疾病机制缺氧

1、复旦大学上海医学院生理与病理生理学系复旦大学上海医学院生理与病理生理学系(Hypoxia)缺缺 氧氧或或代谢、代谢、机能、机能、形态结形态结构异常构异常氧利用氧利用障碍障碍组织中毒组织中毒或损伤或损伤氧的摄取、携氧的摄取、携带、运输障碍带、运输障碍组织供组织供氧不足氧不足缺氧缺氧 当组织细胞得不到充足当组织细胞得不到充足的氧，或不能充分利用氧时，的氧，或不能充分利用氧时，导致机体代谢、功能、形态结导致机体代谢、功能、形态结构发生异常变化的病理过程。构发生异常变化的病理过程。常用的血氧指标常用的血氧指标物理溶解于血浆中的氧所产生的张力物理溶解于血浆中的氧所产生的张力血液中的血液中的O2物理溶解形

2、式物理溶解形式化学结合形式化学结合形式1.5%98.5%吸入气氧分压（吸入气氧分压（ PiO2 ）肺的呼吸功能肺的呼吸功能PaO2影响因素影响因素PaO2： 100 mmHg （ 13.3kPa ）PvO2： 40 mmHg （ 5.3kPa ）正常值正常值100ml100ml血液中血液中HbHb最多所能结最多所能结合的氧量，反应携氧能力。合的氧量，反应携氧能力。正常值正常值: 20 ml% 20 ml% 影响因素影响因素HbHb的质的质( (结合氧的能力结合氧的能力) )和量和量100ml100ml血液实际所含的氧量血液实际所含的氧量影响因素影响因素PaO2和血氧容量和血氧容量A A血血:1

3、9ml%:19ml%；V V血血:14ml%:14ml%正常值正常值HbHb与氧结合的饱和程度与氧结合的饱和程度 血氧含量物理溶解的氧量血氧含量物理溶解的氧量血氧容量血氧容量 100影响因素：影响因素：PaO2A A血血: 95%: 95%V V血：血：70%70%正常值正常值2040608010020406080100 血氧饱和度达到血氧饱和度达到50%50%时所需的氧分压时所需的氧分压 反映反映HbHb和和O O2 2亲和力亲和力动脉血与静脉血氧含量之差动脉血与静脉血氧含量之差影响因素影响因素组织细胞利用氧的能力组织细胞利用氧的能力正常值：正常值：5ml%5ml%氧气的获得和利用氧气的获得

4、和利用v 外呼吸外呼吸v 气体在血液中运输气体在血液中运输v 内呼吸内呼吸肺通气肺通气肺换气肺换气外呼吸外呼吸O2O2CO2CO2O2CO2气体在血液中的运输气体在血液中的运输O2CO2动脉动脉左心室左心室组织细胞组织细胞组织细胞组织细胞右心室右心室静脉静脉内呼吸内呼吸 CO2O2O2CO2缺氧的类型、原缺氧的类型、原因和发病机制因和发病机制喀麦隆尼欧斯湖喀麦隆尼欧斯湖 Killer LakeKiller Lake因因PaOPaO2 2 使使组织供氧不足而引起组织供氧不足而引起的缺氧的缺氧原因原因1.1.吸入气氧分压过低：如高原等吸入气氧分压过低：如高原等2.2.外呼吸功能障碍：如慢支等外呼吸

5、功能障碍：如慢支等3.3.静脉血掺杂增多：如先心等静脉血掺杂增多：如先心等特征性变化特征性变化血氧变化特点血氧变化特点PaOPaO2 2 其他：血氧含量其他：血氧含量 ，血氧饱和度，血氧饱和度 A AVCOVCO2 2 或或变化不明显变化不明显 氧容量氧容量 N N紫绀紫绀(cyanosis)(cyanosis)HHb5gHHb5g时，皮肤粘膜呈青紫色的现象时，皮肤粘膜呈青紫色的现象紫绀紫绀缺氧缺氧不一定不一定不一定不一定血液性缺氧血液性缺氧红细胞增多症红细胞增多症HbHb数量数量 HbHb性质改变性质改变或或血液携氧能力下降血液携氧能力下降或不易释放出氧或不易释放出氧缺氧缺氧3.3.高铁血红

6、蛋白血症高铁血红蛋白血症 2.CO2.CO中毒（煤气中毒）中毒（煤气中毒）原因原因1.1.贫血贫血 最常见的血液性缺氧最常见的血液性缺氧HbCOHbCO (carboxyhemoglobin)(carboxyhemoglobin)樱桃红色樱桃红色 HbFe HbFe3+3+OHOH(methemoglobin)(methemoglobin) 石板色石板色肠源性紫绀肠源性紫绀(enterogenous cyanosis)(enterogenous cyanosis) 高铁血红蛋白血症高铁血红蛋白血症特征性变化特征性变化血氧变化特点血氧变化特点 氧容量氧容量 其他：其他：氧含量氧含量 , ,PaO

7、PaO2 2和氧饱和度正和氧饱和度正常常 A AVCOVCO2 2 或或变化不明显变化不明显由于血液循环障碍，供组织的由于血液循环障碍，供组织的血液血液 而而引起的缺氧引起的缺氧原因原因1.1.全身性：如休克、心力衰竭等全身性：如休克、心力衰竭等2.2.局部性：如局部性：如V V栓塞、静脉瘀血等栓塞、静脉瘀血等v 缺血缺血(ischemic hypoxia)v 淤血淤血(congestive hypoxia)动脉动脉静脉静脉毛细血管毛细血管内压内压动脉动脉静脉静脉毛细血管毛细血管内压内压特征性变化特征性变化血氧变化特点血氧变化特点 A AVCOVCO2 2 其他：其他：PaOPaO2 2,A,

8、A血氧含量血氧含量, ,氧饱和度氧饱和度, ,氧容量正常氧容量正常组织细胞利用氧障碍所引起的组织细胞利用氧障碍所引起的缺氧缺氧原因原因1.1.组织中毒组织中毒 氰化物中毒等氰化物中毒等2.2.维生素缺乏维生素缺乏 核黄素核黄素, ,尼克酸等尼克酸等3.3.线粒体损伤线粒体损伤 放射线放射线, ,细菌毒素等细菌毒素等特征性变化特征性变化血氧变化特点血氧变化特点 A AVCOVCO2 2 其他：其他：PaOPaO2 2、A A血氧含量、血氧含量、A A血氧血氧饱和度饱和度正常正常 PvOPvO2 2、V V血氧含量、血氧含量、V V血氧血氧饱和度饱和度 PaO2CO2maxCaO2SaO2A-VH

9、ypoxic N or N HemicN NCirculatoryNNNN HistogenousNNNN 各型缺氧的血氧变化各型缺氧的血氧变化缺氧时机体的功缺氧时机体的功能代谢变化能代谢变化 呼吸加深加快呼吸加深加快主要是代偿性反应主要是代偿性反应颈颈A A体和主体和主A A体体化学感受器化学感受器轻度缺氧轻度缺氧(30(3060mmHg)60mmHg)POPO2 2 外周化学外周化学感受器感受器呼吸中枢呼吸中枢F初到初到40004000米米 通气量立即通气量立即 高高65%65%F数日后数日后 增加至增加至5-75-7倍倍F久居高原久居高原 逐渐逐渐 高高15%15%呼吸抑制呼吸抑制重度缺

10、氧重度缺氧(30mmHg)(30mmHg)中枢能量代谢障碍中枢能量代谢障碍呼吸中枢呼吸中枢损伤性变化损伤性变化q 高原性肺水肿高原性肺水肿 与肺动脉高压有关与肺动脉高压有关q 中枢性呼吸衰竭中枢性呼吸衰竭高原性肺水肿高原性肺水肿（快速登上（快速登上4000m4000m） 1 14 4天内发生肺水肿，表现为头痛、天内发生肺水肿，表现为头痛、胸闷、咳嗽、发绀、呼吸困难、血性泡沫胸闷、咳嗽、发绀、呼吸困难、血性泡沫痰、皮肤黏膜发绀，甚至神志不清。肺部痰、皮肤黏膜发绀，甚至神志不清。肺部听诊有湿性啰音。听诊有湿性啰音。 发病机制发病机制q交感交感N N兴奋兴奋外周血管收缩外周血管收缩回心血量回心血量

11、和肺血和肺血量量 肺动脉高压肺动脉高压压力性肺水肿压力性肺水肿q肺内各部位小动脉收缩不均匀，血流转移至收肺内各部位小动脉收缩不均匀，血流转移至收缩弱的部位缩弱的部位使使capcap内压内压 液体渗出液体渗出 q激活肺泡巨噬细胞、肥大细胞，释放血管活性激活肺泡巨噬细胞、肥大细胞，释放血管活性物质物质血管通透性增加血管通透性增加液体外渗液体外渗 当当PaOPaO2 230 mmHgHbHb1.1.细胞膜的变化：细胞膜的变化：ATPATP减少，膜通减少，膜通 透性透性（钠、钙内流，钾外流）（钠、钙内流，钾外流）2.2.线粒体受损线粒体受损3.3.溶酶体酶释放，细胞坏死溶酶体酶释放，细胞坏死 缺氧的分

12、子机制缺氧的分子机制缺氧缺氧细胞表面细胞表面氧感受器氧感受器（血红（血红素蛋白素蛋白功能类似血红蛋白）功能类似血红蛋白）启动信号转导通启动信号转导通路路激活激活HIF-1HIF-1与低氧敏感基因结合后与低氧敏感基因结合后促进基因表达使细胞适应缺氧促进基因表达使细胞适应缺氧 HIF-1HIF-1的结构：异二聚体的结构：异二聚体 亚基：亚基：120 000120 000 亚基：亚基： 91 00091 00094 00094 000 HIF-1 HIF-1：低氧诱导：低氧诱导 HIF-1HIF-1：不受低氧诱导：不受低氧诱导 EPOEPO基因基因 VEGFVEGF基因基因 葡萄糖转运子葡萄糖转运子-1(GLUT1)-1(GLUT1)和糖酵解酶基因和糖酵解酶基因 血红素加氧酶血红素加氧酶(HO-1)(HO-1)和和iNOSiNOS基因基因 EPOEPO增加增加红细胞增多红细胞增多 VEGFVEGF增多增多capcap增生增生 GLUT1GLUT1和糖酵解酶合成增加和糖酵解酶合成增加糖酵解糖酵解 iNOSiNOS合成增多合成增多 NONO产生产生血管舒张血管舒张 初级阶段：初级阶段：线粒体受损线粒体受损 ATPATP次级阶段：次级阶段： 氧化应激氧化应激(oxidative stress)：由活性氧过