第十章-缺氧PPT課件

1、1.掌握缺氧的概念2.掌握各種類型缺氧的原因和主要特點3.熟悉缺氧時機體的主要機制和代謝變化4.了解影響機體缺氧耐受性的因素5.了解缺氧的治療原則和氧中毒目的要求第1頁/共81頁 氧是人體進行新陳代謝的關鍵物質，是人體生命活動的第一需要。第2頁/共81頁第3頁/共81頁缺氧的概念 由于由于組織供氧不足組織供氧不足或或用氧障礙用氧障礙導致機體產生導致機體產生相應的相應的功能、代謝和形態(tài)改變功能、代謝和形態(tài)改變，這一，這一病理過程病理過程稱稱為為缺氧（缺氧（hypoxiahypoxia） Hypoxia: every day in your life!Hypoxia: every day in y

2、our life!第4頁/共81頁學習內容第一節(jié) 常用的血氧指標第二節(jié) 缺氧的類型、原因和發(fā)病機制第三節(jié) 缺氧對機體的影響第四節(jié) 影響機體缺氧耐受性的因素第五節(jié) 缺氧治療病理生理學基礎第5頁/共81頁第一節(jié) 常用血氧指標 血氧分壓 血氧容量 血氧含量 動-靜脈血氧差 血氧飽和度第6頁/共81頁血氧分壓（partial pressure of oxygen, PO2）概念：是指物理溶解于血液中的氧所產生的張力，又稱血氧張力（oxygen tension）。正常值：動脈血氧分壓（PaO2）約為100mmHg (13.3kPa)靜脈血氧分壓（PvO2）約為40mmHg(5.32kPa)第7頁/共81

3、頁血氧容量(oxygen binding capacity, CO2max)概念：氧分壓為150mmHg，二氧化碳分壓為40mmHg，溫度38時，體外100ml血液內血紅蛋白，所結合氧的最大毫升數。此時，每克Hb可結合1.34 ml氧正常值：動脈血和靜脈血氧容量約200ml/L(20ml%)影響因素：血液中Hb的質(與O2結合的能力)和量第8頁/共81頁血氧含量(oxygen content, CO2)概念：指100 ml血液中實際含有的氧量，包括物理溶解的和與Hb結合的氧量正常值：動脈血氧含量(CaO2)約190ml/L(19ml%)靜脈血氧含量(CvO2)約140ml/L(14ml%)影響

4、因素：血氧分壓血氧容量:Hb的質和量第9頁/共81頁動-靜脈血氧含量差(CaO2-CvO2)概念：即動脈血氧含量減去靜脈血氧含量所得的毫升數反映組織對氧的消耗量正常值：50ml/L(5ml%)第10頁/共81頁血氧飽和度（oxygen saturation, SO2）概念： 指Hb結合氧的百分數。SO2(氧含量-溶解氧量)/氧容量血氧含量/血氧容量正常值：動脈血氧飽和度(SaO2)約9398靜脈血氧飽和度(SvO2)約7075影響因素：取決于氧分壓的高低氧解離曲線（oxygen dissociation curve） 第11頁/共81頁0204060801000204060801002,3-D

5、PGpHCO2溫度溫度2,3-DPG pH CO2 溫度溫度 氧分壓 (mmHg)氧飽和度 (%)血氧分壓與血氧飽和度的關系氧解離曲線血紅蛋白在標準狀態(tài)下的氧解離曲線及其影響因素第12頁/共81頁缺氧供氧不足用氧障礙低張性缺氧血液性缺氧循環(huán)性缺氧組織性缺氧通氣、換氣功能障礙肺吸入氣中氧分壓降低靜脈血分流入動脈血紅蛋白含量減少血紅蛋白結構、功能異常全身循環(huán)功能障礙局部循環(huán)功能障礙呼吸酶合成減少線粒體損傷線粒體功能受抑制第二節(jié) 缺氧的類型、原因和發(fā)病機制第13頁/共81頁 由于肺泡氧分壓降低，或靜脈血分流入動脈，以致PaO2降低，動脈血氧含量減少，組織供氧不足，又稱乏氧性缺氧（hypoxic hy

6、poxia） 第14頁/共81頁1.原因吸入氣氧分壓低 吸入氣氧分壓低，PaO2隨之降低。外呼吸功能障礙 肺通氣和/或換氣功能降低，血液通過肺攝取的氧減少，PaO2和CaO2降低。 由呼吸功能障礙而引起的缺氧，又稱呼吸性缺氧（respiratory hypoxia）。靜脈血分流入動脈（靜脈血摻雜） 右心的靜脈血可部分經室缺處流入左心。 肺動靜脈血功能性或解剖性分流增加。第15頁/共81頁阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea-hypopnea obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome, OSAHSsyndrome

7、, OSAHS）概念：是指睡眠時上氣道塌陷、阻塞，引起呼吸暫停和通氣不足。表現：患者睡眠時嚴重打鼾，出現反復的呼吸暫停、血氧飽和度降低、高碳酸血癥和睡眠結構紊亂。危害：白天嗜睡、心腦肺血管并發(fā)癥乃至多臟器損害，嚴重影響患者的生活質量。第16頁/共81頁2.2.血氧變化特點u動脈血氧分壓 u血氧容量u動-靜脈血氧含量差紫紺u皮膚黏膜降低正常慢性缺氧時，單位容積血液內紅細胞數和血紅蛋白量增多，氧容量增加正?；蚪档?u靜脈血氧分壓、氧飽和度和氧含量降低u動脈血氧飽和度u動脈血氧含量降低降低第17頁/共81頁發(fā)紺 (cyanosis) 概念：毛細血管血液中還原血紅蛋白濃度達到或超過5g/dl時，可使皮

8、膚和黏膜呈青紫色，稱為發(fā)紺。缺氧不一定有發(fā)紺，發(fā)紺不一定有缺氧。血紅蛋白過多或過少時，發(fā)紺與缺氧常不一致。n重度貧血患者，血紅蛋白可降至50g/L(5g/dl)以下，出現嚴重缺氧，但不會發(fā)生紫紺。n紅細胞增多時 ，血中還原血紅蛋白超過50g/L(5g/dl)，出現發(fā)紺，但可無缺氧癥狀。第18頁/共81頁第19頁/共81頁第20頁/共81頁二、血液性缺氧（hemic hypoxia）是指由于紅細胞數量和血紅蛋白含量減少，或血紅蛋白的性質發(fā)生改變，致血液攜氧能力降低，血氧含量減少，或血紅蛋白結合的氧不易釋出而導致的缺氧。由于以物理狀態(tài)溶解在血液內的氧不受血紅蛋白的影響，因此動脈血氧分壓正常，故又稱

9、為等張性缺氧（isotonic hypoxia）。第21頁/共81頁1. 原因血紅蛋白數量減少：貧血（anemia）一氧化碳中毒 第22頁/共81頁高鐵血紅蛋白血癥（methemoglobinemiamethemoglobinemia） 亞硝酸鹽、過氯酸鹽及磺胺衍生物等氧化劑可使血紅素中的二價鐵氧化成三價鐵，形成高鐵血紅蛋白（methemoglobin, HbFe3+OH）, 導致高鐵血紅蛋白血癥腸源性發(fā)紺（enterogenous cyanosis）：當血液中HbFe3+OH達到1.5 g/dl時，皮膚、黏膜可出現青紫顏色，稱為腸源性紫紺。第23頁/共81頁 高鐵血紅蛋白血癥第24頁/共81

10、頁血紅蛋白與氧的親合力異常增高 (pH升高通過Bohr效應增強Hb與O2的親和力) 0204060801000204060801002,3-DPGpHCO2溫度2,3-DPG pH CO2 溫度氧分壓 (mmHg)氧飽和度(%)- 血紅蛋白在標準狀態(tài)下的氧離曲線及其影響因素第25頁/共81頁2. 血液性缺氧血氧變化特點動脈血氧分壓血氧容量動-靜脈血氧含量差皮膚黏膜正常正常降低正?；蚪档蛣用}氧飽和度動脈血氧含量貧血性缺氧碳氧血紅蛋白血癥，高鐵血紅蛋白血癥降低降低降低貧血性缺氧高鐵血紅蛋白血癥碳氧血紅蛋白血癥蒼白咖啡色櫻桃紅色貧血性缺氧高鐵血紅蛋白血癥、碳氧血紅蛋白血癥第26頁/共81頁三、循環(huán)性

11、缺氧（circulatory hypoxia）由于血流速度減慢，血流量減少，單位時間內供給組織的氧量減少而引起的缺氧，又稱低血流性缺氧（hypokinetic hypoxia）分類： 局部性的：如血管狹窄或阻塞 全身性的：如心力衰竭、休克 缺血性缺氧（ischemic hypoxia） 淤血性缺氧（stagnant hypoxia）第27頁/共81頁1.原因 缺血性缺氧 因動脈血液灌流不足引起的缺氧 局部性如動脈血栓形成、動脈粥樣硬化以及血管痙攣等，全身性血液循環(huán)障礙常見于休克 淤血性缺氧 靜脈回流障礙引起的組織器官血液淤滯而導致的缺氧 見于靜脈栓塞或受壓(局部性)和心力衰竭第28頁/共81頁

12、2. 血氧變化特點動脈血氧分壓血氧容量動-靜脈血氧含量差皮膚黏膜正常增高正常動脈氧飽和度動脈血氧含量正常正常易出現發(fā)紺靜脈血氧分壓、氧飽和度和氧含量降低第29頁/共81頁四、組織性缺氧（histogenous anoxia）由于組織細胞利用氧的能力不足而引起的缺氧稱為組織性缺氧。第30頁/共81頁1. 原因 線粒體功能受抑制：某些藥物或毒物阻斷呼吸鏈。 呼吸酶合成減少：輔酶缺乏：VB1，VB2，VPP 線粒體損傷：高溫、放射線、細菌毒素NADH琥珀酸FMNFAD胍乙腚巴比妥魚藤酮CoQcyt bcyt c1cyt ccyt aa3O2抗霉素A苯乙雙胍8-氫-羥基喹啉萘醌氰化物一氧化碳硫化氫疊氮

13、化合物NADH琥珀酸FMNFAD胍乙腚巴比妥魚藤酮CoQcyt bcyt c1cyt ccyt aa3O2抗霉素A苯乙雙胍8-氫-羥基喹啉萘醌氰化物一氧化碳硫化氫疊氮化合物第31頁/共81頁2. 血氧變化特點 動脈血氧分壓 血氧容量 動-靜脈血氧含量差 皮膚黏膜正常降低正常 動脈氧飽和度 動脈血氧含量正常正常鮮紅 靜脈血氧分壓、氧飽和度和氧含量增高第32頁/共81頁各型缺氧的血氧和皮膚黏膜改變缺氧類型PaO2SaO2血氧容量血氧含量動靜脈血氧含量差皮膚黏膜乏氧性缺氧NN或發(fā)紺血液性缺氧NN或N或或N 蒼白,咖啡,櫻桃紅循環(huán)性缺氧NNNN蒼白發(fā)紺組織性缺氧NNNN鮮紅色第33頁/共81頁第34頁

14、/共81頁第三節(jié)缺氧時對機體的影響第35頁/共81頁一、呼吸系統第36頁/共81頁低氧通氣反應（hypoxic ventilation reaction，HVR） 主動脈體頸動脈體肺通氣肺泡通氣量PaO2PaO2PaCO2CO2 對中感器肺血流量心輸出量胸廓運動胸內負壓靜脈回流氧攝取氧運輸參與呼吸的肺泡數呼吸面積氧彌散肺血管收縮局部血流量肺動脈壓肺上部血流通氣/血流PaO2第37頁/共81頁肺泡氣氧分壓與肺通氣量之間的關系01020304050020406080100肺泡氣氧分壓 (mmHg)通氣量 (L/min)第38頁/共81頁呼吸系統的損傷性變化中樞性呼吸衰竭 嚴重的急性缺氧可直接抑制呼

15、吸中樞，出現周期性呼吸，呼吸減弱甚至呼吸停止。PaO2過低可直接抑制呼吸中樞。當PaO2210g/L，女性Hb190g/L)即為高原紅細胞增多癥，是常見的慢性高原病。 多發(fā)生于海拔3500m以上地區(qū)，由于血液黏滯度異常增高、微循環(huán)障礙，組織嚴重缺氧，易導致血栓形成或局部組織壞死等各種并發(fā)癥。第62頁/共81頁四、中樞神經系統輕度缺氧或缺氧早期：血液重新分布保證腦組輕度缺氧或缺氧早期：血液重新分布保證腦組 織血供織血供嚴重缺氧或長時間缺氧：神經系統功能障礙嚴重缺氧或長時間缺氧：神經系統功能障礙 腦水腫和腦細胞受損腦水腫和腦細胞受損第63頁/共81頁 急性缺氧：頭痛、情緒激動、思維力、記憶力、判斷

16、力降低或喪失以及運動不協調等。 慢性缺氧：易疲勞、嗜睡、注意力不集中及精神抑郁等。 嚴重缺氧：可導致煩躁不安、驚厥、昏迷甚而死亡。 ATP生成不足 酸中毒 腦血管擴張 神經細胞膜電位降低 神經遞質合成減少 細胞內鈣超載 溶酶體酶釋放 細胞水腫 間質水腫 血腦屏障受損機制：機制：表現：表現：第64頁/共81頁 第65頁/共81頁五、組織和細胞代償性反應1. 攜氧蛋白表達增加肌紅蛋白、腦紅蛋白、胞紅蛋白增加2. 組織細胞對氧利用的能力增強3. 組織細胞對氧的消耗減少第66頁/共81頁1. 細胞中存在攜氧蛋白，它們與氧的親和力高于血紅蛋白，可有效地促進氧分子向細胞內轉移，增強細胞對氧的攝取能力。在細

17、胞氧供-需不平衡時，攜氧蛋白釋放所結合的氧供細胞利用。 第67頁/共81頁肌紅蛋白慢性缺氧使肌肉中Mb增多。Mb和氧的親和力較大。當PO2為10mmHg時，Hb的SaO2約為10，而肌紅蛋白的氧飽和度可達70。氧分壓進一步降低時，Mb釋出大量的氧供細胞利用。肌紅蛋白的增加可能具有儲存氧的作用。第68頁/共81頁2. .組織、細胞利用氧能力增強組織、細胞利用氧能力增強 細胞內線粒體的數目和膜的表面積增加 呼吸鏈中的酶表達量增加，活性增強琥珀酸脫氫酶細胞色素氧化酶 如胎兒在母體內處于相對缺氧的環(huán)境，其細胞線粒體的呼吸功能為成年動物的3倍，至出生后1014天，線粒體呼吸功能才降至成年動物水平。第69

18、頁/共81頁3.3.組織細胞對氧的消耗減少組織細胞對氧的消耗減少 葡萄糖代謝能力加強，節(jié)約用氧葡萄糖攝取增強，葡萄糖攝取能力貯備增強無氧酵解增強 嚴重缺氧時，ATP生成減少，ATPADP比值下降，磷酸果糖激酶活性增強，糖酵解過程加強，在一定的程度上可補償能量的不足。 關鍵酶表達增強 低代謝狀態(tài)第70頁/共81頁代償反應的分子機制O O2 2O O2 2O O2 2O O2 2HIF-1HIF-1頸動脈體頸動脈體肺血管肺血管血管內皮血管內皮特定的氧特定的氧感受細胞感受細胞代謝酶類代謝酶類肺通氣肺通氣循環(huán)代償循環(huán)代償紅細胞紅細胞增多增多糖酵解增強糖酵解增強毛細血管增生毛細血管增生肺血管肺血管收縮收

19、縮頸動脈體頸動脈體第71頁/共81頁組織和細胞的損傷性變化主要表現為1.細胞膜損傷2.線粒體損傷3.溶酶體損傷4.細胞凋亡第72頁/共81頁細胞膜的變化膜通透性Na+iNa+-K泵ATP消耗Mt呼吸ATP生成細胞水腫堵塞微血管加重微循環(huán)缺氧ATPiNa+外排Na+內流嚴嚴重重缺缺氧氧K+外流K+i酶合成鈣超載鈣超載mt鈣攝取鈣外流 Ca2+增多可抑制線粒體的呼吸功能； 可激活磷脂酶，使膜磷脂分解，溶酶體酶釋出； 增加自由基產生第73頁/共81頁線粒體的變化 細胞內的氧約有80%90%在線粒體內用于氧化磷酸化生成ATP，僅10%20%在線粒體外用于生物合成、降解及生物轉化（解毒）作用等。 輕度缺

20、氧或缺氧早期線粒體呼吸功能是增強的。 嚴重缺氧首先影響線粒體外氧的作用，使神經介質的生成和生物轉化過程等降低。 當線粒體部位氧分壓降到臨界點(1mmHg)時，可降低線粒休的呼吸功能，使ATP生成減少。 嚴重時線粒體可出現腫脹、嵴崩解、外膜破裂和基質外溢等病變。第74頁/共81頁溶酶體的變化 缺氧時因糖酵解增強，乳酸生成增多，和脂肪氧化不全使其中間代謝產物酮體增多，導致酸中毒。 pH降低可引起磷脂酶活性增高，使溶酶體膜磷脂被分解，膜通透性增高，結果使溶酶體腫脹、破裂，和大量溶酶體酶的釋出，進而導致細胞本身及其周圍組織的溶解、壞死。第75頁/共81頁第76頁/共81頁第四節(jié) 影響機體缺氧耐受性的因素機體對缺