缺氧病理生理教研室主要内容第一节氧的摄取、利用与调节第二节常用的血氧指标第三节缺氧的类型、原因和发病机制第四节缺氧时机体的机能代谢变化第五节影响机体对缺氧耐受性的因素第六节氧疗与氧中毒教学要求掌握：缺氧的概念，各类型缺氧的原因和主要特点，发绀的概念及临床意义；熟悉：缺氧时机体的主要机能和代谢变化，氧中毒的概念及发生机制的；了解：氧感受的途径、缺氧耐受性的主要影响因素。第一节氧的摄取、利用与调节一、氧的摄取氧是机体所必需的：静息时需氧量250ml/min 体内贮氧量1.5L 氧从体外进入血液：呼吸运动氧分子自由弥散二、氧在机体内的运输氧在血液循环中的运输：氧的装载：Hb ，红细胞氧的运输：Hb ，血管氧的卸载：Hb ，局部酸性环境氧分子在细胞内的运输、与贮备组红蛋白（胞红蛋白）脑红蛋白肌红蛋白三、氧在机体内的利用线粒体：呼吸链未端得电子，生成H2O ，产生ATP 参与氧化：微粒体第二节常用血氧指标血氧分压血氧容量血氧含量动-静脉血氧差血氧饱和度血氧分压（partial pressure of oxygen, PO2 ）概念：指以物理状态溶解在血浆内的氧分子所产生的张力（故又称氧张力）。正常值：动脉血氧分压（PaO2 ）约为13.3kPa(100mmHg) ；静脉血氧分压（PvO2 ）约为5.32kPa(40mmHg) 。影响因素：吸入气氧分压呼吸功能：肺通气、肺换气、通气／血流比动-静脉血分流血氧容量(oxygen binding capacity, CO2max) 概念：氧分压为19.95kPa （150mmHg ），二氧化碳分压为5.32kPa （40mmHg ），温度38℃，在体外100 毫升血液内血红蛋白，所结合氧的最大毫升数。反映血液中Hb 的最大带氧能力正常值：动脉血和静脉血氧容量约200ml/L(20ml%) 影响因素：血液中Hb 的质(与O2 结合的能力)和量。血氧含量(oxygen content, CO2) 概念：指100 毫升血液内所含的氧毫升数，包括实际与血红蛋白结合的氧和溶解在血浆内的氧。正常值：动脉血氧含量(CaO2) 约190ml/L(19ml/dl) 静脉血氧含量(CvO2) 约140ml/L(14ml/dl) 影响因素：氧分压氧容量动-静脉血氧差(CaO2-CvO2) 概念：即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升数。反映组织对氧的消耗量。正常值：50ml/L(5ml%) 影响因素：组织从单位容积血液内摄取氧的多少。PaO2 流经真毛细血管的血量血液流变性细胞利用氧的能力血氧饱和度（oxygen saturation, SO2 ）概念：Hb 的氧饱和度，即Hb 结合氧的百分数，约等于血氧含量和血氧容量的比值。氧饱和度（％）＝(氧含量-溶解氧量)/ 氧容量=氧含量/氧容量正常值：动脉血氧饱和度(SaO2) 约93 ～98% 静脉血氧饱和度(SvO2) 约70 ～75 ％。影响因素：取决于氧分压的高低氧离曲线第三节　缺氧的原因和类型缺氧的概念（hypoxia ）：概念：由于组织氧供应减少或是对氧的利用障碍，不能满足机体需要，而引起机体代谢、机能、以至形态结构变化的病理过程称为缺氧。 Hypoxia: absence of oxygen in tissues. Anoxia: relatively complete absence of oxygen in tissues. Hypoxemia: a deficiency of oxygen in the blood 一、乏氧性缺氧（Hypoxic Hypoxia ）概念：乏氧性缺氧是指由于肺泡氧分压降低，或静脉血分流入动脉，血液从肺摄取的氧减少，以致PaO2 降低，动脉血氧含量减少，组织供氧不足，又称低张性低氧血症（hypotonic hypoxemia ）。（一）原因吸入气氧分压低由于吸入气氧分压低，PAO2 和PaO2 随之降低。外呼吸功能障碍静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）增多（二）血氧变化特点紫绀(cyanosis) ：概念：毛细血管血液中还原血红蛋白浓度达到或超过50g/L 时，可使皮肤和粘膜呈青紫色，称为紫绀。二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia ）概念：血液性缺氧是指由于红细胞数量和血红蛋白含量减少，或血红蛋白的性质发生改变，致血液携氧能力降低，血氧含量减少，或血红蛋白结合的氧不易释出所引起的缺氧，而导致组织缺氧。（一）原因贫血（anemia ）单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量减少氧容量降低，氧含量随之减少。高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia ）血红蛋白的二价铁，在氧化剂的作用下，可氧化成三价铁，形成高铁血红蛋白（methemoglobin,HbFe3+OH ），也称变性血红蛋白或羟化血红蛋白。高铁血红蛋白与氧的亲和力增高，导致氧离曲线左移，使组织缺氧。较常见的是食用大量含硝酸盐的腌菜后，经肠道细菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐，吸收后形成高铁血红蛋白血症，当血液中HbFe3+OH 达到15g/L 时，皮肤、粘膜可出现青紫色，称为“肠源性发绀”（enterogenous cyanosis ）。血红蛋白与氧的亲和力异常增高CO 中毒（二）血氧变化特点三、循环性缺氧（Circulatory Hypoxia ）概念：循环性缺氧是指由于血流速度减慢，血流量减少，单位时间内供给组织的氧量减少而引起的缺氧，又称低血流性缺氧（hypokinetic hypoxia ）。分类：局部性的（如血管狭窄或阻塞）；全身性的（如心力衰竭、休克）。缺血性缺氧（ischemic hypoxia ）；（一）原因缺血性缺氧淤血性缺氧（二）血氧变化特点四、组织性缺氧（Histogenous Anoxia ）概念：由于组织细胞利用氧的能力不足而引起的缺氧称为组织性缺氧。 （一）原因组织中毒线粒体功能受抑制呼吸酶合成减少线粒体损伤（二）血氧变化特点各型缺氧的血氧变化和皮肤粘膜改变缺氧虽分为上述四型，但在实际情况中所见的，往往是混合型。例如失血性休克，既有血红蛋白减少所致的血液性缺氧，又有有微循环障碍所致的循环性缺氧。又如心力衰竭，既有循环障碍引起的循环性缺氧，又可继发肺淤血、水肿而引起呼吸性缺氧。第四节　缺氧时机体的机能代谢变化特点：缺氧对机体的影响取决于缺氧发生的程度、速度、持续时间和机体的机能代谢状态。代偿反应：轻、短。机能代谢障碍：重、长，代偿不全急性缺氧是由于机体来不及代偿而较易发生代谢的机能障碍。各种类型的缺氧，既有相似之处，又各具特点， （一）呼吸系统特点：肺通气量增加是对急性缺氧最重要的代偿性反应肺通气量增加的强弱存在个体差异；血液性缺氧和组织性缺氧因PaO2 不低，故呼吸一般不增强；循环性缺氧如累及肺循环，如心力衰竭引起肺淤血、水肿时，可使呼吸加快。 （二）循环系统低张性缺氧引起的代偿性心血管反应，主要表现为：心输出量增加血流分布改变肺血管收缩毛细血管增生 1 、心输出量增加1 、脑血管扩张，脑血流量增加细胞外液pH 下降；缺氧时PO2 下降刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器反射性引起脑血管扩张；代谢产物的作用。2 、冠脉血流量增加1) 交感神经兴奋心肌收缩力增强，心室内压升高，主动脉压增高，冠状血管灌流压增高；以β- 肾上腺素能受体占优势的小冠状动脉扩张；2) 局部代谢产物的扩张作用：缺氧　　→ATP↓　　　　　→腺苷↑　　　　→腺苷脱氨酶活性↓→腺苷↑3 、肺血管收缩4 、毛细血管增生尤其是脑、心脏和骨骼肌。缩短弥散距离。缺氧时毛细血管增生的机制:目前还不清楚腺苷。血管内皮生长因子细胞粘附分子（三）血液系统红细胞增多氧合血红蛋白解离曲线右移 1、红细胞增多移居到3600m 高原的男性居民红细胞计数通常约为6×1012/L(6×106/mm3), Hb 为210g/L(21g/dl) 左右。当低氧血→近球小体→近球细胞→生成并释放（EPO ），EPO↑→RBC↑，→缺氧缓解，肾脏→EPO↓红细胞增多可增加血液的氧容量和氧含量2 、氧离曲线右移2,3-DPG 增加血红蛋白与氧的亲和力降低但是<8kPa ，载氧减少 （四）组织和细胞的适应代谢调整组织细胞利用氧的能力增强无氧酵解增强肌红蛋白增加 1 、代谢调整葡萄糖代谢能力加强，节约用氧脂代谢减弱，缺氧后期增强减少能量消耗：海龟、候鸟2 、组织细胞利用氧能力增强细胞内线粒体的数目和膜表面积呼吸链中的酶表达量增加，活性增强。 3 、肌红蛋白增加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。二、缺氧时的机能代谢障碍缺氧性细胞损伤中枢神经系统的机能障碍外呼吸功能障碍循环功能障碍 （一）缺氧性细胞损伤细胞膜损伤线粒体损伤溶酶体损伤2 、线粒体的变化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作用，使神经介质的生成和生物转化过程等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。3 、溶酶体的变化酮体增多，导致酸中毒。pH 降低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。 （二）CNS 的机能障碍脑重仅为体重的2％左右，脑血流量约占心输出量之15 ％脑耗氧量约为总耗氧量的23 ％ 表现与机理急性缺氧：头痛、情绪激动、思维力、记忆力、判断力降低或丧失以及运动不协调等。慢性缺氧：易疲劳、思睡、注意力不集中及精神抑郁等严重缺氧：可导致烦躁不安、惊厥、昏迷甚而死亡。缺氧引起脑组织的形态学变化脑细胞变性脑细胞坏死脑细胞肿胀脑水肿（三）外呼吸功能障碍肺水肿发病机制：1) 不均匀收缩：压力性肺水肿2) 通透性增高：通透性肺水肿3) 肺血流量增多：交感-肾上腺髓质系统兴奋性增强。外周血管收缩（四）循环功能障碍肺动脉高压心肌的收缩与舒张功能降低心律失常静脉回流减少1 、肺动脉高压机理：肺血管收缩反应平滑肌肥大，血管硬化红细胞增多，使血液粘度增高2 、心肌收缩与舒张功能降低心肌缺氧可降低心肌的舒缩功能，甚而使心肌发生变性、坏死。3 、心律失常心动过缓期前收缩与室颤：传导阻滞4 、静脉回流减少呼吸中枢的抑制使胸廓运动减弱代谢产物扩张外周血管心输出量减少，而引起循环衰竭。第五节影响机体耐受缺氧的因素一、年龄二、机体的代谢和机能状态三、个体或群体差异：遗传特性四、适应性运动第六节氧疗与氧中毒一、氧疗二、氧中毒一、氧疗吸入氧分压较高的空气或纯氧来治疗各种缺氧性疾病的方法，称为氧疗。常用的临床治疗手段。1 、氧疗的基本原则1) 病因治疗：针对缺氧的病因进行治疗。2) 纠正缺氧只要PaO2 低于8.0kPa 均应及时氧疗。2 、氧疗的机制1) 提高肺泡气氧分压(PAO2) 2) 提高血氧弥散速度3) 提高动脉血氧饱和度3 、氧疗的形式1) 控制性氧疗(低流量、低浓度持续给氧法) 2) 高浓度给氧3) 高压氧疗4) 长期家庭氧疗二、氧中毒（oxygen intoxication ）指不合理过久吸入高浓度或高压氧所造成的组织细胞损害、器官功能障碍甚至神经症状的病理过程。1 、氧中毒时细胞受损的机制：超氧阴离子过氧化氢羟自由基2 、氧中毒的分类、