缺氧(本科)课件

第四章缺氧目标：掌握：缺氧的原因、分类与血氧变化的特点；缺氧时机体的功能与代谢变化。熟悉：常用的血氧指标。了解：影响机体对缺氧耐受性的因素。氧的获得和利用大气

肺泡

血液

细胞利用气道肺通气呼吸膜肺换气循环系统外呼吸气体运输内呼吸血红蛋白运输：血红蛋白氧在机体内的利用线粒体：呼吸链未端得电子，生成H2O，产生ATP缺氧的概念（hypoxia）：缺氧的定义：组织、细胞供氧不足或利用障碍，使机体的机能代谢甚至形态结构发生异常变化的病理过程。常用血氧指标血氧分压血氧容量血氧含量血氧饱和度常用血氧指标血氧分压血氧容量血氧含量血氧饱和度常用血氧指标血氧分压血氧容量血氧含量血氧饱和度动-静脉氧差

（ArteriovenousBloodOxygenDifference，DA-VO2）正常值：DA-VO2=CAO2-CVO2=19-14=5ml/dl影响因素：组织代谢率、血氧分压、血流速度意义：反映内呼吸的状态常用血氧指标血氧分压血氧容量血氧含量血氧饱和度血红蛋白氧饱和度

（oxygensaturationofhemoglobin,SO2）概念：血液中和氧结合的血红蛋白占总Hb的百分数。SO2（％）＝(氧含量-溶解氧量)/氧容量正常值：动脉血氧饱和度(SaO2)约93～98%静脉血氧饱和度(SvO2)约70～75％影响因素：氧分压（两者的关系用氧离曲线表示）氧离曲线第二节缺氧的类型、原因和机制缺氧供氧不足用氧障碍乏氧性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧外呼吸功能障碍吸入气中氧分压降低静脉血分流入动脉血红蛋白含量减少CO中毒及高铁血红蛋白全身循环功能障碍局部循环功能障碍抑制细胞氧化磷酸化线粒体损伤维生素缺乏一、乏氧性缺氧（HypotonicHypoxia）概念：由于动脉血氧分压降低，血氧含量减少，导致组织供氧不足的缺氧。又称低张性缺氧。（一）原因吸入气氧分压低多见于高原地区及通气不良的矿井等。外呼吸功能障碍肺通气及换气功能障碍静脉血分流入动脉血发绀(cyanosis)

：概念：毛细血管血液中脱氧血红蛋白（还原血红蛋白）浓度达到或超过50g/L时，可使皮肤和粘膜呈青紫色，称为紫绀。缺氧不一定有发绀，发绀不一定有缺氧。重度贫血患者，血红蛋白可降至50g/L(5g/dl)以下，出现严重缺氧，但不会发生紫绀。红细胞增多病患者，血中还原血红蛋白超过50g/L(5g/dl)，出现发绀，但可无缺氧症状。二、血液性缺氧（HemicHypoxia）概念：由于血红蛋白质和量的改变导致的缺氧。（二）血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动-静脉血氧差皮肤粘膜正常正常降低正常动脉氧饱和度动脉血氧含量贫血性缺氧高铁血红蛋白血症、碳氧血红蛋白血症降低降低降低贫血性缺氧高铁血红蛋白血症碳氧血红蛋白血症苍白或紫绀咖啡色樱桃红色贫血性缺氧高铁血红蛋白血症、碳氧血红蛋白血症三、循环性缺氧

（CirculatoryHypoxia）概念：指由于组织血液灌流量减少而引起的缺氧，又称低动力性缺氧（hypokinetichypoxia）。（一）原因全身性循环障碍：如心力衰竭、休克。局部性循环障碍：如静脉栓塞或静脉炎。四、组织性缺氧

（HistogenousAnoxia）概念：由于组织细胞利用氧的能力减弱而引起的缺氧。

（一）病因和机制1、线粒体功能受到抑制氰化物迅速与氧化型细胞色素氧化酶的三价铁结合，影响其电子传递，使呼吸链中断砷化物抑制细胞色素氧化酶等使细胞利用氧障碍甲醛与细胞色素氧化酶结合，导致呼吸链中断2、线粒体损伤（细菌毒素、大剂量放射线照射等）3、维生素缺乏呼吸链及氧化磷酸化抑制剂的作用环节（二）血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动静脉血氧差皮肤粘膜正常降低正常动脉氧饱和度动脉血氧含量正常正常鲜红静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量增高混合性缺氧失血性休克Hb肺淤血、水肿循环障碍血液性缺氧乏氧性缺氧循环性缺氧第三节缺氧时机体的功能与代谢影响特点：对机体的影响取决于缺氧发生的程度、速度、持续时间和机体的机能代谢状态。轻度缺氧以代偿反应为主;重度缺氧则可以造成代谢障碍。急性缺氧因机体来不及代偿而易发生代谢和机能障碍；慢性缺氧则代偿和缺氧并存。各种类型的缺氧有相似之处，以乏氧性缺氧为例一、呼吸系统主动脉体颈动脉体化学感受器肺通气↑肺泡通气量↑PaO2↑PAO2↑→PaCO2↓CO2对中感器↓→肺血流量↑心输出量↑→胸廓运动↑胸内负压↑静脉回流↑氧摄取↑氧运输↑参与呼吸的肺泡数→↑呼吸面积↑氧弥散↑→－PaO2↓代偿性反应久居高原者较世居平原人颈动脉体大6.7倍；慢阻肺比正常人大1倍；高原性肺水肿发生：急性低张性缺氧表现：头痛、胸闷、咳嗽、发绀、呼吸困难、血性泡沫痰机制：缺氧导致肺血管收缩的不均一性→收缩弱的血管血液多，毛细血管内压增高→渗出增多缺氧直接或间接引起肺血管内皮细胞通透性增强交感神经兴奋，外周血管收缩，肺血流增多。中枢性呼吸衰竭表现：呼吸抑制、呼吸节律和频率不规则，肺通气量减少机制：当PaO2<30mmHg时，缺氧对呼吸中枢的直接抑制作用超过PaO2降低对外周化学感受器的兴奋作用，发生中枢性呼吸衰竭二、循环系统心脏功能变化心率：增快心肌收缩力：早期交感神经兴奋收缩力增强心排出量：血流分布改变肺循环的变化毛细血管增生心排血量增加PaO2↓胸廓运动增强肺的牵张感受器交感N＋迷走N－β受体心率↑心收缩性↑静脉回流量↑CO↑儿茶酚胺胸廓运动增强二、循环系统心脏功能变化心率：增快心肌收缩力：早期交感神经兴奋收缩力增强心排出量：血流分布改变肺循环的变化毛细血管增生（二）血流分布改变缺氧交感神经兴奋血管收缩局部组织乳酸、腺苷等代谢产物堆积血管扩张皮肤、腹腔内脏心、脑二、循环系统心脏功能变化心率：增快心肌收缩力：早期交感神经兴奋收缩力增强心排出量：血流分布改变肺循环的变化毛细血管增生（三）肺循环的改变结果：肺小动脉收缩机制：不详急性缺氧时：1）抑制Kv通道，钾外流减少，膜电位降低，引发细胞膜去极化，激活电压依赖性钙通道，内流增加。2）肺血管内皮细胞、肥大细胞等合成和释放血管活性物质，但缩血管物质占优势3）肺血管α肾上腺素受体密度较高肺动脉高压：慢性缺氧引起的肺血管收缩钙内流可导致肺血管重塑二、循环系统心脏功能变化心率：增快心肌收缩力：早期交感神经兴奋收缩力增强心排出量：血流分布改变肺循环的变化毛细血管增生（四）毛细血管增生尤其是脑和心脏。优点：氧容易从血管内向组织细胞弥散机制:长期缺氧，细胞生成缺氧诱导因子－１（HIF-1）增多，诱导血管内皮因子等基因高表达，促使缺氧组织内毛细血管增生。三、血液系统红细胞增多氧离曲线右移（一）红细胞增多红细胞增多可增加血氧容量和血氧含量机制:急性缺氧→交感神经兴奋→脾等储血器官收缩→释放血液到外周。慢性缺氧→近球细胞胞浆内HIF-1（缺氧诱导因子－１）活性增高→促红细胞生成素（EPO）↑→促进干细胞分化为原红细胞→RBC↑久居高原的居民红细胞计数通常约为6×1012/L,Hb为210g/L左右。三、血液系统红细胞增多氧离曲线右移氧离曲线①2,3-DPG的生成与分解（二）氧离曲线右移二磷酸变位酶二磷酸甘油酸磷酸酶二磷酸甘油酸磷酸酶②2,3-DPG的结合部位2,3-DPG的主要功能是调节血红蛋白的运氧功能缺氧时红细胞内2,3-DPG增加，氧离曲线右移，血红蛋白与氧的亲和力降低。2,3-DPG含量增多机制：1、生成增加：还原Hb结合2,3-DPG增多→红细胞内游离2,3-DPG减少→其对磷酸果糖激酶和二磷酸甘油酸变位酶的抑制作用减弱→促进糖酵解→2,3-DPG生成增加2、分解减少：缺氧时代偿性通气量增加可引起呼碱→PH↑→抑制2，3-DPG磷酸酶的活性→2，3-DPG分解减少。③2,3-DPG增加的机制四、中枢神经系统的变化表现：急性：头痛、情绪激动、记忆力等降低，严重可出现惊厥和昏迷慢性：注意力不集中、易疲劳、嗜睡及精神抑郁机制：与脑水肿和脑细胞受损有关：1、缺氧扩张脑血管，血流量增加，毛细血管内压增高，组织液生成增多;2、缺氧致酸中毒增加毛细血管的通透性;3、缺氧致ATP生成减少细胞膜钠泵功能障碍，细胞内钠水潴留4、脑充血和脑水肿使颅内压增高，又可压迫脑血管。五、组织、细胞变化ATP生成减少，酵解增强线粒体的改变细胞膜的变化溶酶体的变化肌红蛋白增加2、线粒体的变化轻度缺氧或缺氧早期线粒体呼吸功能增强慢性缺氧可使线粒体数量增加，线粒体中呼吸链的酶含量增多，有代偿作用严重缺氧时线粒体可出现肿胀、嵴崩解、外膜破裂和基质外溢等病变。五、组织、细胞变化ATP生成减少，酵解增强线粒体的改变细胞膜的变化溶酶体的变化肌红蛋白增加3、细胞膜的变化Ca2

+进入线粒体形成不溶性钙ATP生成↓严重缺氧K+外流↑静息电位↓细胞功能↓钙离子内流↑激活磷脂酶促进膜磷脂降解[Ca2

+]i↑[Ca2

+]i可促进自由基生成[Na+]i↑细胞水肿Na+泵障碍ATP生成减少钠泵激活消耗ATP膜通透性↑钠离子内流↑细胞内乳酸↑五、组织、细胞变化ATP生成减少，