病理生理學(xué)—缺氧

1、病理生理學(xué)缺氧喀麥隆尼歐斯湖前后對(duì)比Lake Nyos Killer Laker On 1986, a limnic eruption occurred at Lake Nyos which triggered the sudden release of about 100,000 - 300,000 tonnes8 (some other sources state as much as 1.6 million tons)9 of CO2; this cloud rose at nearly 100 kilometres per hour (62mph).4 The gas spilled

2、over the northern lip of the lake into a valley running roughly east-west from Cha to Subum, and then rushed down two valleys branching off it to the north, displacing all the air and suffocating some 1,700people within 25 kilometres (16mi) of the lake, mostly rural villagers, as well as 3,500 lives

3、tock. 二氧化碳大噴發(fā) 本 章 主 要 內(nèi) 容缺氧的原因，分類(lèi)和血氧變化特點(diǎn)2缺氧時(shí)機(jī)體的功能和代謝變化3缺氧治療的病理生理基礎(chǔ)4常 用 的 血 氧 指 標(biāo)1氧氣的獲得和利用氧氣的獲得和利用外呼吸內(nèi)呼吸氣體在血液中的運(yùn)輸O2O2O2O2O2O2+H+H+H+H+HH+O2O2O2Krebs Cyclee-e-e-e-H+H+ H+H+Cyt Ce-e-H+H+O2H+H+H2OADPATPCyt Ce-O2 QH+H+NADHNAD+H+H+ H+ H+H+H+Cyt C H+e-e-e-INOUTPeter S. Rabinwitch after Mandavilli et al, Mu

4、tation Research 509 (2002) 127151Mitochondrial Electron Transport Chain2OH-OH-一、概念外呼吸血液循環(huán)組織吸入氣肺通氣肺換氣紅細(xì)胞Hb心臟血管線粒體供用結(jié)構(gòu)功能代謝O2ATP乏氧性缺氧血液性缺氧循環(huán)性缺氧組織性缺氧缺 氧 的 概 念 由于組織氧的供應(yīng)減少或?qū)ρ醯睦谜系K，而引起細(xì)胞代謝、功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)異常變化的病理過(guò)程稱(chēng)為缺氧（hypoxia） 氧的獲得和利用是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。 臨床上常用血氧指標(biāo)反映組織的供氧和耗氧量的變化。第一節(jié) 常用的血氧指標(biāo)基 本 血 氧 指 標(biāo)血氧分壓血氧飽和度血氧容量血氧含量概念 正常值 影響

5、因素氧 離 曲 線氧 離 曲 線衍生血氧指標(biāo)P50：為反映Hb與O2的親和力的指標(biāo)，是指使氧飽和度達(dá)到50時(shí)的血氧分壓。正常成人P50約為（27mmHg）。動(dòng)靜脈血氧差 ：即動(dòng)脈血氧含量減去靜脈血氧含量所得的毫升，說(shuō)明組織對(duì)氧消耗量。50第二節(jié) 缺氧的類(lèi)型、原因和發(fā)病機(jī)制肺部攝氧 血液攜氧 循環(huán)運(yùn)氧 組織用氧 等張性缺氧 Text低動(dòng)力性缺氧 低張性缺氧 乏氧性缺氧血液性缺氧循環(huán)性缺氧用障礙性缺氧 組織性缺氧一、乏氧性缺氧（Hypoxic hypoxia） 乏氧性缺氧是指由于肺泡氧分壓降低，或靜脈血分流入動(dòng)脈，血液從肺攝取的氧減少，以致動(dòng)脈血氧含量減少，PaO2降低。吸入氣氧分壓過(guò)低（大氣性缺

6、氧）外呼吸功能障礙 （呼吸性缺氧）靜脈血分流入動(dòng)脈（靜脈血摻雜）原 因法 洛 氏 四 聯(lián) 癥低張性缺氧的特點(diǎn)缺氧類(lèi)型 動(dòng)脈血氧分壓動(dòng)脈血氧飽和度血氧容量動(dòng)脈血氧含量動(dòng)靜脈氧差乏氧性缺氧NN 或HHbHbO226g/l50g/l毛細(xì)血管中脫氧血紅蛋白50g/l，使皮膚、粘膜呈青紫色。發(fā) 紺(cyanosis)二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia）血紅蛋白含量減少或性質(zhì)發(fā)生改變血液攜帶的氧減少，血氧含量降低，血紅蛋白結(jié)合的氧不易釋出缺 氧原 因貧血（anemia）各種原因引起的貧血，單位容積血液內(nèi) 紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白量減少，雖然PaO2和氧飽和度 正常，但氧容量降低，氧含量隨之減少。CO中毒

7、 高鐵血紅蛋白血癥（methemoglobinemia）血紅蛋白與氧的親和力異常增高：如輸入大量庫(kù)存血， 或輸入大 量堿性液體；某些血紅蛋白病。碳氧血紅蛋白血癥HbCOO2O2O2CO與Hb的親和力是O2的210倍，形成HbCOCO與Hb一個(gè)血紅素結(jié)合后，將增加其余3個(gè)血紅素對(duì)氧的親和力CO抑制糖酵解，2,3-DPG生成減少，氧離曲線左移原 因貧血（anemia）各種原因引起的貧血，單位容積血液內(nèi) 紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白量減少，雖然PaO2和氧飽和度 正常，但氧容量降低，氧含量隨之減少。CO中毒 高鐵血紅蛋白血癥（methemoglobinemia）血紅蛋白與氧的親和力異常增高：如輸入大量庫(kù)存血，

8、 或輸入大 量堿性液體；某些血紅蛋白病。 Fe3+與羥基牢固結(jié)合，失去攜氧能力剩余的Fe2+與O2親和力增強(qiáng)，氧離曲線左移高鐵血紅蛋白血癥原 因貧血（anemia）各種原因引起的貧血，單位容積血液內(nèi) 紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白量減少，雖然PaO2和氧飽和度 正常，但氧容量降低，氧含量隨之減少。CO中毒 高鐵血紅蛋白血癥（methemoglobinemia）血紅蛋白與氧的親和力異常增高：如輸入大量庫(kù)存血， 或輸入大 量堿性液體；某些血紅蛋白病。缺氧類(lèi)型動(dòng)脈血氧分壓動(dòng)脈血氧飽和度血 氧容 量動(dòng)脈血氧含量動(dòng)靜脈氧差血液性缺氧N N血液性缺氧的特點(diǎn)*皮膚、粘膜顏色 ：乏氧性缺氧 紫紺高鐵血紅蛋白血癥咖啡色碳氧

9、血紅蛋白血癥櫻桃紅色 嚴(yán)重貧血病人？紅細(xì)胞增多癥？三、循環(huán)性缺氧（Circulatory Hypoxia）血液循環(huán)障礙供給組織的血液減少缺 氧 動(dòng)脈狹窄或阻塞,致動(dòng)脈血灌流不足靜脈血回流受阻血流緩慢，微循環(huán)淤血，導(dǎo)致動(dòng)脈血灌流減少循環(huán)性缺氧缺血性缺氧淤血性缺氧原 因缺血：休克，心衰動(dòng)脈血栓，動(dòng)脈粥樣硬化淤血：右心衰竭，靜脈栓塞缺氧類(lèi)型動(dòng)脈血氧分壓動(dòng)脈血氧飽和度血 氧容 量動(dòng)脈血氧含量動(dòng)靜脈氧差循環(huán)性缺氧NNNN循環(huán)性缺氧的特點(diǎn)四、組織性缺氧(Histogenous hypoxia)組織細(xì)胞利用氧障礙所引起的缺氧組織性缺氧抑制細(xì)胞氧化磷酸化線粒體損傷維生素缺乏組織性缺氧的特點(diǎn)缺氧類(lèi)型動(dòng)脈血氧分壓

10、動(dòng)脈血氧飽和度血 氧容 量動(dòng)脈血氧含量動(dòng)靜脈氧差組織性缺氧NNNN由于氧合Hb含量高，皮膚粘膜呈鮮紅或玫瑰紅臨床上常為混合性缺氧內(nèi)毒素血癥肺淤血、水腫循環(huán)障礙失血 Hb組織性缺氧低張性缺氧循環(huán)性缺氧血液性缺氧失血性休克第二節(jié) 缺氧的類(lèi)型、原因和發(fā)病機(jī)制第三節(jié) 缺氧對(duì)機(jī)體的影響一、呼吸系統(tǒng)的變化(一)代償性反應(yīng) PaO2(8kPa)頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體化學(xué)感受器呼吸加深加快肺泡通氣量PAO2 肺通氣量增加是對(duì)急性低張性缺氧的最重要代償反應(yīng)（二）損傷性變化肺動(dòng)脈收縮不均一引起超灌注非炎性漏出；肺毛細(xì)血管壁通透性增加；肺水腫氧彌散障礙 PaO2；高原肺水腫（high altitude pulmonar

11、y edema, HAPE）進(jìn)入4000m高原后14d內(nèi)出現(xiàn)發(fā)病率：臨床表現(xiàn)：胸悶，咳嗽，發(fā)紺，呼吸困難，血性泡沫痰體征：肺部濕羅音發(fā)病機(jī)制 中樞性呼吸衰竭抑制呼吸中樞PaO230mmHg二、循環(huán)系統(tǒng)變化（一）代償性反應(yīng)1、心輸出量增加 心率增加 肺牽張反射器興奮引起 心肌收縮力增加 回心血量增加2、缺氧性肺血管收縮（hypoxia pulmonary vasoconstriction, HPV） 是維持通氣和血流比相適應(yīng)的代償性保護(hù)機(jī)制3、組織毛細(xì)血管密度增加HIF-1增多誘導(dǎo)VEGF等基因高表達(dá)縮短血氧彌散至細(xì)胞的距離，增加對(duì)細(xì)胞的供氧量（一）代償性反應(yīng)心、腦供血增多皮膚、內(nèi)臟、骨骼肌和腎

12、血流減少器官血流量取決于血液灌注的壓力（即動(dòng)、靜脈壓差）器官血流的阻力開(kāi)放的血管數(shù)量?jī)?nèi)徑大小4、血流重新分布缺氧時(shí)交感神經(jīng)興奮血管收縮血管擴(kuò)張局部組織代謝產(chǎn)物 ？請(qǐng)大家從這個(gè)角度上來(lái)分析一下為什么登山運(yùn)動(dòng)員的四肢、鼻子及耳朵等部位最容易凍傷？（一）代償性反應(yīng)（二）損傷性變化循環(huán)系統(tǒng)損傷（高原性心臟病、肺心病） 缺氧 肺血管收縮 循環(huán)阻力 肺A高壓 RBC 血液粘滯 右心后負(fù)荷 慢性缺氧 肺血管平滑肌肥大、血管硬化 心衰 （1）肺動(dòng)脈高壓（Pulmonary arterial hypertension )肺動(dòng)脈高壓慢性缺氧使肺小動(dòng)脈持續(xù)收縮，導(dǎo)致肺循環(huán)阻力增加長(zhǎng)期缺氧選擇性抑制肺動(dòng)脈K通道亞單位

13、RNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)，促進(jìn)血管平滑肌去極化，增加鈣內(nèi)流從而是肺血管收縮鈣內(nèi)流不僅增加肺循環(huán)阻力而且導(dǎo)致肺血管重構(gòu)，主要表現(xiàn)為血管平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的肥大和增生，血管壁中膠原和彈性纖維沉積，使血管壁增厚，形成持續(xù)的肺動(dòng)脈高壓，久之造成肺源性心臟病，右心肥大甚至右心衰竭（二）損傷性變化（2）心肌收縮性降低（Decrease of myocardial contractility ） 缺氧、酸中毒 心肌結(jié)構(gòu)損傷 心肌收縮性 心衰 ATP 心肌興奮-收縮偶聯(lián)障礙 （3）心律失常（Arrhythmia） PaO2 頸A體化學(xué)感受器受刺激 迷走N（+） 竇性心動(dòng)過(guò)緩（二）損傷性變化 （4）靜脈回流下降（ Decreased venous return） 缺氧、酸中毒 靜脈血管擴(kuò)張 血液淤滯 V回流、CO 呼吸中樞（-） 呼吸運(yùn)動(dòng) 胸內(nèi)負(fù)壓三、血液系統(tǒng)的變化1、紅細(xì)胞和血紅蛋白增多促紅細(xì)胞生成素（EPO）增加提高血氧含量和血氧容量，提高血液攜氧能力，增加組織供氧EPO能促進(jìn)肌肉中氧氣生成，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的耐力。EPO對(duì)人體危害極大，長(zhǎng)期服用可使人血液黏稠，增加心臟負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致血栓，甚至死亡。 （一）代償性反應(yīng)2、血紅蛋白釋放氧能力增強(qiáng) 2,3 DPG含