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休克时的细胞损伤是器官衰竭的常见机制，细胞损伤首先表现为生物膜损伤。休克时细胞生物膜损伤首先表现为细胞膜和细胞器膜通透性增加，Na泵障碍，使细胞眼中的K逃逸，细胞外的Na向细胞内加水，造成细胞水肿和细胞器肿胀；细胞膜上的腺苷酸环化酶系统受损，导致细胞内各种代谢过程紊乱。线粒体损伤首先表现如下。
呼吸功能和ATP合成受到抑制，然后线粒体结构发生改变，线粒体明显肿胀，甚至溶酶体膜通透性增加，溶酶体肿胀，释放的溶酶体酶增多，甚至溶酶体膜破裂。细胞损伤的主要原因是缺氧、酸中毒、内毒素和氧自由基的过量产生，直接或间接破坏生物膜系统的功能和结构。
因为细胞的完整性对维持细胞的生命活动起着重要的作用，当细胞膜的完整性受损时，细胞开始遭受不可逆的损伤。
为了改善细胞代谢和防止细胞损伤，可以使用溶酶体膜稳定剂如糖皮质激素、前列腺素(PGI2、PGE1)和组织蛋白酶抑制剂。山莨菪碱能抑制Ca2内流，保护溶酶体膜。近年来，氧自由基清除剂，如超氧化物歧化酶(SOD)、亚硒酸钠、维生素C等。还可以预防或减轻细胞损伤。
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