之外，細胞中還含有內膜繫統，如核膜、線粒體膜、葉綠體膜、滑面內質網膜及溶酶體膜等細胞器膜。細胞膜和細胞器膜統稱為生物膜。
生物膜是指鑲有蛋白質和糖類的磷脂雙分子層，蛋白質約占30%~40%，脂質約占40%~50%，糖類約占5%。生物膜具有紙片樣結構，厚度約為5~8nm。雖然不同細胞的膜蛋白質和脂類的比例差異很大，但是都具有蛋白質、脂類、糖類等成分(表1-1)。例如，神經髓鞘的生物膜中脂質占80%，蛋白質占20%，而線粒體膜中蛋白質占80%，脂質僅占20%。這種組成上的差異與其功能有關。另外，從一個細胞的膜組分上來看，也並非是一成不變的，其可隨細胞的生長、分化、外界病毒感染等條件改變而改變。
表1-1 不同生物膜中的蛋白、脂和糖類的比例(%)
一、膜蛋白
動物細胞質膜上包含各種酶蛋白、載體和通道蛋白、受體蛋白等。膜蛋白(membrane protein)的存在賦予生物膜特殊的功能。這些膜蛋白鑲嵌在膜脂質雙層中，可以在脂質雙層中流動，從而使得膜蛋白功能的實現具備了一定的環境條件。
根據膜蛋白在膜內的定位以及使膜蛋白與膜分離的條件不同，可將膜蛋白分為內嵌蛋白(intrinsic protein)、外周蛋白(extrinsic protein)、脂錨定蛋白(lipid-anchored protein)三種。
(一) 內嵌蛋白
內嵌蛋白又稱整合蛋白(integral protein)或跨膜蛋白(transmembrane protein)，指部分或全部鑲嵌在細胞膜中或內外兩側。內嵌蛋白一般不溶於水，依靠與膜脂類間疏水作用與脂雙層緊密結合。要使內嵌蛋白與膜分離開，必須使用可破壞疏水作用的試劑，如有機溶劑、變性劑、去污劑等。
大多數內嵌蛋白含有一個或多個富含疏水性氨基酸殘基的跨膜區段，因為這些肽段的周圍是脂類分子，又缺乏水和它們之間形成氫鍵，這些肽段趨向於折疊成α螺旋、β折疊結構。如紅細胞膜表面血型糖蛋白，有131個氨基酸殘基組成，靠近N端的結構域，位於膜的外表面上，可以被胰蛋白酶斷裂，分子中的所有糖殘基都位於該結構域中，而靠近C端的結構域則伸進膜的內側。無論是N 端還是C 端的結構域都含有許多極性的或帶電荷的氨基酸殘基，但是靠近肽段中部約19個氨基酸殘基組成的片段(Leu75-Tyr93)主要含有疏水的氨基酸殘基，形成一跨膜的α螺旋片段，陷入(貫入)脂雙層(圖1-1)。
圖1-1 內嵌蛋白(a)和紅細胞膜表面血型糖蛋白(b)
(二) 外周蛋白
外周蛋白又稱附著蛋白(protein-attached)，位於脂雙層的表面。主要是通過非共價鍵附著在脂的極性頭部，或內嵌蛋白親水區的一側，從而間接與膜結合。一般通過離子鍵或與磷脂的極性頭部與膜內嵌蛋白親水結構域之間的氫鍵等與膜疏松結合。因而可通過改變pH、離子強度、加入螯合劑除去鈣離子等，使大多數的外周蛋白與膜分離(圖1-2)。
圖1-2 外周蛋白
(三) 脂錨定蛋白
脂錨定蛋白又稱脂連接蛋白(lipid-linked protein)，通過共價鍵的方式同脂分子結合，位於脂雙層的外側。同脂的結合有兩種方式，一種是蛋白質直接結合於脂雙分子層，另一種方式是蛋白質並不直接同脂結合，而是通過一個糖分子間接同脂結合(圖1-3)。
圖1-3 脂錨定蛋白
另外，還存在一類與蛋白質、脂質和聚糖共價連接的糖綴合物，由於所含的脂質為磷脂酰肌醇，所以稱為糖基磷脂酰肌醇錨合蛋白(GPI-pr)。
20世紀80年代末期發現的GPI錨合蛋白，是由一分子磷脂酰肌醇(PI)、一個聚糖核心和一分子乙醇胺構成。在細胞表面結合蛋白的PI 段插入質膜的脂雙層中，其中乙醇胺端通過一個酰胺鍵與蛋白質分子的羧基端相連，蛋白質分子通過這種形式被錨定在細胞膜上。GPI蛋白的分布極廣，大多數原核生物和真核生物，如酵母、無脊椎動物以及哺乳動物的血液、肝、腎等組織都有。糖基磷脂酰肌醇錨合蛋白參與信息傳遞等許多功能。
膜蛋白充當了特殊的泵(pump)、通道(channel)、受體(receptor)、能量轉化器(energy transducer)和酶(enzyme)。膜蛋白承擔和執行著生物膜的各種功能，不同功能的細胞的膜蛋白的含量差別極大(圖1-4)。
圖1-4 膜蛋白的某些功能
二、膜脂
脂質不同於蛋白質及糖，它不溶於水，極易溶於脂溶劑，有其自身的特性。膜脂(membrane lipid)主要分磷脂、膽固醇和糖脂三類。不同細胞其脂質的組成差異很大。
由於這三種膜脂都是兼性分子(同時具有疏水和親水兩部)，而膜結構的基礎就是建立在膜脂主要成分——磷脂的兼性特性上。磷脂兼性分子能夠自組裝成各種膜樣微結構，包括微團、膜泡、脂質體、微管狀和脂雙層等，其構成具有油樣區和較大界面的微相。這些二維分子聚集體把暴露於水並與水不溶的烴鏈面積減少到*小。在生物膜參與的許多生物過程都利用了膜脂兼性分子的特性。
(一) 磷脂
磷脂分為甘油磷脂(phosphoglyceride，PG)和鞘磷脂(sphingomyelin，SM)。磷脂和糖脂中的脂肪酸鏈通常含有偶數碳原子，以16或18個碳原子的脂肪酸*多。在動物體內，膜磷脂、糖脂中的脂肪酸一般是不飽和脂肪酸，且雙鍵構型是順式的。
1. 甘油磷脂分子中，甘油骨架的**、第二位碳原子上分別結合一分子脂肪酸，第三位碳原子上結合一分子磷酸基，這種結構的化合物稱為磷酸脂(phosphatidic acid，PA)，是磷脂類化合物的基本結構。當磷脂酸分子中的磷酸基與絲氨酸、乙醇胺、膽堿或肌醇結合可以分別生成磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine，PS)、磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine，PE，又稱腦磷脂)、磷脂酰膽堿(phosphatidyl choline，PC，又稱卵磷脂)和磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol，PI)，其中以卵磷脂在細胞膜中含量**。它們對生物膜起著支撐作用。此外磷脂酰肌醇(PI)的衍生物——PIP、IP2、IP3 以及二酰甘油(DG)等還是信號分子。
2. 鞘磷脂生物膜上鞘磷脂的含量低於甘油磷脂，是鞘氨醇的衍生物，鞘氨醇氨基上的一個氫原子被一長鏈的不飽和脂肪酸取代，而鞘氨醇的羥基被磷酸膽堿酯化。
甘油磷酯占膜脂大多數，包括甘油骨架、兩個脂肪酸和磷酸化的醇。磷脂因含有磷酸基團而具有一個親水頭部，又因含有兩條長脂肪酸鏈而具有兩條疏水尾部，故稱之為雙親性分子(amphipathic molecule)或兼性分子。膜磷脂的極性頭部排列在外與水溶性環境相鄰，而它的非極性“尾巴”互相聚集排列在內部以避免與水接觸。這使得膜脂質呈雙分子層排列，進而組成了細胞骨架結構的理化基礎。
磷脂在膜脂質雙層兩側的分布是不對稱的，有些磷脂主要存在於膜脂質雙層一側而不存在於另一側。PC 及鞘磷脂主要分布在膜的外側，而PE、PS主要分布在膜的內側。其中神經酰胺、鞘氨醇-1-磷酸等是信號分子，鞘脂還參與膜的運輸、離子通道的調節、膜的粘連等。
(二) 膽固醇
質膜中的固醇，以膽固醇為*重要，膽固醇酯較少。膽固醇與其他脂分子的結構差別很大，分子質量比其他膜脂小，沒有長的脂肪酰鏈。其多分布在脂質雙層的中心區域呈液晶狀態，可以流動，具有雙向調節流動性的作用。
膽固醇的量與磷脂常有一定的比例，因此可以通過測定膽固醇/磷脂的比例(C/P比值)，來鋻定膜結構是否有異常改變。
(三) 糖脂
糖脂即含糖的脂質。糖脂種類很多，不同糖脂分子中，不僅脂肪酸碳氫鏈的長短不一，飽和程度不同，而且所含的糖的種類也相差較大，有單糖、多糖等。它分為糖鞘氨脂及糖甘油脂。
糖鞘氨脂分子中含有鞘氨醇、脂肪酸和糖；糖甘油脂中以甘油代替了鞘氨醇，植物及細菌細胞膜中含有較多的甘油糖脂。鞘糖脂分布廣泛，幾乎所有的動物細胞膜中都含有它。在鞘糖脂分子中，鞘氨醇氨基中的一個氫被脂酰基取代，一個或多個糖分子與鞘氨醇的羥基連接。
圖1-5 脂質存在形式
生物膜基本上是脂雙層結構，即磷脂雙分子層，但是各種生物膜的相結構成分並不是單一形式，任何給定的膜也不都是僅以脂雙層結構存在。某一膜內有可能同時存在幾種相結構。膜脂分子可以存在於脂雙層、非脂雙層構像和混合相。脂雙層構像包括液晶或流體相、固相或凝膠相。非脂雙層構像包括六角形相、倒六角形相、立方體相或倒立方體相。此外生物膜存在一種特殊的微區結構，即脂筏和質膜微囊(圖1-5)。
三、膜糖
膜糖約占膜重量的1%~5%，糖含量的多少依細胞的不同而不同。細胞質膜上所有的膜糖都位於質膜的外表面，內膜繫統中的膜糖則位於內表面。自然界存在的單糖及其衍生物有200多種，而在動物細胞膜上的主要是N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖等7種單糖及其衍生物，它們共價連接於膜脂或膜蛋白上。
糖鏈具有高極性甚至負電性，膜表面糖鏈的存在使與之連接的膜蛋白不易從脂雙層中滑出或翻跟鬥，有利於膜蛋白三維結構的穩定和有效正確的定向、定位與拋錨。從而提高膜的穩定性，增強膜蛋白對細胞外基質中蛋白酶的抗性。同時膜糖也參與細胞的信號識別、細胞的黏著，如同某些糖脂一樣，膜蛋白中的糖基是細菌和病毒感染時的識別和結合位點。另外，糖蛋白中的糖基還幫助新合成蛋白質進行正確的運輸和定位。因而，膜糖在細胞的生命活動中具有重要作用。
ABO血型決定子(determinant)，即ABO血型抗原，它是一種糖脂，其寡糖部分具有決定抗原特異性的作用。人的血型是由紅細胞膜脂或膜蛋白中的糖基決定的。A血型的人紅細胞膜脂寡糖鏈的末端是N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)，B血型的人紅細胞膜脂寡糖鏈的末端是半乳糖(Gal)，O型則沒有這兩種糖基，而AB型的人則在末端同時具有這兩種糖。
第二節生物膜的結構
歷史上出現過四種生物模型：①三明治結構模型(Sandwich model)；②單位膜模型(unit membrane model)；③流動鑲嵌模型(fluid mosaic model)；④脂筏模型(lipid rafts model)。其中前兩種是人們對生物膜結構的早期認識，目前比較流行的是後面兩種模型。
一、流動鑲嵌模型
“流動鑲嵌模型”在1972年由Singer和Nicolson提出。流體鑲嵌模型首先強調膜結構的流動性。它認為脂類雙分子層(脂雙層)構成膜的連續骨架，但它不是固定不動的，而是一種具有流動性特點的結構，即脂類分子和蛋白質分子在膜中總是處於流動變化之中。其次，該模型強調了脂類分子與蛋白質分子之間的鑲嵌關繫，即蛋白質分子以不同程度的鑲

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