病理生理缺氧

1、 hypoxia 济宁医学院病理生理学教研室济宁医学院病理生理学教研室Pathophysiology Department of JiNing Medical university正常人体氧的摄取、运输和利用正常人体氧的摄取、运输和利用大气大气气道气道肺泡肺泡血液血液细胞利用细胞利用肺通气肺通气肺换气肺换气循环系统循环系统呼吸膜呼吸膜外呼吸外呼吸气体运输气体运输内呼吸内呼吸肺部摄氧肺部摄氧血液携氧血液携氧循环运氧循环运氧组织用氧组织用氧概念概念（hypoxia）因因组织供氧减少或利用氧障碍组织供氧减少或利用氧障碍，引起，引起细胞代谢、功能和形态结构异常变化细胞代谢、功能和形态结构异常变化的的病

2、理过程病理过程。第一节第一节 常用的血氧指标及意义常用的血氧指标及意义（一）（一）血血氧分压氧分压 (Partial Pressure of Oxygen, PO2)定义：物理溶解于血液中的氧产生的张力。定义：物理溶解于血液中的氧产生的张力。 PaO2 100mmHg PvO2 40mmHg组织摄氧和用氧的能力组织摄氧和用氧的能力（二）（二）血血氧容量氧容量 (Oxygen binding Capacity，CO2 max)1.34ml/g测定条件（测定条件（ PO2为为150 mmHg、PCO2为为40 mmHg，温度为，温度为38） 影响因素：影响因素：反映血液携带氧的能力反映血液携带氧的

3、能力15g/dl20ml/dlHb的质的质（与氧结合的能力）（与氧结合的能力）和量和量100ml血液中的血红蛋白被氧充分饱和时最大携氧量。血液中的血红蛋白被氧充分饱和时最大携氧量。( (三）三）血氧含量血氧含量 (Oxygen Content，CO2)定义：定义：体内体内100ml血液的实际携氧量。血液的实际携氧量。 血氧含量血氧含量= HbHb结合的氧结合的氧+ +溶解于血浆的氧溶解于血浆的氧（0.3ml/dl)0.3ml/dl)影响因素：影响因素： PO2 ； CO2maxCaO2：19ml/dl, CvO2: 14ml/dl （四）（四）动静脉血氧含量差动静脉血氧含量差 (A-VdO2)

4、定义：动脉血氧含量定义：动脉血氧含量 - - 静脉血氧含量静脉血氧含量19ml/dl14ml/dlO2O2O2O2O2AV取决于组织细胞从单位容积血液中摄取氧的能力取决于组织细胞从单位容积血液中摄取氧的能力.5ml/dl( (五五) )血红蛋白氧饱和度血红蛋白氧饱和度 (Oxygen Saturation of Hb, SO2)定义：定义：指指HbHb与氧结合的百分数与氧结合的百分数血氧含量血氧含量- -溶解的氧量溶解的氧量血氧容量血氧容量 100%=影响因素：影响因素：SaO2: 95-97% ； SvO2: 75%PO22040608010020406080100PCO2 H + 2,3D

5、PG 温度温度PCO2 H+ 2,3DPG 温度温度50常用的血氧指标常用的血氧指标 第二节第二节 缺氧的类型、原因和发病机制缺氧的类型、原因和发病机制缺氧的类型缺氧的类型血液性血液性缺氧缺氧Hemic hypoxia循环性循环性缺氧缺氧Circulatory hypoxia乏氧性乏氧性缺氧缺氧Hypoxic hypoxia组织性组织性缺氧缺氧Histogenoushypoxia肺部摄氧肺部摄氧血液携氧血液携氧循环运氧循环运氧组织用氧组织用氧PaO2组织供氧不足组织供氧不足低张性缺氧低张性缺氧( (一一) )原因和机制：原因和机制：外呼吸功能障碍；外呼吸功能障碍；外环境外环境POPO2 2过低

6、；过低；静脉血流入动脉血静脉血流入动脉血乏氧性缺氧乏氧性缺氧海拔高度海拔高度 大气压大气压 大气大气PO2 PAO2 (m) (mmHg) (mmHg) (mmHg)海平面海平面 760 159 1051000 680 140 902000 600 125 703000 530 110 625000 405 85 456000 366 74 408000 270 56 30 外呼吸外呼吸肺通气肺通气肺换气肺换气肺泡气肺泡气PO2经肺泡扩散到血液中的氧经肺泡扩散到血液中的氧法洛四联症法洛四联症低张性缺氧低张性缺氧毛细血管血液中脱氧血红蛋白的浓度超过毛细血管血液中脱氧血红蛋白的浓度超过5g/dl5

7、g/dl，使皮肤、粘膜呈青紫色。使皮肤、粘膜呈青紫色。发绀发绀 ( (cyanosis) )HbO2HHb2.6g/ml正常正常5g/dl发绀发绀 HbHb数量减少或性质改变，以致血液携带氧的数量减少或性质改变，以致血液携带氧的能力降低或能力降低或HbHb结合的结合的O2不易释出所引起的缺氧。不易释出所引起的缺氧。PaO2正常，又称等张性缺氧。正常，又称等张性缺氧。 血液性缺氧血液性缺氧( (一一) )原因和机制：原因和机制：血液性缺氧血液性缺氧Hb含量减少，血液携带氧量降低，含量减少，血液携带氧量降低，以致细胞的供氧不足。以致细胞的供氧不足。贫血性缺氧贫血性缺氧(anemic hypoxia

8、)最常见最常见血液性缺氧血液性缺氧煤气中毒煤气中毒COO2O2O2COCO与与HbHb的亲和力是的亲和力是O O2 2的的210210倍，形成倍，形成HbCOHbCO，失去携氧能力，失去携氧能力COCO与与HbHb一个血红素结合后，将增加其余一个血红素结合后，将增加其余3 3个血红素对氧的亲个血红素对氧的亲和力，不利于氧的释放和力，不利于氧的释放COCO抑制糖酵解，抑制糖酵解，2,3-DPG2,3-DPG生成减少，氧离曲线左移生成减少，氧离曲线左移血液性缺氧血液性缺氧樱桃红色樱桃红色CO中毒患者接受氧疗中毒患者接受氧疗 高压氧舱高压氧舱血液性缺氧血液性缺氧氧化氧化Fe2+Fe2+Fe2+Fe2

9、+正常正常HbFe2+Fe3+Fe2+Fe2+高铁血红蛋白高铁血红蛋白亚硝酸盐、过氯酸盐亚硝酸盐、过氯酸盐肠源性青紫（肠源性青紫（enterogenousenterogenous cyanosis) cyanosis)氧化氧化Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+ 正常正常Fe2+Fe3+Fe2+Fe2+高铁血红蛋白高铁血红蛋白还原还原亚硝酸盐、过氯酸盐亚硝酸盐、过氯酸盐亚甲蓝，维生素亚甲蓝，维生素C（二）血氧变化特点（二）血氧变化特点: :血液性缺氧血液性缺氧三、三、循环性缺氧循环性缺氧 (Circulatory Hypoxia)组织血流量组织血流量 组织供氧不足组织供氧不足低动力性缺氧（低动力性

10、缺氧（hypokinetic hypoxia)( (一一) )原因和机制：原因和机制：休克、心力衰竭栓塞、血管病变循环性缺氧循环性缺氧（二）血氧变化特点（二）血氧变化特点: :循环性缺氧循环性缺氧19ml/ml12ml/dl7ml/dlO2O2O2O2O2AVO2O2O2单位时间流经组织的总血量单位时间流经组织的总血量 总氧量总氧量 循环性缺氧循环性缺氧氧利用障碍性缺氧氧利用障碍性缺氧( (一一) )原因和机制：原因和机制：1. 1.组织中毒组织中毒: : 、硫化物、硫化物、3. 3. 线粒体损伤线粒体损伤: : 细菌毒素、放射线、细菌毒素、放射线、 组织严重供氧不足组织严重供氧不足砷化物砷化

11、物组织性缺氧组织性缺氧2.2.维生素缺乏维生素缺乏: : VitVit B B1 1, VitB, VitB2 2 , VitPP, VitPP（二）血氧变化特点（二）血氧变化特点: :组织性缺氧组织性缺氧 缺氧的病因分类缺氧的病因分类第三节第三节 缺氧时机体功能和代谢变化缺氧时机体功能和代谢变化Effects of Hypoxia 代偿适应性变化代偿适应性变化 损害性变化损害性变化（以低张性缺氧为例）（以低张性缺氧为例）( (一一) ) 代偿适应性变化代偿适应性变化 意义：意义： 提高提高PaOPaO2 2 增加回心血量增加回心血量PaO2(60mmHg)颈动脉体、主动颈动脉体、主动脉体化学

12、感受器脉体化学感受器呼吸运动呼吸运动肺泡通气量肺泡通气量呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋一、呼吸系统变化一、呼吸系统变化(1)高原性肺水肿高原性肺水肿机制：机制：( (二二) ) 损伤性变化损伤性变化 PaO230mmHg 抑制抑制呼吸中枢呼吸中枢(2)中枢性呼吸衰竭中枢性呼吸衰竭PaO2化学感受器化学感受器兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢呼吸浅慢呼吸浅慢肺泡通气量肺泡通气量呼吸系统变化呼吸系统变化急性急性低张性缺氧低张性缺氧与肺动脉高压有关与肺动脉高压有关( (一一) ) 代偿适应性变化代偿适应性变化 1)心输出量增加心输出量增加 2)肺血管收缩肺血管收缩3 )血流重新分布血流重新分布4) 组织毛细血管密度

13、增加组织毛细血管密度增加二、循环系统变化二、循环系统变化1.心输出量增加心输出量增加心率加快：心率加快：通气增加，肺泡膨胀刺激肺牵张感受器，反通气增加，肺泡膨胀刺激肺牵张感受器，反射性地兴奋交感神经引起的。射性地兴奋交感神经引起的。心肌收缩力增强：心肌收缩力增强：缺氧引起交感神经兴奋，儿茶酚胺缺氧引起交感神经兴奋，儿茶酚胺释放增多，作用于心脏释放增多，作用于心脏-肾上腺能受体，引起正性肌力作用肾上腺能受体，引起正性肌力作用回心血量增加：回心血量增加：胸廓呼吸运动增强可导致静脉回流量胸廓呼吸运动增强可导致静脉回流量增加，心输出量增多。增加，心输出量增多。循环系统变化循环系统变化2.肺血管收缩肺血

14、管收缩(1)缺氧对血管平滑肌直接作用。缺氧使膜电位下缺氧对血管平滑肌直接作用。缺氧使膜电位下降，引发膜去极化，电压依赖性钙通道开放，降，引发膜去极化，电压依赖性钙通道开放，Ca2+内流增加，促进血管收缩。内流增加，促进血管收缩。 (2)体液因素：缺氧使肺组织内产生多种血管活性体液因素：缺氧使肺组织内产生多种血管活性物质物质,缩血管物质增多占优势；缩血管物质增多占优势；(3)交感神经兴奋作用于肺血管交感神经兴奋作用于肺血管-受体引起收缩；受体引起收缩；机制：机制：循环系统变化循环系统变化3.血流重新分布血流重新分布这种血流分布的改变对这种血流分布的改变对保证心脑生命重要器官氧保证心脑生命重要器官

15、氧的供应的供应是有利的。是有利的。循环系统变化循环系统变化开放开放4.组织毛细血管密度增加组织毛细血管密度增加长期慢性缺氧促使毛细血管增生。长期慢性缺氧促使毛细血管增生。循环系统变化循环系统变化其意义是：其意义是：毛细血管密度增加可缩短血氧弥散至毛细血管密度增加可缩短血氧弥散至细胞的距离，增加对细胞的供氧量。细胞的距离，增加对细胞的供氧量。循环系统变化循环系统变化（4）回心血量减少）回心血量减少（ Decreased venous return）（3）心律失常）心律失常（Arrhythmia）(1)红细胞和血红蛋白增多红细胞和血红蛋白增多三、血液系统变化三、血液系统变化性增性增(2)(2) 机

16、制：机制： 2，3-DPG 可与可与 脱氧脱氧Hb 结合，稳定其空间构结合，稳定其空间构型，型， 使之不易与氧结合。使之不易与氧结合。 2，3-DPG是有机酸是有机酸 可降低红细胞内的可降低红细胞内的pH，使使Hb与氧的亲和力降低与氧的亲和力降低 (Bohr效应效应)。血液系统变化血液系统变化脑对缺氧十分敏感，缺氧可直接损害脑对缺氧十分敏感，缺氧可直接损害CNSCNS的功能。的功能。四、中枢神经系统变化(一一)代偿性反应代偿性反应2.2.糖酵解增强：糖酵解增强：磷酸果糖激酶活性增加（糖酵解磷酸果糖激酶活性增加（糖酵解限速酶）限速酶）3. 肌红蛋白增多：肌红蛋白增多：Mb Mb 携带更多氧（慢性缺氧）携带更多氧（慢性缺氧）4. 低代谢状态：低代谢状态：各种耗能过程减弱，利于低氧时生存。各种耗能过程减弱，利于低氧时生存。1.细胞膜的损伤细胞膜的损伤组织细胞变化组织细胞变化缺氧时细胞膜对离子的通透性增高缺氧时细胞膜对离子的通透性增高3. 溶酶体的损伤：溶酶体的损伤： 缺氧引起严重酸中毒，可激活磷脂酶使溶酶体缺氧引起严重酸中毒，