病理生理缺氧

1、 hypoxia 濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室Pathophysiology Department of JiNing Medical university正常人體氧的攝取、運(yùn)輸和利用正常人體氧的攝取、運(yùn)輸和利用大氣大氣氣道氣道肺泡肺泡血液血液細(xì)胞利用細(xì)胞利用肺通氣肺通氣肺換氣肺換氣循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)呼吸膜呼吸膜外呼吸外呼吸氣體運(yùn)輸氣體運(yùn)輸內(nèi)呼吸內(nèi)呼吸肺部攝氧肺部攝氧血液攜氧血液攜氧循環(huán)運(yùn)氧循環(huán)運(yùn)氧組織用氧組織用氧概念概念（hypoxia）因因組織供氧減少或利用氧障礙組織供氧減少或利用氧障礙，引起，引起細(xì)胞代謝、功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)異常變化細(xì)胞代謝、功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)異常變化的的病

2、理過(guò)程病理過(guò)程。第一節(jié)第一節(jié) 常用的血氧指標(biāo)及意義常用的血氧指標(biāo)及意義（一）（一）血血氧分壓氧分壓 (Partial Pressure of Oxygen, PO2)定義：物理溶解于血液中的氧產(chǎn)生的張力。定義：物理溶解于血液中的氧產(chǎn)生的張力。 PaO2 100mmHg PvO2 40mmHg組織攝氧和用氧的能力組織攝氧和用氧的能力（二）（二）血血氧容量氧容量 (Oxygen binding Capacity，CO2 max)1.34ml/g測(cè)定條件（測(cè)定條件（ PO2為為150 mmHg、PCO2為為40 mmHg，溫度為，溫度為38） 影響因素：影響因素：反映血液攜帶氧的能力反映血液攜帶氧的

3、能力15g/dl20ml/dlHb的質(zhì)的質(zhì)（與氧結(jié)合的能力）（與氧結(jié)合的能力）和量和量100ml血液中的血紅蛋白被氧充分飽和時(shí)最大攜氧量。血液中的血紅蛋白被氧充分飽和時(shí)最大攜氧量。( (三）三）血氧含量血氧含量 (Oxygen Content，CO2)定義：定義：體內(nèi)體內(nèi)100ml血液的實(shí)際攜氧量。血液的實(shí)際攜氧量。 血氧含量血氧含量= HbHb結(jié)合的氧結(jié)合的氧+ +溶解于血漿的氧溶解于血漿的氧（0.3ml/dl)0.3ml/dl)影響因素：影響因素： PO2 ； CO2maxCaO2：19ml/dl, CvO2: 14ml/dl （四）（四）動(dòng)靜脈血氧含量差動(dòng)靜脈血氧含量差 (A-VdO2)

4、定義：動(dòng)脈血氧含量定義：動(dòng)脈血氧含量 - - 靜脈血氧含量靜脈血氧含量19ml/dl14ml/dlO2O2O2O2O2AV取決于組織細(xì)胞從單位容積血液中攝取氧的能力取決于組織細(xì)胞從單位容積血液中攝取氧的能力.5ml/dl( (五五) )血紅蛋白氧飽和度血紅蛋白氧飽和度 (Oxygen Saturation of Hb, SO2)定義：定義：指指HbHb與氧結(jié)合的百分?jǐn)?shù)與氧結(jié)合的百分?jǐn)?shù)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%=影響因素：影響因素：SaO2: 95-97% ； SvO2: 75%PO22040608010020406080100PCO2 H + 2,3D

5、PG 溫度溫度PCO2 H+ 2,3DPG 溫度溫度50常用的血氧指標(biāo)常用的血氧指標(biāo) 第二節(jié)第二節(jié) 缺氧的類(lèi)型、原因和發(fā)病機(jī)制缺氧的類(lèi)型、原因和發(fā)病機(jī)制缺氧的類(lèi)型缺氧的類(lèi)型血液性血液性缺氧缺氧Hemic hypoxia循環(huán)性循環(huán)性缺氧缺氧Circulatory hypoxia乏氧性乏氧性缺氧缺氧Hypoxic hypoxia組織性組織性缺氧缺氧Histogenoushypoxia肺部攝氧肺部攝氧血液攜氧血液攜氧循環(huán)運(yùn)氧循環(huán)運(yùn)氧組織用氧組織用氧PaO2組織供氧不足組織供氧不足低張性缺氧低張性缺氧( (一一) )原因和機(jī)制：原因和機(jī)制：外呼吸功能障礙；外呼吸功能障礙；外環(huán)境外環(huán)境POPO2 2過(guò)低

6、；過(guò)低；靜脈血流入動(dòng)脈血靜脈血流入動(dòng)脈血乏氧性缺氧乏氧性缺氧海拔高度海拔高度 大氣壓大氣壓 大氣大氣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 外呼吸外呼吸肺通氣肺通氣肺換氣肺換氣肺泡氣肺泡氣PO2經(jīng)肺泡擴(kuò)散到血液中的氧經(jīng)肺泡擴(kuò)散到血液中的氧法洛四聯(lián)癥法洛四聯(lián)癥低張性缺氧低張性缺氧毛細(xì)血管血液中脫氧血紅蛋白的濃度超過(guò)毛細(xì)血管血液中脫氧血紅蛋白的濃度超過(guò)5g/dl5

7、g/dl，使皮膚、粘膜呈青紫色。使皮膚、粘膜呈青紫色。發(fā)紺發(fā)紺 ( (cyanosis) )HbO2HHb2.6g/ml正常正常5g/dl發(fā)紺發(fā)紺 HbHb數(shù)量減少或性質(zhì)改變，以致血液攜帶氧的數(shù)量減少或性質(zhì)改變，以致血液攜帶氧的能力降低或能力降低或HbHb結(jié)合的結(jié)合的O2不易釋出所引起的缺氧。不易釋出所引起的缺氧。PaO2正常，又稱等張性缺氧。正常，又稱等張性缺氧。 血液性缺氧血液性缺氧( (一一) )原因和機(jī)制：原因和機(jī)制：血液性缺氧血液性缺氧Hb含量減少，血液攜帶氧量降低，含量減少，血液攜帶氧量降低，以致細(xì)胞的供氧不足。以致細(xì)胞的供氧不足。貧血性缺氧貧血性缺氧(anemic hypoxia

8、)最常見(jiàn)最常見(jiàn)血液性缺氧血液性缺氧煤氣中毒煤氣中毒COO2O2O2COCO與與HbHb的親和力是的親和力是O O2 2的的210210倍，形成倍，形成HbCOHbCO，失去攜氧能力，失去攜氧能力COCO與與HbHb一個(gè)血紅素結(jié)合后，將增加其余一個(gè)血紅素結(jié)合后，將增加其余3 3個(gè)血紅素對(duì)氧的親個(gè)血紅素對(duì)氧的親和力，不利于氧的釋放和力，不利于氧的釋放COCO抑制糖酵解，抑制糖酵解，2,3-DPG2,3-DPG生成減少，氧離曲線左移生成減少，氧離曲線左移血液性缺氧血液性缺氧櫻桃紅色櫻桃紅色CO中毒患者接受氧療中毒患者接受氧療 高壓氧艙高壓氧艙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+高鐵血紅蛋白高鐵血紅蛋白亞硝酸鹽、過(guò)氯酸鹽亞硝酸鹽、過(guò)氯酸鹽腸源性青紫（腸源性青紫（enterogenousenterogenous cyanosis) cyanosis)氧化氧化Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+ 正常正常Fe2+Fe3+Fe2+Fe2+高鐵血紅蛋白高鐵血紅蛋白還原還原亞硝酸鹽、過(guò)氯酸鹽亞硝酸鹽、過(guò)氯酸鹽亞甲藍(lán)，維生素亞甲藍(lán)，維生素C（二）血氧變化特點(diǎn)（二）血氧變化特點(diǎn): :血液性缺氧血液性缺氧三、三、循環(huán)性缺氧循環(huán)性缺氧 (Circulatory Hypoxia)組織血流量組織血流量 組織供氧不足組織供氧不足低動(dòng)力性缺氧（低動(dòng)力性

10、缺氧（hypokinetic hypoxia)( (一一) )原因和機(jī)制：原因和機(jī)制：休克、心力衰竭栓塞、血管病變循環(huán)性缺氧循環(huán)性缺氧（二）血氧變化特點(diǎn)（二）血氧變化特點(diǎn): :循環(huán)性缺氧循環(huán)性缺氧19ml/ml12ml/dl7ml/dlO2O2O2O2O2AVO2O2O2單位時(shí)間流經(jīng)組織的總血量單位時(shí)間流經(jīng)組織的總血量 總氧量總氧量 循環(huán)性缺氧循環(huán)性缺氧氧利用障礙性缺氧氧利用障礙性缺氧( (一一) )原因和機(jī)制：原因和機(jī)制：1. 1.組織中毒組織中毒: : 、硫化物、硫化物、3. 3. 線粒體損傷線粒體損傷: : 細(xì)菌毒素、放射線、細(xì)菌毒素、放射線、 組織嚴(yán)重供氧不足組織嚴(yán)重供氧不足砷化物砷化

11、物組織性缺氧組織性缺氧2.2.維生素缺乏維生素缺乏: : VitVit B B1 1, VitB, VitB2 2 , VitPP, VitPP（二）血氧變化特點(diǎn)（二）血氧變化特點(diǎn): :組織性缺氧組織性缺氧 缺氧的病因分類(lèi)缺氧的病因分類(lèi)第三節(jié)第三節(jié) 缺氧時(shí)機(jī)體功能和代謝變化缺氧時(shí)機(jī)體功能和代謝變化Effects of Hypoxia 代償適應(yīng)性變化代償適應(yīng)性變化 損害性變化損害性變化（以低張性缺氧為例）（以低張性缺氧為例）( (一一) ) 代償適應(yīng)性變化代償適應(yīng)性變化 意義：意義： 提高提高PaOPaO2 2 增加回心血量增加回心血量PaO2(60mmHg)頸動(dòng)脈體、主動(dòng)頸動(dòng)脈體、主動(dòng)脈體化學(xué)

12、感受器脈體化學(xué)感受器呼吸運(yùn)動(dòng)呼吸運(yùn)動(dòng)肺泡通氣量肺泡通氣量呼吸中樞興奮呼吸中樞興奮一、呼吸系統(tǒng)變化一、呼吸系統(tǒng)變化(1)高原性肺水腫高原性肺水腫機(jī)制：機(jī)制：( (二二) ) 損傷性變化損傷性變化 PaO230mmHg 抑制抑制呼吸中樞呼吸中樞(2)中樞性呼吸衰竭中樞性呼吸衰竭PaO2化學(xué)感受器化學(xué)感受器興奮呼吸中樞興奮呼吸中樞呼吸淺慢呼吸淺慢肺泡通氣量肺泡通氣量呼吸系統(tǒng)變化呼吸系統(tǒng)變化急性急性低張性缺氧低張性缺氧與肺動(dòng)脈高壓有關(guān)與肺動(dòng)脈高壓有關(guān)( (一一) ) 代償適應(yīng)性變化代償適應(yīng)性變化 1)心輸出量增加心輸出量增加 2)肺血管收縮肺血管收縮3 )血流重新分布血流重新分布4) 組織毛細(xì)血管密度

13、增加組織毛細(xì)血管密度增加二、循環(huán)系統(tǒng)變化二、循環(huán)系統(tǒng)變化1.心輸出量增加心輸出量增加心率加快：心率加快：通氣增加，肺泡膨脹刺激肺牽張感受器，反通氣增加，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。射性地興奮交感神經(jīng)引起的。心肌收縮力增強(qiáng)：心肌收縮力增強(qiáng)：缺氧引起交感神經(jīng)興奮，兒茶酚胺缺氧引起交感神經(jīng)興奮，兒茶酚胺釋放增多，作用于心臟釋放增多，作用于心臟-腎上腺能受體，引起正性肌力作用腎上腺能受體，引起正性肌力作用回心血量增加：回心血量增加：胸廓呼吸運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)可導(dǎo)致靜脈回流量胸廓呼吸運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)可導(dǎo)致靜脈回流量增加，心輸出量增多。增加，心輸出量增多。循環(huán)系統(tǒng)變化循環(huán)系統(tǒng)變化2.肺血管收縮肺血

14、管收縮(1)缺氧對(duì)血管平滑肌直接作用。缺氧使膜電位下缺氧對(duì)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(kāi)放，降，引發(fā)膜去極化，電壓依賴性鈣通道開(kāi)放，Ca2+內(nèi)流增加，促進(jìn)血管收縮。內(nèi)流增加，促進(jìn)血管收縮。 (2)體液因素：缺氧使肺組織內(nèi)產(chǎn)生多種血管活性體液因素：缺氧使肺組織內(nèi)產(chǎn)生多種血管活性物質(zhì)物質(zhì),縮血管物質(zhì)增多占優(yōu)勢(shì)；縮血管物質(zhì)增多占優(yōu)勢(shì)；(3)交感神經(jīng)興奮作用于肺血管交感神經(jīng)興奮作用于肺血管-受體引起收縮；受體引起收縮；機(jī)制：機(jī)制：循環(huán)系統(tǒng)變化循環(huán)系統(tǒng)變化3.血流重新分布血流重新分布這種血流分布的改變對(duì)這種血流分布的改變對(duì)保證心腦生命重要器官氧保證心腦生命重要器官

15、氧的供應(yīng)的供應(yīng)是有利的。是有利的。循環(huán)系統(tǒng)變化循環(huán)系統(tǒng)變化開(kāi)放開(kāi)放4.組織毛細(xì)血管密度增加組織毛細(xì)血管密度增加長(zhǎng)期慢性缺氧促使毛細(xì)血管增生。長(zhǎng)期慢性缺氧促使毛細(xì)血管增生。循環(huán)系統(tǒng)變化循環(huán)系統(tǒng)變化其意義是：其意義是：毛細(xì)血管密度增加可縮短血氧彌散至毛細(xì)血管密度增加可縮短血氧彌散至細(xì)胞的距離，增加對(duì)細(xì)胞的供氧量。細(xì)胞的距離，增加對(duì)細(xì)胞的供氧量。循環(huán)系統(tǒng)變化循環(huán)系統(tǒng)變化（4）回心血量減少）回心血量減少（ Decreased venous return）（3）心律失常）心律失常（Arrhythmia）(1)紅細(xì)胞和血紅蛋白增多紅細(xì)胞和血紅蛋白增多三、血液系統(tǒng)變化三、血液系統(tǒng)變化性增性增(2)(2) 機(jī)

16、制：機(jī)制： 2，3-DPG 可與可與 脫氧脫氧Hb 結(jié)合，穩(wěn)定其空間構(gòu)結(jié)合，穩(wěn)定其空間構(gòu)型，型， 使之不易與氧結(jié)合。使之不易與氧結(jié)合。 2，3-DPG是有機(jī)酸是有機(jī)酸 可降低紅細(xì)胞內(nèi)的可降低紅細(xì)胞內(nèi)的pH，使使Hb與氧的親和力降低與氧的親和力降低 (Bohr效應(yīng)效應(yīng))。血液系統(tǒng)變化血液系統(tǒng)變化腦對(duì)缺氧十分敏感，缺氧可直接損害腦對(duì)缺氧十分敏感，缺氧可直接損害CNSCNS的功能。的功能。四、中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化(一一)代償性反應(yīng)代償性反應(yīng)2.2.糖酵解增強(qiáng)：糖酵解增強(qiáng)：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. 肌紅蛋白增多：肌紅蛋白增多：Mb Mb 攜帶更多氧（慢性缺氧）攜帶更多氧（慢性缺氧）4. 低代謝狀態(tài)：低代謝狀態(tài)：各種耗能過(guò)程減弱，利于低氧時(shí)生存。各種耗能過(guò)程減弱，利于低氧時(shí)生存。1.細(xì)胞膜的損傷細(xì)胞膜的損傷組織細(xì)胞變化組織細(xì)胞變化缺氧時(shí)細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性增高缺氧時(shí)細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性增高3. 溶酶體的損傷：溶酶體的損傷： 缺氧引起嚴(yán)重酸中毒，可激活磷脂酶使溶酶體缺氧引起嚴(yán)重酸中毒，