缺氧(hypoxia )双语 李小青 3学时 1600509课件

第七章缺氧（Hypoxia）病理生理学系李小青1氧利用的本质接受呼吸链传递的H+和e-，生成H2O，释放能量生成ATP（占生物氧化产生能量的绝大部分）21500mL250mL/min静息状态﹦6min剧烈运动*8-93缺氧

因组织供氧减少或不能充分利用氧，引起组织代谢，功能和形态结构异常变化的病理过程。

5病理过程：慢性阻塞性肺病，SARS，心梗，氰化物中毒，CO中毒…死亡原因：疾病特殊环境现象：高原，高空，坑道第一节常用的血氧指标血氧分压(partialpressureofoxygen,PO2)血氧容量(oxygenbindingcapacity,CO2max)血氧含量(oxygencontent,CO2)血红蛋白氧饱和度(oxygensaturation,SO2)动静脉血氧含量差(A-VdO2）反应组织的供氧和用氧情况67在100毫升37℃的血液内、以物理状态溶解的氧，每0.003毫升可产生0.133kPa（1mmHg）的氧分压。正常人在静息状态，呼吸海平面空气，以物理状态溶解在动脉血内的氧约0.3毫升。动脉血氧分压（PaO2）为：(0.3/0.003)*0.133kPa=13.3kPa（100mmHg）动脉血氧分压（PaO2）由来1.血氧分压

partialpressureofoxygen,PO2

血氧张力

oxygentension8物理溶解在血液中的

O2

产生的张力PaO2（a:artery）100mmHg(13.3kPa)PvO2(v:vein)

40mmHg(5.33kPa)反映组织细胞对氧的摄取和利用状态吸入气氧分压外呼吸功能内呼吸状态4、血红蛋白氧饱和度简称血氧饱和度（oxygensaturation,SO2）≈血氧含量(游离氧+结合氧)血氧容量SaO2SvO2

95%=19/20（95%-98%）70%=14/20(70%-75%)主要取决于血氧分压氧合Hb＝总HbSO2105、动-静脉血氧含量差（A-VdO2）19

–14=5ml/dl（A-VdO2）组织耗氧量组织血流量=×12取决于组织从血液摄取氧的能力第二节缺氧的类型、原因和血氧变化的特点14O2O2O2HbO2O2供氧过程用氧过程1、乏氧性缺氧2、血液性缺氧3、循环性缺氧4、组织性缺氧15缺氧的病因分类低张性缺氧血液型缺氧循环性缺氧组织性缺氧16

一、低张性缺氧（hypotonichypoxia）乏氧性缺氧(hypoxichypoxia）

以动脉血氧分压降低(PaO2↓)、血氧含量减少为基本特征的缺氧。

CharacterizedbythedecreaseofPaO2andCO2,alsocalledhypoxichypoxia.171、吸入气氧分压过低2、外呼吸功能障碍（呼吸性缺氧）3、静脉血分流入动脉

低张性缺氧原因18大气性缺氧，海拔3000米以上的高原、高空、通风不良的坑道、矿井或吸入低氧混合气体肺通气和肺换气障碍多见于存在右向左分流的先天性心脏病患者，未经氧合的静脉血掺入动脉血中

PaO2

＞60mmHg以上时，SaO2

变化幅度较小PaO2＜60mmHg以下时，

CaO2和SaO2显著降低，组织、细胞缺氧低张性缺氧动脉血氧指标变化血氧分压PaO2

血氧容量CO2max血氧含量CaO2血氧饱和度SaO2

动静脉血氧含量差A-VdCO2急性↓N↓↓↓慢性↓↑↓↓N20游离血红蛋白＞5g/dl(正常：2.6g/dl)发绀Cyanosis缺氧＝？红细胞增多症重度贫血血红蛋白＜5g/dl21二、血液性缺氧(Hemichypoxia）由于血红蛋白数量减少

或性质改变，以致血液携带氧的能力降低

或血红蛋白结合的氧不易释出所引起的缺氧。23严重贫血heavyanemiaCO中毒COpoisoning血红蛋白性质改变methemoglobinemiaHbFe3＋OH血症（＞1-2

%）（过氯酸盐、磺胺衍生物、食用硝酸盐）(10%-缺氧症状，30-50%严重缺氧导致发绀)血红蛋白与氧亲和力异常增高Increasedabnormalhemoglobinaffinitywithoxygen血液性缺氧原因Hb含量减少①Hb＋CO—HbCO（210倍HbO2）②使Hb已结合的氧不易释放③抑制糖酵解，2，3-DPG↓，氧离曲线左移①HbFe2＋—HbFe3＋OH②HbFe2＋已结合的氧不易释放①大量输入库存血，2，3-DPG↓；

②大量输入碱性液体；③血红蛋白病肠源性发绀：食用大量硝酸盐食物

24PaO2

SaO2

CO2maxCaO2A-VdCO2血红蛋白形式皮肤粘膜颜色贫血

NN↓↓↓HHb＜5g/dl

苍白色CO中毒NNN↓↓HbCO樱桃红HbFe3+OH血症NN↓↓↓HbFe3+OH

咖啡色血红蛋白与氧亲和力异常增高NNNN↓HbO2鲜红色血液性缺氧动脉血氧指标变化26循环性？血液性缺氧生活相关例子寒冷户外情况下，以嘴唇最为明显的皮肤从苍白到变红再到青紫的原因。寒冷状况下，机体（神经系统）为维持体温，皮肤血管收缩减少散热，血流减少，因而皮肤苍白。若寒冷刺激强烈，比如雪地里，神经系统麻痹，血管反而扩张，血流增加，皮肤血管充血，表皮薄的部位（如面部皮肤，手部皮肤等）则会“通红”。随着受冻时间的延长，血流经过扩张了的血管，血流速度减慢，则令较多的脱氧血红蛋白潴留在此，因而此部位的皮肤呈现青紫色，即发绀的颜色。若继续受冷，则有可能发生冻伤，即冻疮。另户外遇寒冷天气或淋雨，皮肤苍白、鸡皮疙瘩、则是因为皮肤血管长时间收缩，血流减少；手脚青紫，则是因为温度低，末梢循环障碍，局部缺氧，组织细胞从血液中摄取的氧较多，毛细血管中脱氧血红蛋白含量增加，出现发绀。27三、循环性缺氧(Circulatoryhypoxia)低血流量缺氧，低动力缺氧（hypokinetichypoxia）

因组织血流量减少使组织供氧量减少引起的组织供氧不足。组织血流量减少，单位时间内从毛细血管流过的血量少，弥散到组织细胞内的氧减少机制28循环性缺氧动脉血氧指标变化A-VdO2↑：1、

循环障碍使血液流经组织毛细血管的时间延长，细胞从单位容量的血液中摄取的氧增多；

2、血液瘀滞，二氧化碳含量增加，氧离曲线右移，释氧增加，动静脉血氧含量差增加PaO2

SaO2

CO2maxCaO2A-VdCO2皮肤粘膜颜色循环性缺氧NNNN↑苍白色、暗红色或发绀30易出现发绀。四、组织性缺氧(histogenoushypoxia)氧利用障碍性缺氧（dysoxidativehypoxia）在组织供氧正常的情况下，因组织、细胞不能有效地利用氧而引起的缺氧。31氧化磷酸化受抑制维生素缺乏：B1，B2，PP线粒体损伤呼吸酶合成减少呼吸链受抑制氧化磷酸化解偶联氰化物中毒：cytaa3高温，大剂量放射线照射等组织性缺氧原因32组织性缺氧血氧指标变化PaO2

SaO2

CO2maxCaO2A-VdCO2皮肤粘膜颜色组织性缺氧NNNN↓红色或玫瑰红色↓33临床上常为混合性缺氧失血性休克

失

血

循环障碍肺功能衰竭内毒素血症血液性缺氧循环性缺氧低张性缺氧组织性缺氧34缺氧类型&原因

总结缺氧供氧不足低张性缺氧血液性缺氧组织性缺氧吸入气氧分压降低肺通气、肺换气功能障碍静脉血流入动脉血红蛋白氧含量减少血红蛋白结构、功能异常全身循环功能障碍局部循环功能障碍循环性缺氧用氧障碍线粒体生物氧化受抑制呼吸酶合成减少线粒体损伤动脉灌流不足,静脉回流障碍35缺氧类型动脉氧分压PaO2血氧容量CO2max动脉血氧含量CaO2血氧饱和度SaO2动静脉血氧含量差A-VdCO2低张性缺氧↓N（急）/↑（慢）↓↓↓（急）/（慢）N血液性缺氧N❶↓：贫血Fe3+❷N：

HB-O2亲和力增加，CO中毒❶↓：贫血，Fe3+，CO中毒❷N：

HB-O2亲和力增加N↓循环性缺氧NNNN↑组织性缺氧NNNN↓四种缺氧类型的动脉血氧指标对比36第三节缺氧时机体的功能与代谢变化37对于机体而言，总是从代偿到失代偿（障碍）的一个过程。取决于缺氧发生的速度、程度、部位、时间及机体的功能状态缺氧时机体的功能与代谢变化38主要以低张性缺氧为例39

呼吸系统(respiratorysystem)循环系统

(circulatorysystem)

血液系统(hemicsystem)组织、细胞中枢神经系统(centralnervoussystem)PaO2

＜

30mmHg以代偿为主

失代偿出现障碍低张性缺氧30mmHg（4Kpa）＜PaO2

＜60mmHg（8Kpa）40肺泡扩张，增加O2向血液弥散的面积，增加肺泡通气量和肺泡气的氧分压胸廓呼吸运动加强，增加胸腔内负压，增加静脉回流PaO2

＜60mmHg颈动脉体、主动脉体外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓反射性呼吸加深加快增加心输出量和肺血流量PaO2↑

呼吸系统(respiratorysystem)低氧通气反应（HVR）：呼吸加深加快，肺通气量增加急性缺氧最重要的代偿代偿性变化机制41需要了解：无PaO2的降低：血液性缺氧、循环性缺氧和组织性缺氧，故一般没有呼吸增强的改变累及肺循环：循环性缺氧，（如心力衰竭引起肺淤血和肺水肿）则可以出现呼吸的加强。42发生原因：从平原快速进入2500米以上高原临床表现：呼吸困难，咳嗽，血性泡沫痰、肺部有湿罗音，紫绀可能机制（肺动脉高压）等：肺血管收缩，回心血量增加，肺血量急剧增加，肺毛细血管压力升高个体易感性表现：呼吸抑制，呼吸节律和频率不规则(周期性呼吸)，呼吸停止机制：PaO2＜30mmHg，中枢神经能量代谢受严重影响，

呼吸中枢抑制，肺通气减少高原肺水肿中枢性呼吸衰竭损伤性变化

呼吸系统(respiratorysystem)431.心输出量增加：增加全身血供、氧供。2.血流重新分布：保证重要生命器官的血供、氧供。3.缺氧性肺血管收缩：维持缺氧肺泡的通气与血流比例。4.毛细血管增生：缩短血氧弥散距离，增加细胞氧供。循环系统(circulatorysystem)代偿性变化441、心输出量增加

心率加快低氧通气反应刺激肺牵张感受器交感神经兴奋

心肌收缩性增强交感神经兴奋作用于心脏β-肾上腺素能受体

静脉回流量增加循环系统(circulatorysystem)代偿性变化低氧通气反应胸廓呼吸运动及心脏活动增强45严重缺氧，抑制心血管中枢，降低心肌收缩力，可引起窦性心动过缓。46循环系统(circulatorysystem)损伤性变化缺氧初期心输出量增加的机制是()A．心率加快

B．心肌收缩力增强

C．静脉回流量增加

D．呼吸运动增强

E．心肌耗氧量增加472.血流重新改变，优先供应心和脑循环系统(circulatorysystem)代偿性变化α-肾上腺素受体密度不同（皮肤、内脏、肾脏高），对儿茶酚胺反应不同局部代谢产物增加（心&脑：α受体、乳酸、腺苷、前列腺环素）各器官血管对缺氧反应不同：心脑平滑肌松弛，血管扩张；肺血管收缩。意义：保证重要生命器官优先供应氧缺氧48气泡PO2降低可引起该部位肺小动脉收缩（HPR）意义：1、减少缺氧肺泡周围血液，更多血液流向通气充分肺泡，利于维持肺泡通气与血流的适当比例。2、增加肺尖部血流，使得原来因重力作用而无充分血流交换气体得到改善。循环系统(circulatorysystem)代偿性变化3.缺氧性肺血管收缩49脑血量过多，超过脑室和脊髓腔的缓冲能力，则可引起颅内压增高，剧烈头痛---高原反应。50循环系统(circulatorysystem)损伤性变化缺氧性肺血管收缩机制缺氧交感神经兴奋体液因素直接作用于血管平滑肌肺血管收缩缩血管物质（LTS、TXA2、ET、ATⅡ等生成增多）舒血管物质（PGI2、NO、组胺等生成减少）抑制Kv功能，减少Kv开放K+外流减少，Ca2+内流增加肌细胞兴奋性收缩性增强51缺氧性肺动脉高压

肺源性心脏病和高原性心脏病的中心环节

慢性缺氧，肺小动脉长期处于处所状态，引起肺血管壁平滑肌细胞和成纤维细胞肥大和增生，导致肺血管结构改建，形成持续的缺氧性肺动脉高压。

52循环系统(circulatorysystem)损伤性变化缺氧诱导因子（HIF）增多---血管内皮生长因子上调---毛细血管增生ATP生成减少---腺苷增多---刺激血管生成意义：毛细血管增生、密度增大，缩短氧从血管向组织的弥散距离，心脏和脑的血管增生更为显著。循环系统(circulatorysystem)代偿性变化4、毛细血管增生5354毛细血管过度增生

右向左分流型在先心病：长期缺氧，致使指、趾端毛细血管扩张增生，易形成杵（chu）状指（趾）循环系统(circulatorysystem)损伤性变化循环系统(circulatorysystem)损伤性变化失代偿，循环功能障碍肺动脉高压心肌舒缩功能降低心律失常回心血量减少高原性心脏病55肺动脉高压慢性缺氧→肺小动脉长期处→于收缩状态肺血管中膜平滑肌肥大右心室射血阻力↑右心室肥大心力衰竭循环系统(circulatorysystem)高原性心脏病损伤性变化肺动脉高压→56心肌舒缩功能降低缺氧→ATP↓→Ca2+转运障碍→慢性缺氧→RBC代偿性↑→血粘度↑→严重缺氧→心肌收缩蛋白破坏→循环系统(circulatorysystem)高原性心脏病损伤性变化能量供应↓心肌细胞内Ca2+↓射血阻力↑心肌挛缩、断裂57心律失常严重PaO2降低，化学反射性迷走神经兴奋→心动过缓心肌细胞内低钾高钠，电生理特性改变→期前收缩、室颤心肌静息电位降低，对邻近完好心肌产生损伤电流→异位心律严重心肌受损→完全的传导阻滞循环系统(circulatorysystem)高原性心脏病损伤性变化58回心血量减少心输出量减少

脑严重缺氧中枢性呼吸抑制胸廓呼吸运动减弱静脉回流减少全身严重持续缺氧乳酸、腺苷等大量堆积外周血管床容积增大回心血量减少循环系统(circulatorysystem)高原性心脏病损伤性变化59

血液系统(hemicsystem)1.红细胞和血红蛋白增多：携氧增加

2.红细胞内2,3-DPG增多：增加细胞氧供

氧离曲线右移，血红蛋白释放氧增多代偿性变化601.红细胞和血红蛋白增多骨髓造血促红素携氧缺氧诱导因子（HIF）调节红细胞系增生、分化61慢性缺氧抑制原红细胞和早幼红细胞凋亡

血液系统(hemicsystem)代偿性变化（1）与还原型血红蛋白结合，使其空间结构稳定，从而结合氧的能力降低2.红细胞内2,3-DPG增多氧离曲线右移62（2）本身为酸性，使得红细胞内PH降低，通过波尔效应降低血红蛋白和氧的亲和力

血液系统(hemicsystem)代偿性变化1122HbO21122HHb2,3-DPG不能结合2,3-DPG结合部位2,3-DPG结合于HHb中央孔穴633-P-甘油酸2-P-甘油酸乳酸葡萄糖3-P-甘油醛1,3-P-甘油酸磷酸果糖激酶2,3-DPGDPGM二磷酸甘油酸变位酶－pH（呼吸碱中毒；HHb碱性）缺氧Hb-2,3-DPGpH（呼吸碱中毒；HHb碱性）－DPGP二磷酸甘油酸变位酶氧离曲线右移释氧增加6465血液粘度增高加重心脏负担心力衰竭

血液系统(hemicsystem)损伤性变化中枢神经系统(centralnervoussystem)脑组织：体重的2-3%心输出量15%耗氧量：总耗氧量23%15S---昏迷3min---昏迷数日8-10min---不可逆损害脑对缺氧十分敏感，CNS以损伤为主66急性缺氧：头痛，思维能力降低，情绪激动和动作不协调，严重者出现惊厥或意识丧失慢性缺氧：脑组织形态学改变---脑细胞肿胀、变形、坏死及间质脑水肿67扩张脑血管，脑循环流体静压↑毛细血管通透性↑ATP生成↓钠泵功能障碍，钠水潴留脑水肿→68缺氧血管内皮损伤，脑微血管通透性增高组织、细胞1、细胞利用氧的能力增强：

线粒体的数目和表面积增加；

呼吸链中的酶增加活性增强。69代偿性变化

获取更多能量2、糖酵解增强：

ATP↓，ATP/ADP↓，磷酸果糖激酶（限速酶）活性增强，底物磷酸化，不耗氧产生ATP3、低代谢状态糖、蛋白质合成减弱。70肌红蛋白，脑红蛋白，胞红蛋白氧亲和力高，有效促进氧从血液、组织间液向细胞内转移，同