1、http:/,第四章 缺 氧,高等教育出版社,新乡医学院病理生理学教研室 高建芝,http:/,本 章 主 要 内 容,缺氧的原因，分类和血氧变化特点,2,缺氧时机体的功能和代谢变化,3,缺氧治疗的病理生理基础,4,常 用 的 血 氧 指 标,1,氧气的获得和利用,氧气的获得和利用,外呼吸,内呼吸,气体在血液中的运输,HbO2,HbO2,HbO2,http:/,【低氧血症】 指动脉血氧含量明显降低引起对组织供氧不足。 Oxygen content of the arterial blood is lower than normal that is called hypoxemia.,http:
2、/,第一节 常用的血氧指标,基 本 血 氧 指 标,血氧分压,血氧容量,血氧含量,概念 正常值 影响因素,http:/,【意义】 PaO2高低直接影响动脉血氧含量（O2与Hb结合）、血氧饱和度、 氧弥散速度。,【正常值】 PaO2: (80-110mmHg)；PvO2: 5.32kPa(40mmHg)。,【影响因素】 吸入空气的pO2、肺的呼吸功能、静脉血掺杂程度。,http:/,正常氧分压“梯度”示意图,http:/,氧容量（CO2max） 【定义】 指PO2为19.95kPa(150mmHg)、PCO2为40mmHg和38条件下， 100ml血液中Hb所能结合的最大氧量。,【意义】 血氧容
3、量大小反映血液携氧能力(Oxygen-carrying capacity)。,【正常值】 CO2max: 8.92mmol/L (1.34ml/g15gHb/dl=20ml /dl)。,【影响因素】 Hb的质（Hb结合氧的能力）和量,Hypoxia,http:/,氧含量( CO2 )【定义】 指100ml血液实际含有的O2量称为氧含量。包括结合氧和游离氧。,【意义】 提示血液实际供氧水平。,【正常值】CaO2约8.47mmol/L(19.3ml/dl)；CvO2为5.35mmol/L(14ml/dl)。,【影响因素】 PaO2 & Hb的量与质。,Hypoxia,http:/,【正常值】SaO
4、2：93%98%；SvO2：70%75%。,【意义】 反映Hb与氧的结合程度。,【影响因素】PaO2；血液的PH,T, PaCO2, 2,3-DPG,Factors affecting oxygen dissociation curve,http:/,即当Hb某亚基与O2结合或解离后Hb变构其他亚基的亲O2力orHb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。,机制：与Hb 的变构有关：氧合Hb 为疏松型（R型） 去氧Hb 为紧密型（T型）R型的亲O2力为T型的数百倍,PH7.2,PH7.4,PH7.5,http:/,1.上段:坡度较平坦。表明此时PO2变化大时，,血氧饱和度变化小。意义:保证
5、低氧分压时的高载氧能力。,http:/,2.中段: 坡度较陡。PO2降低能促进大量氧离意义:维持正常时组织 氧供。,3.下段: 坡度更陡。PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。意义:维持活动时组织氧供。,http:/,衍生血氧指标,P50：为反映Hb与O2的亲和力的指标，是指使氧饱和度达到50时的血氧分压。正常成人P50约为3.59kPa（27mmHg)。,动静脉血氧差 ：即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升，说明组织对氧消耗量。,http:/,P50【定义】指使氧饱和度达到50时的血氧分压。,【意义】The P50 indicates affinityof hemoglobin for
6、oxygen.,【正常值】3.473.6 kPa(2627mmHg)。,【影响因素】 H+、CO2 、温度、2、3-DPG,Hypoxia,http:/,动-静脉氧差（A-VdO2）【定义】 指动脉血氧含量减去静脉血氧含量的差值。,【意义】 反映组织从血液摄取的氧量的多少和组织对氧利用的能力。,【正常值】 A-VdO2通常为2. 233.57mmol/L(5ml/dl8ml/dl)。,Hypoxia,影响因素： 组织代谢率， PaO2 ，血液速度 ，Hb与O2的亲和力,http:/,第二节 缺氧的类型、原因和发病机制,肺部摄氧 血液携氧 循环运氧 组织用氧,低动力性缺氧,血液性缺氧,循环性缺氧
7、,http:/,乏氧性,血液性,循环性,组织性,供氧,用氧,缺氧,http:/,一、乏氧性缺氧（Hypoxic hypoxia）,乏氧性缺氧是指由于动脉氧分压降低，或静脉血分流入动脉，动脉血氧含量减少，导致组织供氧不足的缺氧。,吸入气氧分压过低（大气性缺氧） 外呼吸功能障碍 （呼吸性缺氧） 静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）,原 因,http:/,http:/,法 洛 氏 四 联 症,http:/,http:/,低张性缺氧的特点,http:/,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,http:/,HHb,HbO2,2.6g/dl,5g/dl,毛细血管血液中脱氧血红蛋白5g/dl，使皮
8、肤、粘膜呈青紫色。,发 绀(cyanosis),Hb正常的人： 缺氧与发绀是一致的。 Hb不正常的人：缺氧与发绀是不一致的。,如：红细胞增多症患者：5g/dl 发绀（不缺氧）贫血患者 5g/dl 不发绀（缺氧）,http:/,二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia）,血红蛋白含量减少或性质发生改变,血液携带的氧减少， 血氧含量降低， 血红蛋白结合的氧不易释出,缺 氧,http:/,原 因,贫血（anemia）各种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然PaO2和氧饱和度 正常，但氧容量降低，氧含量随之减少。 CO中毒 高铁血红蛋白血症（methemoglobinemi
9、a） 血红蛋白与氧的亲和力异常增高：如输入大量库存血， 或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。,http:/,碳氧血红蛋白血症,CO与Hb的亲和力是O2的210倍，形成HbCO CO与Hb一个血红素结合后，将增加其余3个血红素对氧的亲和力 CO抑制糖酵解，2,3-DPG生成减少，氧离曲线左移,http:/,原 因,贫血（anemia）各种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然PaO2和氧饱和度 正常，但氧容量降低，氧含量随之减少。 CO中毒 高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia） 血红蛋白与氧的亲和力异常增高：如输入大量库存血， 或输入大 量碱性液体；某
10、些血红蛋白病。,http:/, Fe3+与羟基牢固结合，失去携氧能力 剩余的Fe2+与O2亲和力增强，氧离曲线左移,高铁血红蛋白血症,http:/,贫血（anemia）各种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然PaO2和氧饱和度 正常，但氧容量降低，氧含量随之减少。 CO中毒 高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia） 血红蛋白与氧的亲和力异常增高：如输入大量库存血， 或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。,原 因,http:/,血液性缺氧的特点,*皮肤、粘膜颜色 ： 乏氧性缺氧 紫绀 高铁血红蛋白血症咖啡色 碳氧血红蛋白血症樱桃红色,严重贫血病人？,红细胞
11、增多症？,http:/,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,http:/,三、循环性缺氧（Circulatory Hypoxia）,血液循环障碍 供给组织的血液减少,缺 氧,http:/,缺血:,局部性的（如静脉栓塞或静脉炎）；全身性的（如右心衰竭）。,动脉,静脉,毛细血管内压,机制: 血流进入组织血量组织供氧,局部性的（如血管狭窄或阻塞）； 全身性的（如心力衰竭、休克）。,淤血:,http:/,循环性缺氧的特点,http:/,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,http:/,四、组织性缺氧(Histogenous hypoxia),组织细胞利用氧障碍所引起
12、的缺氧,组织性缺氧,抑制细胞氧化磷酸化 线粒体损伤 维生素缺乏,http:/,原 因,cytaa3（FeCNa3） 0.06gHCN可使人死亡,氧化磷酸化的关键:细胞色素分子中的铁通过可逆性氧化还原反应进行电子传递,1.线粒体损伤,http:/,线粒体底物水平磷酸化ATP的生成,氰化物 一氧化碳 硫化氢 叠氮化合物,抗霉素A 苯乙双胍 8-氢-羟基喹啉 萘醌,胍乙腚 巴比妥 鱼藤酮,http:/,3. 线粒体损伤：辐射、细菌毒素,2 .呼吸酶合成：VitB1，B2 ，PP缺乏,http:/,组织性缺氧的特点,由于氧合Hb含量高，皮肤粘膜呈鲜红或玫瑰红,http:/,正常,血液性缺氧,组织性缺氧
13、,循环性缺氧,低张性缺氧,http:/,内毒素血症,肺淤血、水肿,循环障碍,失血 Hb,临床上常为混合性缺氧,失血性休克,http:/,第三节 缺氧对机体的影响,一、呼吸系统的变化,(一)代偿性反应,肺通气量增加是对急性低张性缺氧的最重要代偿反应,http:/,O,2,主动脉体 颈动脉体,肺通气,肺泡通气量,PaO2,PAO2,PaCO2,CO2 对中感器,肺血流量 心输出量,胸廓运动 胸内负压 静脉回流,氧摄取 氧运输,参与呼吸 的肺泡数,呼吸面积,氧弥散,肺血管收缩,局部血流量,肺动脉压,肺上部血流,通气/血流,PaO2,一、代偿性反应,http:/,（二）损伤性变化,高原肺水肿（high
14、 altitude pulmonary edema, HAPE） 进入4000m高原后14d内出现 发病率：5.717.7 临床表现：胸闷，咳嗽，发绀，呼吸困难，血性泡沫痰 体征：肺部湿罗音,发病机制,http:/,中枢性呼吸衰竭,抑制呼吸中枢,PaO230mmHg,潮式呼吸,间停呼吸,http:/,二、循环系统变化,（一）代偿性反应 1、心输出量增加心率增加 肺牵张反射器兴奋引起心肌收缩力增加回心血量增加,http:/,http:/,心、脑供血增多 皮肤、内脏、骨骼肌和肾血流减少,器官血流量取决于,血液灌注的压力（即动、静脉压差）,器官血流的阻力,开放的血管数量,内径大小,2、血流重新分布,
15、缺氧时,交感神经兴奋,血管收缩,血管扩张,局部组织代谢产物,（一）代偿性反应,http:/,3、缺氧性肺血管收缩 （hypoxia pulmonary vasoconstriction, HPV）,（一）代偿性反应, 是维持通气和血流比相适应的代偿性保护机制,代偿意义,http:/,http:/,4、组织毛细血管密度增加 HIF-1增多诱导VEGF等基因高表达,缩短血氧弥散至细胞的距离，增加对细胞的供氧量,（一）代偿性反应,http:/,（二）损伤性变化,循环系统损伤（高原性心脏病、肺心病）,缺氧 肺血管收缩 循环阻力 肺A高压 RBC 血液粘滞 右心后负荷慢性缺氧 肺血管平滑肌肥大、血管硬化
16、 心衰,（1）肺动脉高压（Pulmonary arterial hypertension ),http:/,（二）损伤性变化,http:/,（二）损伤性变化,http:/,1、红细胞和血红蛋白增多 促红细胞生成素（EPO）增加 提高血氧含量和血氧容量，提高血液携氧能力，增加组织供氧,EPO能促进肌肉中氧气生成，增强运动员的耐力。EPO对人体危害极大，长期服用可使人血液黏稠，增加心脏负担，导致血栓，甚至死亡。,（一）代偿性反应,三、血液系统的变化,http:/,2、血红蛋白释放氧能力增强 2,3 DPG含量升高 氧离曲线右移，有利于氧的释放,（一）代偿性反应,http:/,http:/,（二）、
17、损伤性变化,血液粘滞度增高 外周阻力增大 心脏后负荷增高,http:/,四、中枢神经系统变化,轻度缺氧或缺氧早期：血液重新分布保证脑组织血供； 严重缺氧或长时间缺氧：神经系统障碍，脑水肿和脑细胞受损。,机制：与脑水肿有关： 1、缺氧扩张脑血管 2、缺氧致酸中毒增加毛细血管的通透性 3、缺氧致ATP生成减少细胞膜钠泵功能障碍，细胞内钠水潴留,急性：头痛、情绪激动、记忆力等降低， 严重可出现惊厥和昏迷 慢性：注意力不集中、易疲劳、嗜睡及精神抑郁,http:/,一、代偿性反应,细胞利用氧的能力增强 糖酵解增强 肌红蛋白增加 低代谢状态,缺氧时细胞内线粒体的数目和膜表面积增加。 呼吸链中的酶表达量增加
18、，活性增强。,缺氧时，ATP生成减少，ATP/ADP比值降低，可激活磷酸果糖激酶，酵解增强,肌红蛋白和氧的亲和力较大 肌红蛋白的增加可能具有储存氧的作用。,五、组织细胞的变化,http:/,（二）、损伤性变化,细胞膜、线粒体和溶酶体的损伤,http:/,膜通透性,Na+i,Ca 2 +进入线粒体形成不溶性钙,ATP生成,细胞水肿,Na+内流,严重缺氧,K+外流,K+i,酶合成,钙离子内流,激活磷脂酶促进膜磷脂降解,Ca 2 +i ,Ca 2 +i可促进自由基生成,细胞膜的变化,http:/,轻度缺氧或缺氧早期线粒体呼吸功能增强 严重缺氧首先影响线粒体外氧的利用，使神经介质的生成和生物转化过程等
19、降低 严重时线粒体可出现肿胀、嵴崩解、外膜破裂和基质外溢等病变。,线粒体的变化,http:/,酮体增多，导致酸中毒。 pH 钙超载可引起磷脂酶活性增高 溶酶体肿胀、破裂，和大量溶酶体酶的释出，进而导致细胞本身及其周围组织的溶解、坏死。,溶酶体的变化,http:/,第四节 影响机体对缺氧耐受性的因素,1.机体的功能和代谢状态精神紧张、交感兴奋、发热、甲亢等中枢抑制、低温环境等2.个体或群体差异年龄、居住地等3.适应性锻炼心肺功能、氧化酶活性、Hb、Mb4.缺氧预处理,http:/,第五节 缺氧治疗的病理生理基础,吸氧 对低张性缺氧最有效 提高血液性缺氧和循环性缺氧患者血液物理溶解的氧 组织性缺氧治疗关键是解除呼吸链酶的抑制,二、氧疗1.吸氧浓度 ：物理溶解的氧可升至2ml/dl2.吸氧浓度 + 氧分压（高压氧疗）3个大气压物理溶解的氧可升至6ml/dl,一、消除缺氧原因,http:/,3.氧中毒:吸入氧分压过高气体(超过0.5个大气压的纯氧),而引起细胞损害、器官功能障碍。氧中毒的发生取决于氧分压，而不是氧浓度。区分：肺性脑病和脑型氧中毒,http:/,肺型氧中毒和脑型氧中毒的区别,
