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第三节 高血压
高血压(hypertension)是以体循环动脉血压持续升高为主要表现的疾病,一般成人收缩压≥140mmHg(18.6kPa)和(或)舒张压≥90mmHg(12.0kPa),可诊断为高血压。收缩压和舒张压均随年龄的增长而升高,但舒张压升高不明显,因此舒张压升高是判断高血压的重要依据。高血压可分为原发性(essential)和继发性(secondary)两类。原发性高血压(占90%~95%)是一种原因未明的、以体循环动脉血压持续升高为主要表现的独立性全身性疾病,又称高血压病(hypertensive disease)。继发性高血压(占5%~10%)是指患有某些疾病时出现的血压升高,如慢性肾疾病、肾动脉狭窄所引起的肾性高血压,肾上腺和垂体的肿瘤等所引起的内分泌性高血压。这种血压升高只是某种疾病的症状之一,因此也称为症状性高血压(symptomatic hypertension)。
原发性高血压是人类最常见的心血管疾病之一,多见于中、老年人,增高的血压对血管的功能和结构都造成影响,基本病变为细、小动脉硬化,常引起心、脑、肾及视网膜等脏器病变,并伴有相应的临床表现。多数病程漫长,症状显隐不定,常在不被重视的情况下发展至晚期。晚期发生左心室肥大、双肾弥漫性颗粒性固缩、脑出血等严重并发症。本节仅叙述原发性高血压。
高血压的诊断标准见表5-1。
表5-1 高血压的分期(美国全国联合委员会2003/中国2005)
注:1mmHg = 1.333kPa
一、病因和发病机制
(一)病因
原发性高血压病因尚未完全清楚,目前比较明确的致病因素有如下几种:
1.遗传因素
遗传是高血压发病的重要因素,约75%的高血压患者有遗传素质(genetic predisposition)。双亲均有高血压病史者与无高血压家族史者相比,高血压患病率高出2~3倍,单亲有高血压病史者高血压患病率高出1.5倍。高血压患者、有高血压家族史而血压正常者及有高血压倾向者,血清中有一种激素样物质,可抑制细胞膜的Na +/K + ATP酶的活性,导致细胞内Na +、Ca 2+浓度升高,肾上腺素能受体密度增加,血管反应性加强,细、小动脉壁平滑肌收缩加强,促使血压升高。尚未发现特殊的基因缺陷可引起高血压,但有三种遗传型高血压被认定是由单基因突变导致:①糖皮质激素可治性醛固酮增多症(GRA),具有常染色体显性遗传性高血压;②真性盐皮质激素过多综合征(AME),具有常染色体隐性遗传性高血压;③Liddle综合征(Liddle syndrome),具有常染色体显性遗传性高血压。目前认为高血压极可能是多基因遗传病。血管紧张素基因多态性与原发性高血压有关。
2.环境因素
(1)膳食电解质因素:
摄Na +过多可引起高血压。日均摄盐量高的人群高血压患病率明显高于日均摄盐量低的人群,减少日均摄盐量或用药物增加Na +的排泄均可降低高血压的发病率。WHO建议每人每日摄盐量应控制在5g以下,可起到预防高血压作用。K +和Ca 2+摄入不足也易导致高血压。多食蔬菜(富含K +)和高钙饮食可降低高血压患病率。
(2)职业和社会心理应激因素:
精神长期或反复处于紧张状态的职业,高血压病患病率比对照组高。能引起严重心理障碍的社会应激因素,如暴怒、过度惊恐和忧伤等,可改变体内激素平衡,从而影响所有代谢过程,导致高血压的发生发展。
(3)其他因素:
超重或肥胖、吸烟、年龄增长和缺乏体力活动等,也是血压升高的重要危险因素。肥胖儿童高血压的患病率是正常体重儿童的2~3倍,高血压患者中,约1/3有不同程度肥胖。阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea,OSA)的患者60%~80%有高血压。
(二)发病机制
关于原发性高血压的发病机制曾有许多学说,如精神神经源学说、内分泌学说、肾源学说、遗传学说和摄钠过多学说等。但是没有哪一个学说能完全解释高血压的发病,表明高血压的发病机制是复杂的,可能该病是由彼此相互影响的多种因素共同作用的结果,这些因素包括遗传、环境、神经内分泌、体液等。
动脉血压等于心输出量和外周阻力的乘积。心输出量受心率、心收缩力及血容量的影响;外周阻力受神经、体液因素及局部自动调节因素的影响。因此,任何能引起血容量、心率、心收缩力、外周阻力增加的因素,都可能使动脉血压升高。肾在血压调解中起重要的作用,通过肾素-血管紧张素系统,肾脏影响外周阻力和钠平衡,从而调节血压。
肾素是一种蛋白酶,可以将血管紧张素原裂解为血管紧张素Ⅰ,在内皮细胞表面的血管紧张素转化酶(ACE)的作用下,血管紧张素Ⅰ转变为血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ在高血压发病中是中心环节,血管紧张素Ⅱ可直接引起细、小动脉强烈收缩,引起血压升高。血管紧张素Ⅱ也作用于中枢神经系统的中心,控制交感神经兴奋和刺激肾上腺皮质分泌醛固酮。醛固酮作用于肾小管,增加钠离子的重吸收,增加全身体液容量。因此,肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)升高血压的三种主要机制包括:①增加交感神经的兴奋性;②增加肾上腺皮质激素的分泌;③引起血管收缩。细、小动脉的收缩,还可因血管平滑肌对血管收缩物质敏感性的增加而引起,如平滑肌细胞Na +、Ca 2+跨膜转运的遗传缺陷,可致细胞内Ca 2+增加,平滑肌收缩,使血压升高。原发性高血压的发病机制主要涉及三条相互重叠的途径:
1.钠水潴留
该机制的核心是各种原因引起Na +潴留,从而引起水潴留,使血浆和细胞外液容量增加,致心输出量增加,血压升高。此外,外周血管具有自动调节心输出量的机制,因为血管壁平滑肌内Na +、Ca 2+浓度增高,使动脉壁平滑肌收缩性增强,以限制组织灌注。随着血管收缩,外周阻力增加,也可引起血压升高。前述的发病因素中,遗传因素与摄钠过多的结果都是导致钠水潴留,使血压升高。丘脑-垂体-肾上腺活动增强时,肾上腺皮质分泌醛固酮增多,使肾排Na +减少,导致钠水潴留,升高血压。
2.功能性血管收缩
该途径是指外周血管(细、小动脉)的结构无明显变化,仅平滑肌收缩使血管口径缩小,从而使外周阻力增加,导致血压升高。凡能引起血管收缩物质增多的因素,都可通过这条途径引起血压升高。如精神心理上的长期过度紧张、焦虑、烦躁等,可致大脑皮质高级中枢功能失调,对皮质下中枢调控能力减弱以致丧失,当血管舒缩中枢产生以收缩为主的冲动时,交感神经节后神经纤维则分泌多量的去甲肾上腺素,作用于细小动脉平滑肌α受体,引起细小动脉收缩或痉挛,致血压升高。另外,交感神经兴奋可导致肾缺血,刺激球旁装置的ε细胞分泌肾素。
3.结构性血管壁增厚
该途径是指外周血管(细、小动脉)的增厚主要是由于血管平滑肌细胞的增生与肥大所致。遗传性的血管平滑肌生长和结构缺陷,是血管平滑肌细胞的增生与肥大的原因。血管收缩因子(如血管紧张素Ⅱ)还可作为生长因子而起作用,引起平滑肌细胞增生、肥大和基质的沉积。
此外,高血压患者存在血管内皮功能紊乱,表现为内皮NO水平或活性下降、局部RAAS过度激活及类花生四烯酸物质代谢异常。50%的高血压患者具有胰岛素抵抗和高胰岛素血症,高胰岛素血症通过引起钠水潴留、内皮细胞功能紊乱、提高RAAS的兴奋性及刺激血管SMCs增殖等机制使血压升高。
二、类型和病理变化
原发性高血压(高血压病)分为良性高血压和恶性高血压两类。
(一)良性高血压
良性高血压(benign hypertension)也称缓进型高血压(chronic hypertension),约占原发性高血压的95%。一般起病隐匿,病程长,进展缓慢,可达十数年甚至数十年,多见于中、老年人,最终常死于心、脑病变,死于肾衰者少见。根据病变进程可将本病分为三期。
1.功能紊乱期
为高血压早期病变,表现为全身细、小动脉间歇性痉挛,血管痉挛时血压升高,当血管痉挛缓解后,血压可恢复到正常水平。血压处于波动状态,呈间歇性增高,一般舒张压常在90~100mmHg。细、小动脉无明显结构改变,心、肾、脑、眼底均无明显器质性损害。患者可有头痛、头昏。此期如及时采取治疗措施,血压可恢复正常。
2.动脉病变期
此期主要表现为细动脉玻璃样变、小动脉纤维硬化。
(1)细动脉硬化(arteriolosclerosis):
表现为细动脉玻璃样变,是良性高血压最主要的病变特征,最易累及肾小球入球动脉和视网膜动脉。细动脉是指中膜仅有1~2层SMCs的或直径< 0.3mm的最小动脉。由于细动脉反复或持续性痉挛,管壁缺氧,加之增高血压的机械性刺激,内皮细胞和基底膜受损而使内膜通透性升高,血浆蛋白漏入内皮下间隙。同时内皮细胞及中膜SMCs分泌ECM增多,继而SMCs因缺氧而凋亡,血管壁逐渐被血浆蛋白和ECM所代替,发生玻璃样变性。随疾病发展,内皮下方的玻璃样物质积聚越来越多,细动脉管壁增厚呈红染均质的玻璃样,管腔变小,弹性减弱、变脆(彩插图5-14)。
图5-14 高血压之肾细动脉硬化
肾小球入球细动脉(↑)玻璃样变性,表现为管壁增厚呈红染、均质状,管腔狭窄甚至闭塞
(2)小动脉硬化(arteriosclerosis):
由于持续性动脉压升高,肌性小动脉内膜亦有血浆蛋白漏入,内膜胶原纤维及弹力纤维增生,内弹力膜分裂。中膜SMCs增生、肥大,胶原纤维和弹性纤维增多(见彩插图5-15)。最终导致血管壁增厚,管腔缩小,管壁弹性减弱。主要累及肾弓形动脉、小叶间动脉及脑的小动脉等。
图5-15 高血压之肾细、小动脉硬化
肾小叶间动脉内膜增厚,中膜SMCs增生、肥大,胶原纤维和弹性纤维增多,为纤维性硬化
(3)中动脉及大动脉:
这些动脉内膜弹力纤维增生,中膜SMCs增生、肥大,血管壁增厚,可伴AS性病变。
此期患者血压进一步升高,失去了波动性,一般舒张压持续超过110mmHg。心电图显示左心室轻度肥大,尿中可有少许蛋白。患者常有眩晕、头痛、疲乏、心悸等症状。
3.内脏病变期
为高血压后期病变,由于细、小动脉硬化的进一步发展,许多内脏器官均可受累,其中最主要的是心脏、肾脏、脑和视网膜。
(1)心脏:
主要病变是代偿性左心室肥大。由于细、小动脉硬化,外周阻力增加,血压持续性升高,左心室需加强收缩力以克服外周阻力,左心室发生代偿性肥大。心脏重量增加,超过400g(正常男性260g,女性250g)。左心室游离壁及室间隔均质性增厚,可达1.5~2.5cm(正常≤1cm),乳头肌和肉柱增粗、变圆,但心腔不扩张,称为向心性肥大(concentric hypertrophy)(图5-16)。光镜下,心肌细胞变粗、变长,核大、深染呈矩形。病变继续发展,间质毛细血管与每一个肥大的心肌纤维中心的距离增大,肥大心肌纤维逐渐出现供血不足,心肌收缩力减弱,左心室失代偿,心腔扩张,称为离心性肥大(eccentric hypertrophy)。心脏舒张功能障碍是最常见的由高血压引起的功能异常,它可以导致淤血性心力衰竭,是高血压患者最常见的死亡原因之一。
单独由高血压引起的心脏病称为高血压性心脏病(hypertensive heart disease)。患者收缩压常在180mmHg以上,舒张压可达120mmHg。叩诊左心界向左向下扩大,ECG及X线显示左心室肥大。
(2)肾脏:
病变表现为原发性颗粒性固缩肾,又称为细动脉性肾硬化(arteriolar nephrosclerosis)。肉眼观,双肾对称性体积缩小,质地变硬,重量减轻,一侧肾重量一般小于100g(正常成年约150g)。表面布满无数均匀的红色细颗粒。切面,肾皮质变薄,一般在2mm左右(正常厚3~5mm)。皮髓质界限模糊,肾盂和肾周围脂肪组织明显增生。光镜下,肾脏细、小动脉硬化明显。肾小球入球小动脉玻璃样变,小叶间动脉及弓形动脉内膜增厚。病变严重区域的肾小球因缺血发生萎缩、纤维化和玻璃样变,相应的肾小管因缺血而萎缩和消失。肾间质结缔组织增生及淋巴细胞浸润。肾实质萎缩,纤维化和增生的间质纤维结缔组织收缩,使肾脏表面呈现凹陷。健存的肾小球发生代偿性肥大,所属肾小管代偿性扩张,使局部肾组织向表面突起,形成肉眼所见的肾脏表面的弥漫性的细小颗粒状。晚期由于病变的肾单位越来越多,肾血流量逐渐减少,肾小球滤过率逐渐降低。患者可发生水肿、蛋白尿及管型。严重者可出现尿毒症的临床表现。
图5-16 高血压心脏病代偿期
左心室向心性肥大,心腔不扩张,主动脉瓣与二尖瓣无明显变化
(3)脑:
由于脑细小动脉痉挛和硬化,患者可出现一系列脑部变化。①高血压脑病:由于脑内细、小动脉痉挛和硬化,脑组织缺血,毛细血管通透性增加,发生脑水肿和颅内高压,导致以中枢神经功能障碍为主要表现的综合征,称为高血压脑病(hypertensive encephalopathy)。患者可出现头痛、头晕、眼花等症状。有时在短期内病情显著恶化,血压急剧升高,收缩压可上升80~100mmHg,舒张压可增高30~50mmHg,称为高血压危象(hypertensive crisis)。患者有意识模糊、剧烈头痛、恶心、呕吐、视力障碍及抽搐等症状。②脑软化:常发生于壳核、丘脑、脑桥和小脑。由于脑的细、小动脉硬化、痉挛,导致其供血区域脑组织发生多数的小坏死灶(直径< 1.5cm),即微梗死灶(microinfarct)。光镜下,梗死灶组织液化坏死,形成质地疏松的筛网状病灶,称之为脑软化(cerebral softening)。最终坏死组织被吸收,由周围胶质细胞产生胶质,形成胶质瘢痕。③脑出血(cerebral hemorrhage):俗称卒中(stroke),是高血压最严重的并往往是致命性的并发症。多为大出血灶,常发生在基底核、内囊,其次为大脑白质、脑桥和小脑。出血区域脑组织完全被破坏,形成囊腔状,其内充满坏死组织和凝血块(图5-17)。有时,出血范围甚大,可破裂入侧脑室。患者常骤然发生昏迷、呼吸加深和脉搏加快。严重者可出现陈-施(Cheyne-Stokes)呼吸、瞳孔与角膜反射消失、肢体弛缓、腱反射消失、大小便失禁等。内囊出血者可引起对侧肢体偏瘫和感觉丧失。出血灶破入脑室时,患者发生昏迷,常导致死亡。左侧脑出血常引起失语。脑桥出血可引起同侧面神经麻痹及对侧上、下肢瘫痪。脑出血可因血肿占位及脑水肿引起颅内高压,并发脑疝形成。多数脑出血导致患者死亡,尤其是内囊和脑桥的出血。小的血肿可被吸收,胶质瘢痕修复。中等量的出血灶可被胶质瘢痕包裹,形成血肿或液化成囊腔。
图5-17 高血压之大脑出血(冠状切)
大脑左侧基底核区域出血,同侧侧脑室被挤压变得偏位、狭窄
引起脑出血的原因可归纳为三种情况:①脑细、小动脉硬化、痉挛,局部脑组织缺血,细、小动脉通透性增加,引起漏出性出血;脑细、小动脉硬化,血管壁变脆,血压升高时可破裂出血;②脑血管硬化致使其管壁弹性下降,局部膨出可形成微小动脉瘤(microaneurysm),伴有AS的高血压患者脑内也可发生微小动脉瘤,由于血压不断升高,可致微小动脉瘤破裂出血;③脑出血多见于基底核区域,尤以豆状核最常见。因为供应该区域血液的豆纹动脉从大脑中动脉呈直角分出,受到大脑中动脉压力较高的血流冲击,易使已有病变的豆纹动脉破裂出血。
(4)视网膜:
视网膜中央动脉亦常发生硬化。眼底血管是人体内唯一能被窥视的小动脉。高血压眼底改变包括血管和视网膜病变,按Keith-Wagener分类法分为四级,即Ⅰ级为视网膜小动脉轻度狭窄和硬化,动脉变细;Ⅱ级为小动脉中度硬化和狭窄,动静脉交叉压迫现象,动脉反光增强呈银丝状;Ⅲ级为视网膜水肿、渗出和出血;Ⅳ级为视乳头水肿。因视乳头水肿,视网膜渗出和出血,患者视物模糊。
(二)恶性高血压
恶性高血压(malignant hypertension)也称急进型高血压(accelerated hypertension),较少见,仅占原发性高血压的5%左右,多发生于青壮年。起病急,血压显著升高,常超过230/130mmHg,病变进展迅速,可发生高血压脑病,或较早即出现肾功能衰竭。恶性高血压多为原发性,部分可继发于良性高血压。
恶性高血压特征性病变是坏死性细动脉炎(necrotizing arteriolitis)和增生性小动脉硬化(hyperplastic arteriolosclerosis)。内皮细胞完整性丧失,细动脉和小动脉通透性增高,血浆蛋白进入血管壁,纤维素沉积,形成纤维素样坏死,周围单核细胞和中性粒细胞浸润,即为坏死性细动脉炎。小动脉内膜增厚伴SMCs增生,胶原等基质增多,使血管壁呈同心层状增厚,如洋葱皮样(onion-skin),即为增生性小动脉硬化。病变主要累及肾和脑血管,常致肾、脑发生缺血性坏死和出血等,严重损害肾、脑功能。患者大多死于尿毒症、脑出血或心力衰竭。
问题与思考
原发性高血压可分为几种类型?各自具有什么病变特征?
案例5-1
病史摘要:杨某,男,50岁,工人。患高血压已20余年,常觉头晕头痛,血压波动于200/100~250/110mmHg之间。医生嘱其积极治疗并适当休息,但他坚持工作。近两年来,感觉劳累后心慌气短,体力减退。一年来每于工作后出现呼吸困难,不能平卧,咳嗽、吐泡沫状痰等症状,并发现尿少、双下肢水肿。半年来感觉双下肢发凉、发麻、行动时腿痛明显,休息后好转,上述症状逐渐加重。近几天来右脚剧痛,足背动脉搏动消失。皮肤逐渐变黑。完全不能活动,作右小腿截肢术。最后病人因心功能不全抢救无效死亡。
尸检摘要:心脏肥大,左心室壁片状灰白色瘢痕灶。主动脉及冠状动脉硬化。慢性肺淤血、肝淤血及肝脂肪变性。双肾缩小变硬,肾表面呈弥漫的细颗粒状。脾淤血及脾细动脉透明变性。
右足胫前动脉内血栓形成,右足坏疽。
思考:
1.心脏产生病变的原因是什么?
2.病人近一年来发生呼吸困难、吐泡沫痰、尿少、双下肢水肿如何解释?
3.肝脂肪变性的原因是什么?
4.右足胫前动脉内为什么有血栓形成?
5.为什么右足发生坏疽?该坏疽多可能属于哪一种类型?