缺氧

hypoxia濟寧醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室PathophysiologyDepartmentofJiNingMedicaluniversity正常人體氧的攝取、運輸和利用大氣氣道肺泡血液細胞利用肺通氣肺換氣循環(huán)系統(tǒng)呼吸膜外呼吸氣體運輸內(nèi)呼吸肺部攝氧血液攜氧循環(huán)運氧組織用氧概念缺氧（hypoxia）因組織供氧減少或利用氧障礙，引起細胞代謝、功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)異常變化的病理過程。（一）血氧分壓(PartialPressureofOxygen,PO2)定義：物理溶解于血液中的氧產(chǎn)生的張力。PaO2

100mmHgPvO240mmHg

（內(nèi)呼吸的狀況）組織攝氧和用氧的能力吸入氣PO2

外呼吸功能（二）血氧容量(OxygenbindingCapacity，CO2max)1.34ml/g測定條件（PO2為150mmHg、PCO2為40mmHg，溫度為38℃）影響因素：反映血液攜帶氧的能力×15g/dl＝20ml/dlHb的質(zhì)（與氧結(jié)合的能力）和量100ml血液中的血紅蛋白被氧充分飽和時最大攜氧量。(三）血氧含量

(OxygenContent，CO2)定義：體內(nèi)100ml血液的實際攜氧量。

血氧含量=Hb結(jié)合的氧+溶解于血漿的氧（0.3ml/dl)影響因素：PO2；CO2maxCaO2：19ml/dl,CvO2:14ml/dl

（四）動靜脈血氧含量差(A-VdO2)定義：動脈血氧含量-靜脈血氧含量19ml/dl14ml/dlO2O2O2O2O2AV取決于組織細胞從單位容積血液中攝取氧的能力.5ml/dl血氧分壓與血氧飽和度的關(guān)系2040608010020406080100血氧飽和度%血氧分壓(mmHg)PCO2↓H+↓2,3DPG↓溫度↓PCO2↑H+↑2,3DPG↑溫度↑氧合血紅蛋白解離曲線（oxygendissociationcurve,ODS)50

第二節(jié)缺氧的類型、原因和發(fā)病機制一、乏氧性缺氧(hypoxichypoxia)PaO2組織供氧不足低張性缺氧(一)原因和機制：②外呼吸功能障礙；①外環(huán)境PO2過低；③靜脈血流入動脈血乏氧性缺氧海拔高度大氣壓大氣PO2PAO2(m)(mmHg)(mmHg)(mmHg)海平面7601591051000680140902000600125703000530110625000405

85

45366744080002705630外呼吸肺通氣肺換氣肺泡氣PO2經(jīng)肺泡擴散到血液中的氧低張性缺氧（二）血氧變化特點:TypesofhypoxiaPaO2CO2maxCO2SaO2A-VdO2Hypoxichypoxia

N(orN)(or

)慢性缺氧慢性缺氧毛細血管血液中脫氧血紅蛋白的濃度超過5g/dl，使皮膚、粘膜呈青紫色。發(fā)紺(cyanosis)HbO2HHb2.6g/ml正常≥5g/dl發(fā)紺血液性缺氧(一)原因和機制：1.貧血2.CO中毒3.高鐵血紅蛋白血癥1.貧血血液性缺氧Hb含量減少，血液攜帶氧量降低，以致細胞的供氧不足。貧血性缺氧(anemichypoxia)最常見血液性缺氧櫻桃紅色CO中毒患者接受氧療

高壓氧艙氧化Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+正常Fe2+Fe3+Fe2+Fe2+高鐵血紅蛋白還原亞硝酸鹽、過氯酸鹽亞甲藍，維生素C（二）血氧變化特點:TypesofhypoxiaPaO2CO2maxCO2SaO2A-VdO2Hemichypoxia

血液性缺氧N(orN)N貧血：蒼白CO中毒：櫻桃紅色高鐵血紅蛋白血癥：咖啡色貧血，高鐵血紅蛋白血癥CO中毒三、循環(huán)性缺氧

(CirculatoryHypoxia)組織血流量組織供氧不足低動力性缺氧（hypokinetichypoxia)(一)原因和機制：1.全身性循環(huán)障礙2.局部性循環(huán)障礙休克、心力衰竭栓塞、血管病變循環(huán)性缺氧TypesofhypoxiaPaO2CO2maxCO2SaO2A-VdO2（二）血氧變化特點:Circulatoryhypoxia循環(huán)性缺氧NNNN19ml/ml12ml/dl7ml/dlO2O2O2O2O2AVO2O2O2單位時間流經(jīng)組織的總血量

總氧量循環(huán)性缺氧四、組織性缺氧(HistogenousHypoxia）在組織供氧正常的情況下,因細胞不能有效的利用氧而導(dǎo)致的缺氧。氧利用障礙性缺氧(一)原因和機制：組織中毒:

氰化物、硫化物、3.線粒體損傷:

細菌毒素、放射線、組織嚴(yán)重供氧不足砷化物組織性缺氧2.維生素缺乏:VitB1,VitB2

,VitPP（二）血氧變化特點:TypesofhypoxiaPaO2CO2maxCO2SaO2A-VdO2histogenoushypoxiaNNNN組織性缺氧

缺氧的病因分類第三節(jié)缺氧時機體功能和代謝變化EffectsofHypoxia代償適應(yīng)性變化損害性變化（以低張性缺氧為例）(一)代償適應(yīng)性變化

意義：

提高PaO2

增加回心血量PaO2↓(<60mmHg)頸動脈體、主動脈體化學(xué)感受器呼吸運動↑肺泡通氣量↑呼吸中樞興奮一、呼吸系統(tǒng)變化肺泡通氣量增加是急性低張性缺氧的最重要代償方式。(1)高原性肺水腫機制：(二)損傷性變化

PaO2<30mmHg

抑制呼吸中樞(2)中樞性呼吸衰竭PaO2化學(xué)感受器興奮呼吸中樞呼吸淺慢肺泡通氣量呼吸系統(tǒng)變化急性低張性缺氧與肺動脈高壓有關(guān)(一)代償適應(yīng)性變化

心輸出量增加2)肺血管收縮3)血流重新分布4)組織毛細血管密度增加二、循環(huán)系統(tǒng)變化1.心輸出量增加心率加快：通氣增加，肺泡膨脹刺激肺牽張感受器，反射性地興奮交感神經(jīng)引起的。心肌收縮力增強：缺氧引起交感神經(jīng)興奮，兒茶酚胺釋放增多，作用于心臟β-腎上腺能受體，引起正性肌力作用回心血量增加：胸廓呼吸運動增強可導(dǎo)致靜脈回流量增加，心輸出量增多。循環(huán)系統(tǒng)變化2.肺血管收縮(1)缺氧對血管平滑肌直接作用。缺氧使膜電位下降，引發(fā)膜去極化，電壓依賴性鈣通道開放，Ca2+內(nèi)流增加，促進血管收縮。(2)體液因素：缺氧使肺組織內(nèi)產(chǎn)生多種血管活性物質(zhì),縮血管物質(zhì)增多占優(yōu)勢；(3)交感神經(jīng)興奮作用于肺血管α-受體引起收縮；機制：循環(huán)系統(tǒng)變化3.血流重新分布這種血流分布的改變對保證心腦生命重要器官氧的供應(yīng)是有利的。循環(huán)系統(tǒng)變化缺氧時心和腦組織供血量增多，皮膚、內(nèi)臟、骨骼肌和腎的血流量減少。(1)器官物質(zhì)代謝的不同：心、腦代謝旺盛，產(chǎn)生擴血管物質(zhì)(2)器官血管反應(yīng)性不同：心、腦血管SMC的KCa和KATP開放(3)器官血管α-受體密度不同：皮膚骨骼肌腎血管α-受體密度高4.組織毛細血管密度增加長期慢性缺氧促使毛細血管增生。循環(huán)系統(tǒng)變化其意義是：毛細血管密度增加可縮短血氧彌散至細胞的距離，增加對細胞的供氧量。長期缺氧HIF-1VEGF基因高表達缺氧組織內(nèi)cap增生，密度增加（二）損傷性變化（1）肺動脈高壓（Pulmonaryarterialhypertension)循環(huán)系統(tǒng)變化（4）回心血量減少（Decreasedvenousreturn）（2）心肌舒縮功能降低（Decreaseofmyocardialcontractility）（3）心律失常（Arrhythmia）(1)紅細胞和血紅蛋白增多（一）代償性反應(yīng)三、血液系統(tǒng)變化慢性缺氧：骨髓造血加強HIF-1活性增高EPO基因表達↑HIF-1與EPO基因3’端增強子結(jié)合急性缺氧：交感神經(jīng)興奮，血液重分布→肝、脾儲血釋放(2)

2,3-DPG增多，紅細胞釋氧能力增強機制：

①2，3-DPG可與脫氧Hb結(jié)合，穩(wěn)定其空間構(gòu)型，使之不易與氧結(jié)合。②2，3-DPG是有機酸

可降低紅細胞內(nèi)的pH，使Hb與氧的親和力降低(Bohr效應(yīng))。血液系統(tǒng)變化缺氧時紅細胞內(nèi)糖酵解增強，2,3-DPG生成增多，可使氧合血紅蛋白解離曲線右移，Hb與O2親和力降低，O2容易釋出。腦對缺氧十分敏感，缺氧可直接損害CNS的功能。四、中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化腦水腫(一)代償性反應(yīng)1.組織細胞利用氧能力加強：慢性缺氧時，線粒體增多，功能加強，呼吸鏈中的酶增加，內(nèi)呼吸增強；2.糖酵解增強：磷酸果糖激酶活性增加（糖酵解限速酶）3.肌紅蛋白增多：Mb攜帶更多氧（慢性缺氧）4.低代謝狀態(tài)：各種耗能過程減弱，利于低氧時生存。五、組織細胞變化代償性反應(yīng)的分子機制：缺氧誘導(dǎo)多種基因所編碼的蛋白質(zhì)的表達：DNA結(jié)合蛋白：HIF-1,NFκB參與代償反應(yīng)的細胞因子：EPO,VEGF,ET-1糖酵解相關(guān)的酶類：PFK,PK,LDH其他酶：TH,SOD,NOS,AK（二）損傷性變化1.細胞膜的損傷⑴Na+內(nèi)流增多：導(dǎo)致細胞水腫。⑵K+外流加快：細胞內(nèi)缺鉀，使合成代謝障礙，進一步影響ATP生成和離子泵功能。⑶Ca2+內(nèi)流增多：Ca2+增