临床医学病理学缺氧

掌握

⑴缺氧的概念。

⑵缺氧的类型与特点。熟悉

⑴常用的血氧指标及其意义。

⑵缺氧时机体的功能和代谢变化。了解

⑴影响机体对缺氧耐受性的因素。

⑵氧疗和氧中毒。内容要求：现在是1页\一共有69页\编辑于星期三第一节概念和常用的血氧指标缺氧：因组织供氧缺少或氧利用障碍引起的细胞发生代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程需氧量：成人：250ml/min体内储存：1500ml现在是2页\一共有69页\编辑于星期三氧气的运输与利用氧的供应呼吸功能血红蛋白血液循环细胞摄取氧线粒体功能现在是3页\一共有69页\编辑于星期三常用血氧指标一、血氧分压（PartialPressureofOxygen,PO2）：以物理状态溶解于血液的氧所产生的张力。现在是4页\一共有69页\编辑于星期三二、血氧容量（oxygenbindingcapacity,CO2max）：100ml血液中血红蛋白被氧充分饱和时的最大带氧量。常用血氧指标氧饱和条件：38℃，氧分压150mmHg，二氧化碳分压40mmHg正常值：20ml/dl影响因素：血红蛋白的质和量反映：血液携带氧的能力现在是5页\一共有69页\编辑于星期三三、血氧含量（oxygencontent,CO2）：100ml血液中实际的带氧量

（血红蛋白结合氧+溶解氧）动脉血氧含量（CaO2）=19ml/dl静脉血氧含量（CvO2）=14ml/dl组织摄氧量=动-静脉血氧含量差影响因素：氧分压，氧容量常用血氧指标现在是6页\一共有69页\编辑于星期三四、血氧饱和度(oxygensaturation,SO2)指血液中已经与氧结合的血红蛋白占血液总血红蛋白的百分比。常用血氧指标现在是7页\一共有69页\编辑于星期三氧离曲线：反映血氧分压与血氧饱和度之间的关系。PO2（mmHg）SO2(%)P50现在是8页\一共有69页\编辑于星期三P50是指血红蛋白氧饱和度为50%时的血氧分压，可以反映Hb与O2的亲和力正常为26～27mmHg（3.47～3.6kPa）P50增大，氧离曲线右移，表示Hb与O2的亲和力小P50减小，氧离曲线左移，说明亲和力大现在是9页\一共有69页\编辑于星期三

第二节缺氧的类型和特点一、低张性缺氧二、血液性缺氧三、循环性缺氧四、组织性缺氧外呼吸HbO2O2供氧过程利用氧O2O2O2内呼吸氧的运输现在是10页\一共有69页\编辑于星期三

由于肺泡氧分压降低，或静脉血分流入动脉，以致PaO2降低，动脉血氧含量减少，组织供氧不足，又称乏氧性缺氧（hypoxichypoxia）一、低张性缺氧hypotonichypoxia现在是11页\一共有69页\编辑于星期三（一）.原因和机制大气性缺氧吸入气氧分压低，PaO2随之降低。外呼吸功能障碍肺通气和/或换气功能降低，血液通过肺摄取的氧减少，PaO2和CaO2降低。由呼吸功能障碍而引起的缺氧，又称呼吸性缺氧（respiratoryhypoxia）。静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）右心的静脉血可部分经室缺处流入左心。肺动静脉血功能性或解剖性分流增加。现在是12页\一共有69页\编辑于星期三（二）、.血氧变化特点慢性缺氧时，单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量增多，氧容量增加现在是13页\一共有69页\编辑于星期三发绀(cyanosis)概念：毛细血管血液中还原血红蛋白浓度达到超过5g/dl时，可使皮肤和黏膜呈青紫色，称为发绀。缺氧不一定有发绀，发绀不一定有缺氧。血红蛋白过多或过少时，发绀与缺氧常不一致。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。红细胞增多时，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。现在是14页\一共有69页\编辑于星期三“紫娃”现在是15页\一共有69页\编辑于星期三高原5100m先天性心脏病现在是16页\一共有69页\编辑于星期三二、血液性缺氧（hemichypoxia）是指由于血红蛋白质和量的改变，致血液携氧能力降低，血氧含量减少，或血红蛋白结合的氧不易释出而导致的缺氧。由于以物理状态溶解在血液内的氧不受血红蛋白的影响，因此动脉血氧分压正常，故又称为等张性缺氧（isotonichypoxia）。

现在是17页\一共有69页\编辑于星期三（一）、原因和机制1、贫血（anemia）血红蛋白数量减少：2、一氧化碳中毒

Hb+COCO-Hb亲和力>>Hb-O2HbCO无携氧能力，氧与Hb结合数量减少，Hb释放氧减少现在是18页\一共有69页\编辑于星期三3.高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia）亚硝酸盐、过氯酸盐及磺胺衍生物等氧化剂可使血红素中的二价铁氧化成三价铁，形成高铁血红蛋白（methemoglobin,HbFe3+OH）,导致高铁血红蛋白血症---失去携带氧的能力肠源性发绀（enterogenouscyanosis）：当血液中HbFe3+OH达到1.5g/dl时，皮肤、黏膜可出现青紫颜色，称为肠源性紫绀。HbFe2+

HbFe3+OH氧化剂

亚硝酸盐现在是19页\一共有69页\编辑于星期三（二）.血液性缺氧血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动-静脉血氧含量差皮肤黏膜正常正常降低正常或降低动脉氧饱和度动脉血氧含量贫血性缺氧碳氧血红蛋白血症，高铁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、碳氧血红蛋白血症现在是20页\一共有69页\编辑于星期三三、循环性缺氧（circulatoryhypoxia）由于组织血流量减少，单位时间内供给组织的氧量减少而引起的缺氧，又称低血流性缺氧（hypokinetichypoxia）分类：局部性的：如血管狭窄或阻塞全身性的：如心力衰竭、休克缺血性缺氧（ischemichypoxia）淤血性缺氧（stagnanthypoxia）

现在是21页\一共有69页\编辑于星期三(一)、原因和机制缺血性缺氧因动脉血液灌流不足引起的缺氧局部性如动脉血栓形成、动脉粥样硬化以及血管痉挛等，全身性血液循环障碍常见于休克淤血性缺氧静脉回流障碍引起的组织器官血液淤滞而导致的缺氧见于静脉栓塞或受压(局部性)和心力衰竭现在是22页\一共有69页\编辑于星期三(二).血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动-静脉血氧含量差皮肤黏膜正常增高正常动脉氧饱和度动脉血氧含量正常正常易出现发绀静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量降低现在是23页\一共有69页\编辑于星期三四、组织性缺氧（histogenousanoxia）由于组织细胞利用氧的能力不足而引起的缺氧称为组织性缺氧。现在是24页\一共有69页\编辑于星期三(一).原因和机制线粒体功能受抑制：某些药物或毒物阻断呼吸链。呼吸酶合成减少：辅酶缺乏：VB1，VB2，VPP线粒体损伤：高温、放射线、细菌毒素→NADH琥珀酸FMNFAD→胍乙腚巴比妥鱼藤酮↓CoQcytbcytc1cytccytaa3O2→→→→→抗霉素A苯乙双胍8-氢-羟基喹啉萘醌↓氰化物一氧化碳硫化氢叠氮化合物↓现在是25页\一共有69页\编辑于星期三(二).血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动-静脉血氧含量差皮肤黏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现在是26页\一共有69页\编辑于星期三各型缺氧的血氧和皮肤黏膜改变缺氧类型PaO2SaO2血氧容量血氧含量动静脉血氧含量差皮肤黏膜乏氧性缺氧↓↓N↓N或↓发绀血液性缺氧NN或↓N或↓↓或N

↓苍白,咖啡,樱桃红循环性缺氧NNNN↑苍白发绀组织性缺氧NNNN↓鲜红色现在是27页\一共有69页\编辑于星期三O2O2O2HbO2O2供氧过程利用氧1111低张性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧小结现在是28页\一共有69页\编辑于星期三第三节缺氧时对机体的影响代偿变化损伤表现呼吸系统循环系统血液系统中枢神经系统组织细胞现在是29页\一共有69页\编辑于星期三一、呼吸系统早期PaO2↓呼吸深快严重PaO2↓↓呼吸中枢↓慢性外周化学感受器对缺氧敏感性↓肺水肿急性代偿失代偿现在是30页\一共有69页\编辑于星期三低氧通气反应（hypoxicventilationreaction，HVR）

主动脉体颈动脉体肺通气↑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↑→肺血管收缩局部血流量↓肺动脉压↑肺上部血流↑通气/血流↑→→－PaO2↓现在是31页\一共有69页\编辑于星期三呼吸系统的损伤性变化中枢性呼吸衰竭

严重的急性缺氧可直接抑制呼吸中枢，出现周期性呼吸，呼吸减弱甚至呼吸停止。PaO2过低可直接抑制呼吸中枢。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，表现为呼吸抑制、呼吸节律不规则、通气量减少。现在是32页\一共有69页\编辑于星期三高原肺水肿（highaltitudepulmonaryedema,HAPE），少数人从平原快速进入3000m以上高原时，发生高原肺水肿。发病率1％左右。表现为呼吸困难，发绀，咳嗽，咳白色或粉红色泡沫痰，肺部出现湿罗音等。发病高峰在进入高原后48～72小时，多于夜间发病。寒冷、劳累、肺部感染、过量吸烟饮酒、精神紧张等可诱发高原肺水肿。现在是33页\一共有69页\编辑于星期三发病机制

缺氧引起肺内小动脉不均匀收缩，局部肺毛细血管内压过高肺血管内皮细胞通透性增强，液体渗出与ROS、VEGF）、IL-1）、TNF-α等增多有关交感-肾上腺髓质系统兴奋性增强，外周血管收缩，肺血流量增多肺水清除障碍,肺泡上皮的钠水主动转运功能降低

液体漏出、渗出增多，清除减少，引起肺水肿现在是34页\一共有69页\编辑于星期三二、循环系统

低张性缺氧引起的代偿性心血管反应，主要表现为：

1.输出量增加

2.血流分布改变

3.肺血管收缩

4.毛细血管增生现在是35页\一共有69页\编辑于星期三1.心输出量增加

PaO2↓化学感受器呼吸运动↑肺牵张反射交感N＋迷走N－心血管中枢β受体血管扩张血压下降压力感受器心率↑心收缩性静脉回流量↑CO2↑蓝斑儿茶酚胺↑现在是36页\一共有69页\编辑于星期三2.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、脑现在是37页\一共有69页\编辑于星期三3.缺氧性肺血管收缩（hypoxicpulmonaryvasoconstriction，HPV）

肥大细胞肺泡巨噬细胞血管内皮细胞交感神经α受体缩血管组胺-H1、白三烯、TXA2、PGF2a组胺-H2、PGI2、PGE1扩血管细胞膜对Na+、Ca2+通透性Na+、Ca2+内流兴奋性收缩性↑现在是38页\一共有69页\编辑于星期三4.毛细血管增生长期慢性缺氧可促使毛细血管增生，尤其是脑、心脏和骨骼肌的毛细血管增生更显著。毛细血管的密度增加可缩短血氧弥散至细胞的距离，增加对细胞的供氧量，具有代偿意义。机制：腺苷可刺激血管生成缺氧时ATP生成减少，腺苷形成增多血管内皮生长因子产生和释放现在是39页\一共有69页\编辑于星期三缺氧时循环系统的损伤性变化主要表现为：

缺氧性肺动脉高压心肌的收缩与舒张功能降低心律失常静脉回流减少现在是40页\一共有69页\编辑于星期三1.肺动脉高压

机制：①肺泡缺氧→肺血管收缩。②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，血管硬化，形成稳定的肺动脉高压。③红细胞增多→血液黏度增高→增加肺循环阻力。

肺动脉高压可导致右心室肥大，甚至心力衰竭。现在是41页\一共有69页\编辑于星期三缺氧性肺动脉高压的发生机制细胞因子血管活性物质细胞外基质↑缺氧肺血管改建肺血管收缩肺动脉高压Kv↓[Ca2+]i↑成纤维细胞增殖内皮细胞ROS↑增殖收缩平滑肌细胞其他细胞NOXAMP/ATP↑AMPKRhoA/ROCKROS↑Ca2+cADPRHIF1RyR钙通道H2O2↑MLC-P↑红细胞增多血液粘度增加现在是42页\一共有69页\编辑于星期三2.心肌收缩与舒张功能降低

心肌缺氧可降低心肌的舒缩功能，甚而使心肌发生变性、坏死。ATP减少

心肌细胞损伤

外周阻力增大现在是43页\一共有69页\编辑于星期三3.心律失常

严重缺氧可引起窦性心动过缓、期前收缩、甚至室颤致死。机制：影响心肌自律细胞功能的稳定性增加异常的自律性活动传导阻滞复极化不一致

现在是44页\一共有69页\编辑于星期三4.静脉回流减少

脑严重缺氧时，呼吸中枢的抑制使胸廓运动减弱，可导致静脉回流减少乳酸、腺苷→扩张外周血管回心血量减少，使心输出量减少，而引起循环衰竭现在是45页\一共有69页\编辑于星期三三、血液系统缺氧时血液系统的代偿性反应主要有红细胞增多和血红蛋白氧解离曲线右移、向组织释放氧的能力增强。红细胞增多氧离曲线右移现在是46页\一共有69页\编辑于星期三1.红细胞增多骨髓造血↑慢性缺氧EPO↑携氧↑血液黏滞↑当低氧血→肾小管间质细胞→生成并释放（EPO）促使红细胞系单向干细胞分化为原红细胞,并促进其分化、增殖和成熟加速Hb的合成促使骨髓内的网织红细胞和红细胞释放入血液。现在是47页\一共有69页\编辑于星期三2.氧解离曲线右移2,3-DPG↑缺氧糖酵解↑HHb↑结合2,3-DPG↑游离↓糖酵解抑制↓旁路产物↑2,3-DPG↑现在是48页\一共有69页\编辑于星期三G6-P-G6-P-F1,6-DPF磷酸二羟丙酮1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛PFKADPATP丙酮酸乳酸2,3-DPGDPGMDPGPDPGP脱氧Hb↑--2,3DPG-Hb↑-过度通气pH↑+DPGP-呼碱-

缺氧时红细胞2,3-DPG增多的机制现在是49页\一共有69页\编辑于星期三血液系统的损伤性变化主要有血液黏滞度增高、血红蛋白与氧的亲和力降低红细胞过度增多，可使血液黏滞度和血流阻力明显增加，并加重心脏负担，对机体不利。严重缺氧时，红细胞内2，3-DPG增多引起的氧解离曲线右移将减少血红蛋白在肺中的氧合，使动脉血氧饱和度降低。现在是50页\一共有69页\编辑于星期三久居高原者如红细胞过度增多(男性Hb>210g/L，女性Hb>190g/L)即为高原红细胞增多症，是常见的慢性高原病。多发生于海拔3500m以上地区，由于血液黏滞度异常增高、微循环障碍，组织严重缺氧，易导致血栓形成或局部组织坏死等各种并发症。现在是51页\一共有69页\编辑于星期三四、中枢神经系统CNS耗氧量大，对缺氧不耐受，尤以灰质更敏感。轻度缺氧或缺氧早期：血液重新分布保证脑组织血供严重缺氧或长时间缺氧：神经系统功能障碍

脑水肿和脑细胞受损现在是52页\一共有69页\编辑于星期三缺氧对CNS的作用基本上表现为损伤急性缺氧：头痛、情绪激动、思维力、记忆力、判断力降低或丧失以及运动不协调等。慢性缺氧：易疲劳、嗜睡、注意力不集中及精神抑郁等。严重缺氧：可导致烦躁不安、惊厥、昏迷甚而死亡。ATP生成不足酸中毒脑血管扩张神经细胞膜电位降低神经递质合成减少细胞内钙超载溶酶体酶释放细胞水肿间质水肿血脑屏障受损机制：表现：现在是53页\一共有69页\编辑于星期三高原脑水肿缺氧和酸中毒损伤脑血管内皮细胞，使血管壁通透性增高，血管内液体渗出，引起脑间质水肿。缺氧时，脑细胞能量生成减少，细胞膜钠泵功能障碍，导致细胞内钠水潴留，脑细胞水肿。

现在是54页\一共有69页\编辑于星期三五、组织和细胞代偿性反应携氧蛋白表达增加肌红蛋白、脑红蛋白、胞红蛋白增加组织细胞对氧利用的能力增强组织细胞对氧的消耗减少现在是55页\一共有69页\编辑于星期三1.携氧蛋白表达增加

细胞中存在携氧蛋白，它们与氧的亲和力高于血红蛋白，可有效地促进氧分子向细胞内转移，增强细胞对氧的摄取能力。在细胞氧供-需不平衡时，携氧蛋白释放所结合的氧供细胞利用。

现在是56页\一共有69页\编辑于星期三肌红蛋白慢性缺氧使肌肉中Mb增多。Mb和氧的亲和力较大。当PO2为10mmHg时，Hb的SaO2约为10％，而肌红蛋白的氧饱和度可达70％。氧分压进一步降低时，Mb释出大量的氧供细胞利用。肌红蛋白的增加可能具有储存氧的作用。现在是57页\一共有69页\编辑于星期三2.组织、细胞利用氧能力增强细胞内线粒体的数目和膜的表面积增加呼吸链中的酶表达量增加，活性增强琥珀酸脱氢酶细胞色素氧化酶如胎儿在母体内处于相对缺氧的环境，其细胞线粒体的呼吸功能为成年动物的3倍，至出生后10～14天，线粒体呼吸功能才降至成年动物水平。

现在是58页\一共有69页\编辑于星期三3.组织细胞对氧的消耗减少葡萄糖代谢能力加强，节约用氧葡萄糖摄取增强，葡萄糖摄取能力贮备增强无氧酵解增强严重缺氧时，ATP生成减少，ATP／ADP比值下降，磷酸果糖激酶活性增强，糖酵解过程加强，在一定的程度上可补偿能量的不足。关键酶表达增强低代谢状态现在是59页\一共有69页\编辑于星期三代偿反应的分子机制O2O2O2O2HIF-1颈动脉体肺血管血管内皮特定的氧感受细胞代谢酶类肺通气循环代偿红细胞增多糖酵解增强毛细血管增生肺血管收缩颈动脉体现在是60页\一共有69页\编辑于星期三组织和细胞的损伤性变化主要表现为细胞膜损伤线粒体损伤溶酶体损伤细胞凋亡现在是61页\一共有69页\编辑于星期三细胞膜的变化膜通透性[Na+]i↑Na+-K＋泵ATP消耗↑Mt呼吸↓ATP生成↓细胞水肿堵塞微血管加重微循环缺氧[ATP]i↓Na+外排↓Na+内流↑↑严重缺氧K+外流↑[K+]i↓酶合成↓钙超载钙超载mt钙摄取钙外流Ca2+增多可抑制线粒体的呼吸功能；可激活磷脂酶，使膜磷脂分解，溶酶体酶释出；增加自由基产生现在是62页\一共有69页\编辑于星期三线粒体的变化细胞内的氧约有80%～90%在线粒体内用于氧化磷酸化生成ATP，仅10%～20%在线粒体外用于生物合成、降解及生物转化（解毒）作用等。轻度缺氧或缺氧早期线粒体呼吸功能是增强的。严重缺氧首先影响线粒体外氧的作用，使神经介质的生成和生物转化过程等降低。当线粒体部位氧分压降到临界点(＜1mmHg