病理生理學(xué),缺氧課件

缺氧時機體的功能和代謝變化基礎(chǔ)病理生理理論2015級成員及分工組長：劉爽主講：許敏PPT：李爽答疑：符詩云呂洋洋秦肆輝缺氧時機體的機能代謝變化，包括機體對缺氧的代償性反應(yīng)和由缺氧引起的代謝與機能障礙。輕度缺氧主要引起機體代償性反應(yīng)；嚴(yán)重缺氧而機體代償不全時，出現(xiàn)的變化以代謝機能障礙為主。機體在急性缺氧時與慢性缺氧時的代償性反應(yīng)也有區(qū)別。急性缺氧是由于機體來不及代償而較易發(fā)生代謝的機能障礙。各種類型的缺氧所引起的變化，既有相似之處，又各具特點，以下主要以低張性缺氧為例，說明缺氧對機體的影響。缺氧時機體的功能和代謝變化

低張性缺氧引起的代償性心血管反應(yīng)，主要表現(xiàn)為心輸出量增加、血流分布改變、肺血管收縮與毛細(xì)血管增生。心輸出量增加可提高全身組織的供氧量，故對急性缺氧有一定的代償意義。（一）循環(huán)系統(tǒng)的變化（1）心輸出量增加（1）心率加快：缺氧時心率加快是通氣增加所致肺膨脹對肺牽張感受器的刺激，反射性地通過交感神經(jīng)引起的。呼吸運動過深反而通過反射使心率減慢，外周血管擴張和血壓下降。（2）心收縮性增強：缺氧作為一種應(yīng)激原，可引起交感神經(jīng)興奮，作用于心臟β—腎上腺素能受體，使心收縮性增強。（3）靜脈回流量增加：胸廓呼吸運動及心臟活動增強，可導(dǎo)致靜脈回流量增加和心輸出量增多。血流分布改變器官血流量取決于血液灌注的壓力（即動、靜脈壓差）和器官血流的阻力。后者主要取決于開放的血管數(shù)量與內(nèi)徑大小。缺氧時，交感神經(jīng)興奮引起血管收縮；局部組織因缺氧產(chǎn)生乳酸、腺苷等代謝產(chǎn)物使血管擴張。這兩種作用的平衡關(guān)系決定器官的血管是收縮或擴張，以及血流量是減少或增多。急性缺氧時，皮膚、腹腔內(nèi)臟交感神經(jīng)興奮，縮血管作用占優(yōu)勢，故血管收縮；而心、腦血管因以局部組織代謝的產(chǎn)物的擴血管作用為主，故血管擴張，血流增加。這種血流分布的改變顯然對于保證生命重要器官缺氧的供應(yīng)是有利的。（2）血流分布改變長期慢性缺氧可促使缺氧組織內(nèi)毛細(xì)血管增生，尤其是腦、心臟和骨骼肌的毛細(xì)血管增生更顯著，毛細(xì)血管的密度增加可縮短血氧彌散面積，縮短氧至細(xì)胞的彌散距離，增加對細(xì)胞的供氧量。（4）毛細(xì)血管增生嚴(yán)重缺氧可引起循環(huán)系統(tǒng)障礙，導(dǎo)致心臟的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，發(fā)生高原性心臟病，肺源性心臟病，貧血性心臟病等，進而導(dǎo)致心力衰竭。缺氧所致的循環(huán)障礙機制與下列因素有關(guān)：（1）肺動脈高壓（2）心肌收縮功能降低（3）心律失常（4）靜脈回流減少循環(huán)功能障礙肺動脈高壓使右心房后負(fù)荷增加，導(dǎo)致右心室肥大，肺源性心臟病甚至心力衰竭。慢性缺氧可引起縮血管物質(zhì)增多，增加肺循環(huán)阻力，導(dǎo)致肺動脈高壓。長期缺氧會加重肺血管收縮和管壁硬化。（1）肺動脈高壓嚴(yán)重缺氧可損傷心肌的收縮和舒張功能，以及同時存在的肺動脈高壓，導(dǎo)致右心衰竭，缺氧使心肌ATP生成減少，能量供應(yīng)不足，可使心肌細(xì)胞膜和即將忘改轉(zhuǎn)運功能障礙和分布異常。（2）心肌收縮功能降低嚴(yán)重缺氧時，PaO2降低刺激頸動脈體化學(xué)感受器，反射性的興奮迷走神經(jīng)，導(dǎo)致竇性心動過緩，缺氧可使心肌細(xì)胞內(nèi)的K+減少，Na+增加使靜息膜電位降低，心肌興奮及自律性增高和傳導(dǎo)性降低，可引起異位心律和傳導(dǎo)阻滯。（3）心律失常嚴(yán)重缺氧時可抑制呼吸中樞，使星胸廓運動減弱，導(dǎo)致靜脈回流減少。長期缺氧，體內(nèi)產(chǎn)生大量乳酸，腺苷等代謝產(chǎn)物，使末梢血管擴張，血液瘀滯于外周血管，引起回心血量和心血輸出量減少，引起組織供血供氧減少。（4）靜脈回流減少

血液黏膜粘滯度增高，血流阻力增大，心臟后負(fù)荷增大，這是缺氧引起心力衰竭的重要原因之一，在嚴(yán)重缺氧時，紅細(xì)胞內(nèi)2，3-DGP過度增加妨礙血液Hb與氧結(jié)合。

（2）

損傷性變化神經(jīng)細(xì)胞膜電位的降低、神經(jīng)介質(zhì)的合成減少、ATP的生成不足、酸中毒、細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+增多、溶酶體酶的釋放以及細(xì)胞水腫等，均可導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)的功能障礙，甚而神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞、當(dāng)PaO2低于6.67kPa(50mmHg)時，可使腦血管擴張。缺氧與酸中毒還使腦微血管通透性增高，從而導(dǎo)致腦水腫（圖3－5）。腦血管擴張、腦細(xì)胞及腦間質(zhì)水腫可使顱內(nèi)壓升高，由此引起頭痛、嘔吐等癥狀。（三）中樞神經(jīng)系統(tǒng)的變化

在供氧不足的情況下，組織細(xì)胞可通過增強利用氧的能力和增強無氧酵解過以獲取維持生命活動所必須的能量。1、組織細(xì)胞利用氧的能力增強2、無氧酵解增強發(fā)3、肌紅蛋白增加4、缺氧性細(xì)胞損傷（四）組織細(xì)胞的變化

嚴(yán)重缺氧時，ATP生成減少，ATP／ADP比值下降，以致磷酸果糖激酶活性增強，該酶是控制糖酵解過程最主要的限速酶，其活性增強可促使糖酵解過程加強，在一定的程度上可補償能量的不足。2、無氧酵解增強發(fā)慢性缺氧可使肌肉中肌紅細(xì)胞蛋白含量增多。肌紅蛋白和氧的親和力較大，當(dāng)氧分壓為1.33kPa（10mmHg）時，血紅蛋白的氧飽和度約為10％，而肌紅蛋白的氧飽和度可達70％，當(dāng)氧分壓進一步降低時，肌紅蛋白可釋出大量的氧供細(xì)胞利用。肌紅蛋白的增加可能具有儲存氧的作用。3、肌紅蛋白增加1、細(xì)胞膜的變化在細(xì)胞內(nèi)ATP含量減少以前，細(xì)胞膜電位已開始下降。其原因為細(xì)胞膜對離子的通透性增高，導(dǎo)致離子順濃度差透過細(xì)胞膜。2、線粒體的變化細(xì)胞內(nèi)的氧約有80－90％在線粒體內(nèi)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(zhuǎn)化（解毒）作用等。輕度缺氧或缺氧早期線粒體呼吸功能是增強的。嚴(yán)重缺氧首先影響線粒體外氧的作用，使神經(jīng)介質(zhì)的生成和生物轉(zhuǎn)化過程等降低，當(dāng)線粒體部位氧分壓降到監(jiān)界點0.1kPa(＜1mmHg)時，可降低線粒休的呼吸功能，使ATP生成減少。呼吸功能降低主要因脫氫酶活性下降，嚴(yán)重時線粒體可出現(xiàn)腫脹、嵴崩解、外膜破裂和基質(zhì)外溢等病變。4、缺氧性細(xì)胞損傷

機體對缺氧的耐受性除與缺氧的原因，程度，發(fā)生速度和持續(xù)時間有關(guān)外還受年齡機，體代償適應(yīng)能力和代謝狀態(tài)等多種因素的影響。1.年齡2.機體的代謝和功能狀態(tài)3.機體的代償適應(yīng)能力答疑環(huán)節(jié)

影響機體對缺氧耐受性的因素不同年齡對缺氧的耐受性有很大差別，老年人缺氧耐受性一般較差，因全身血管逐漸硬化，血管阻力增加，血流速度變慢，同時由于肺組織纖維化和老年性肺氣腫，使肺泡通氣量較少，以致對缺氧耐受性較低，缺氧引起的損傷也更嚴(yán)重。1.年齡有疑問的同學(xué)可以舉手提問答疑環(huán)節(jié)感謝您的傾聽ENDRBC增多，血液粘滯度增高，心臟后負(fù)荷增大，可引起心力衰竭，過多2，3-DGP過度增加妨礙血液Hb與氧結(jié)合。

（二）

損傷性變化（二）

損傷性變化（失代償）高原性心臟病為例1.肺A高壓(1)缺氧可使肺血管收縮（重要原因）；(2)慢性缺氧肺血管壁中層增厚；(3)紅細(xì)胞增多使血液黏度增高。肺A高壓——右心肥大——右心心衰四，中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦對缺氧的耐受最敏感功能紊亂急性缺氧早期：興奮性增強晚期：興奮——抑制表現(xiàn)：反應(yīng)遲鈍，嗜睡甚至意識喪失，驚厥，最后因為心血管運動中樞和呼吸中樞麻痹而死亡慢性缺氧：易疲勞，嗜睡，注意力不集中以及精神抑郁等。腦水腫1.缺氧直接擴張腦血管，流體靜壓增加2.缺O(jiān)2和酸中毒——cap.通透性增加——間接性腦3.缺O(jiān)2和酸中毒——CAP生成減少——鈉泵運轉(zhuǎn)——C內(nèi)滲壓增大——腦C水腫4.鬧內(nèi)壓升高壓迫腦血管5.神經(jīng)介質(zhì)合成減少，能量代謝障礙中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化機制：缺氧引起：ATP生成減少、腦水腫、細(xì)胞內(nèi)游離鈣增多等表現(xiàn)：1）急性缺氧以興奮表現(xiàn)為主2）慢性缺氧以抑制表現(xiàn)為主3）嚴(yán)重時出現(xiàn)驚厥、昏迷甚至死亡。損傷性變化1）慢性缺氧→肺動脈高壓機制：肺血管收縮，肺循環(huán)阻力增加2）心肌舒縮功能降低，心律失常、心力衰竭機制：①缺氧直接抑制心血管運動中樞②所致酸中毒和高血鉀抑制心?、坌募》蚀螅ㄒ唬┐鷥斝苑磻?yīng)1.心輸出量增加#心率加快：肺通氣上升，刺激牽張感受器——交感N（+）#心肌收縮性增強#靜脈回流增加2.氧離曲線右移——Hb釋放O2增加2，3-DGP增加PO2小于60mmHg，Hb與O2結(jié)合受阻SaO2減少，失去代償意義不利：曲線過度右移，影響肺泡毛細(xì)血管的交換四，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的變化急性缺氧：頭痛，煩躁，記憶力下降，運動不謝衣襖慢性缺氧：疲勞，嗜睡，注意力不集中，抑郁嚴(yán)重缺氧：不安，驚厥，昏迷，死亡

機制：神經(jīng)細(xì)胞膜電位降低神經(jīng)介質(zhì)合成減少

ATP生成成不足酸中毒，細(xì)胞損傷輕度缺氧或缺氧早期：血流重新分布保證腦的血流供應(yīng)重度缺氧或缺氧中，晚期：功能障礙：腦水腫腦細(xì)胞損傷五，對細(xì)胞代謝的影響Effectsonthecellularmetabolism(一)代償性反應(yīng)細(xì)胞利用氧能力上升：線粒體+；呼吸酶+

糖醇解+肌紅蛋白+：與氧的親和力高（二）損傷性變化有氧氧化-，ATP-乳酸酸中毒鈉泵的功能障礙，細(xì)胞水腫細(xì)胞膜，線粒體，溶酶體損傷細(xì)胞膜的變化