缺氧培训讲学

缺氧ChapterFive(hypoxia)青藏高原:230万km2，平均4500mContents（掌握）（掌握、理解）（了解）（了解）GeneralintroductionSectionⅠ（掌握）EtiologyandmechanismandclassificationSectionⅡ（缺氧对机体的影响）EffectsofhypoxiaonthebodySectionⅢFactorsaffectinghypoxia-enduringSectionⅣPreventionandtreatmentagainsthypoxiaSectionⅤ（影响机体缺氧耐受性的因素）（缺氧治疗的病理生理基础）（缺氧的原因、机制和分类）（缺氧概述）GeneralintroductionSectionⅠ（第一节概述（含概念）吸入气肺通气肺换气红细胞血红蛋白心脏血管线粒体ATP结构功能代谢（外呼吸）（血液）（循环）（组织细胞）肺部摄氧血液携氧循环运氧组织用氧乏氧性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧O2供氧用氧一、Conceptordefinitionofhypoxia（缺氧的概念）因组织供氧不足或用氧障碍引起细胞功能、代谢和形态结构异常改变的病理过程。Areductionintissueoxygensupplyorutilization.Itleadstochangesinfunction,metabolismandstructureofcellsandtissuesofbody.hypoxia——anoxia——hypoxemiaHypoxia:

概念理解要点：①是基本病理过程，不是独立的疾病；②缺氧是指组织而言；③原因：组织氧的供和用两个过程的障碍；④结果：功能、代谢和形态结构的异常变化。缺氧涉及多个医学领域!组织供氧量动脉血氧含量×组织血流量（动脉血氧含量-静脉血氧含量）×组织血流量组织耗氧量1.Partialpressureofoxygeninblood正常值：PaO2100mmHgPvO240mmHg决定因素①吸入气氧分压②外呼吸组织摄取和利用氧能力二、Parametersofbloodoxygen（常用血氧指标)(血氧分压,PaO2)物理溶解在血液中的氧所产生的张力。①血氧分压②Hb（质和量）正常值：CaO219ml/dlCvO214ml/dlCa-vO25ml/dl2.Oxygencontentinblood

(血氧含量,CO2)100ml血液中实际携带的氧量（主要是Hb结合的氧量）。Hb+O2→HbO2Hb+O2→HbO2温度：38℃PO2150mmHgPCO240mmHg20ml/dl（15g/dl×1.34）Hb（质和量）决定因素正常值3.Oxygenbindingcapacityinblood(血氧容量,CO2max)在标准条件下，100ml血液中的Hb完全被O2饱和时的最大携氧量。氧容量（CO2max）氧含量（CO2）×100%正常值SaO2：95%～97%SvO2：70%～75%决定（影响）因素①血氧分压PO2②H+、CO2、2,3-DPG，温度HbO2

总Hb×100%SO2=4.OxygensaturationofHbinblood(血氧饱和度,SO2)Hb与O2结合的百分数。Hb+O2→HbO2DissociationcurveofHbO2↑CO2↓CO226-27mmHgP50：常用血氧指标血氧分压血氧容量血氧含量血氧饱和度P50EtiologyandmechanismandclassificationSectionⅡ（第二节缺氧的原因、机制和分类）结构功能代谢乏氧性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧O2EtiologyandclassificationATP（外呼吸）（血液）（循环）（组织细胞）(Hypoxichypoxia)(Hemic

hypoxia)(Circulatory

hypoxia)(Histogenous

hypoxia)一、Hypoxichypoxia低张性缺氧低张性低氧血症(hypotonichypoxia)(hypotonichypoxemia)PaO2↓（乏氧性缺氧）以动脉血氧分压降低为特征的缺氧，称为——。(1)DecreasedpO2ofinspiredair高原/高空坑道/矿井大气性缺氧（atmospherichypoxia）(2)Externalrespiratorydysfunction肺通气肺换气呼吸性缺氧（respiratoryhypoxia）(3)Venous-to-arterialshunts法洛氏四联症1.Causesandmechanism(原因和机制)(吸入气氧分压↓)（外呼吸障碍）（静脉血入动脉）PaO2CO2max↓CaO2正常↓Ca-vO2↓（慢性：↑）（慢性：正常）（慢性：正常,因CvO2↓）SaO2↓2.Characteristicsofchangeinbloodoxygen

(血氧变化特点)Hb+O2→HbO2发绀（紫绀）当毛细血管中还原血红蛋白的量超过5g/dl时，皮肤、黏膜呈青紫色。（cyanosis）发绀——缺氧？二、Hemichypoxia等张性缺氧(isotonichypoxia)PaO2SaO2正常等张性低氧血症(isotonichypoxemia)（血液性缺氧）由于Hb量↓或质的改变，以致血液携O2能力↓或释放O2障碍所引起的缺氧，称为——。贫血性缺氧(anemichypoxia)Hb↓樱桃红1.Causesandmechanism(原因和机制)(1)Anemia(贫血)Hb+CO→Hb-CO(carboxyhemoglobin)(oxyhemoglobin)Hb+O2→HbO2(2)Carbonmonoxidepoisoning(CO中毒)(3)Methemoglobin(高铁Hb)咖啡色、青石板色(methemoglobin,MHb)高铁血红蛋白/甲基血红蛋白Hb-Fe+2→Hb-Fe+3-OH↑氧化剂（亚硝酸盐）←腌菜、剩菜肠源性青紫CO毒性：（1）与Hb亲和力比O2大210倍；（2）使Hb与O2亲和力↑（氧离曲线左移）；（3）抑制糖酵解→2,3-DPG↓（氧离曲线左移）；Hb-Fe+3-OH毒性（1）无携O2能力（不能与O2结合）；（2）使Hb中其余Fe+2与O2亲和力↑（氧离曲线左移）；PaO2CO2max正常CaO2Ca-vO2SaO2正常↓↓↓2.Characteristicsofchangeinbloodoxygen

(血氧变化特点)三、Circulatoryhypoxia低动力性缺氧(hypokinetichypoxia)（循环性缺氧）因组织血流不足导致组织的供氧不足，称为——。动脉静脉炎症、栓塞、血栓、硬化、压迫休克心衰1.Causesandmechanism(原因和机制)(1)Localcirculatorydisorder(局部循环障碍)(2)Generalizedcirculatorydisorder(全身循环障碍)PaO2CO2maxCaO2Ca-vO2SaO2↓正常正常正常正常CvO2↑可有发绀2.Characteristicsofchangeinbloodoxygen

(血氧变化特点)四、Histogenoushypoxia用氧障碍性缺氧(dysoxidativehypoxia)（氧化）组织中毒性缺氧(histotoxichypoxia)（组织性缺氧）组织供氧正常，但细胞不能有效利用O2，称为——。毒素、钙超载、射线、高压氧维生素B1、B2、PP氰化物砷化物：细胞色素氧化酶等蛋白中的-SH甲醇：→甲醛→细胞色素氧化酶↓硫化物呼吸链氧化磷酸化1.Causesandmechanism(原因和机制)(1)Mitochondriainjury(线粒体损伤)(2)Vitamindeficiency(维生素缺乏)(组织中毒)(3)Histogenouspoisoning氰化物中毒机制细胞色素aa3-Fe3+→（氧化型）细胞色素aa3-Fe2+（还原型）细胞色素aa3-Fe3+-CN-CN+（氰化高铁细胞色素氧化酶）↓×PaO2CO2maxCaO2Ca-vO2SaO2↓正常正常正常正常CvO2↑2.Characteristicsofchangeinbloodoxygen

(血氧变化特点)CO2maxPaO2CaO2SaO2Ca-vO2低张性血液性循环性组织性小节（第三节缺氧对机体的影响）EffectsofhypoxiaonthebodySectionⅢ损害抗损害缺氧损害性改变代偿性改变轻度缺氧慢性缺氧重度缺氧急性缺氧各型缺氧影响不尽相同（以乏氧性缺氧为例）（功能和代谢）缺氧信号感知信号转导基因表达改变细胞代谢改变器官功能改变（分子水平）（细胞水平）（器官水平）信号感知与传递缺氧效应RespiratorysystemCirculatorysystemHemicsystemCentralnervesystemPaO2↓外周化学感受器呼吸中枢窦神经迷走神经代偿意义：①肺泡通气量和肺泡PO2↑→PaO2↑②胸腔负压↑→静脉回硫↑→回心血量↑→心输出量↑→肺血流量↑→氧摄取、运输↑pH↓CO2↑一、AlterationsonorgansandsystemsduringhypoxiaRespiratorysystem1.Compensatoryresponse高原通气改变的时间过程：早期：快速↑随后：↓（呼吸性碱中毒）2-3日后：↑（脑脊液HCO3-入血，pH恢复，消除抑制）长期缺氧：↓（外周感受器敏感性↓）血液性缺氧和组织性缺氧呼吸代偿不明显！(1)Highaltitudepulmonaryedema快速、3000m以上高原、数天内条件表现机制呼吸困难、紫绀、咳嗽、粉红色泡沫痰、肺部有罗音等①肺动脉压↑②肺血流量↑③肺动脉收缩不均一④炎性反应→通透性↑2.Injuriousresponse严重缺氧（PaO2＜30mmHg）→呼吸中枢抑制(高原肺水肿)(2)Centralrespiratoryfailure(中枢性呼吸衰竭)周期性呼吸(浅慢呼吸/浅慢-深快交替)潮式呼吸(陈-施氏呼吸)间停呼吸(Biot’s呼吸)CompensatoryresponseInjuriousresponse心输出量↑肺血管收缩血流重分布毛细血管增生↑肺动脉高压↑心衰心律失常回心血量↓4.提高组织供氧通气/血流比例（缺氧性肺血管收缩）①缺氧→Kv↓→K+↓外流↓→Ca2+内流↑②交感神经兴奋→肺血管α受体③缩血管物质（TXA2、LTS、ET、NO等）释放↑心、脑供血↑①心、脑血管α受体密度↓②心、脑血管Ca2+内流↓（KCa、KATP开放）③心、脑释放扩血管物质缩短氧弥散距离慢性缺氧：HIF-1→VEGF表达↑1.CompensatoryresponseCirculatorysystem(1)Cardiacoutput↑(2)Pulmonaryvasoconstriction(3)Bloodredistribution(血流重分布)(4)Capillary↑(组织毛细血管密度↑)①肺通气↑→肺牵张反射→交感神经兴奋→心率↑②交感神经兴奋→心肌收缩力↑③静脉回流↑肺心病→右心衰→全心衰①收缩（同前）②重塑（慢性缺氧肺血管壁↑）2.Injuriousresponse(1)Pulmonaryhypertension↑(缺氧性肺动脉高压)(2)Heartfailure(3)Arrhythmia(心律失常)(4)Bloodreturnedtoheart↓（回心血量↓）？促红细胞生成素（erythopoietin,EPO）↑HIF-1-EPO3’端增强子EPO促进红系分化、增殖、成熟促进网织和成熟红细胞释放促进Hb合成1.CompensatoryresponseHemicsystem(1)RBCandHb↑缺氧→2,3-DPG↑→Hb与O2亲和力↓→氧释放↑？？PaO2＜80mmHg有代偿意义（1）生成↑①缺氧→糖酵解↑→生成↑②脱氧Hb↑→游离的2,3-DPG↓→磷酸果糖激酶、二磷酸甘油酸变位酶↑→生成↑③pH↑（呼碱、脱氧Hb偏碱）→磷酸果糖激酶→生成↑（2）分解↓：pH↑→2,3-DPG磷酸酶↓还原Hb中央空穴大，易与2,3-DPG结合，稳定其构型(2)Oxygendissociationcurveshifttoright(氧离曲线右移)（—）（—）pH↑（—）（+）血液黏度↑→循环阻力↑2.Injuriousresponse轻度或早期：血流重分布保证脑组织血供；严重缺氧：障碍——记忆、思维、判断、情绪、意识ATP↓脑水肿Centralnervesystem线粒体、氧化酶骨骼肌、心肌贮氧↑节能1.Compensatoryresponse二、Alterationsoncellsandtissues(1)cellularcapabilityforuseO2↑(细胞利用氧能力↑)(2)Anaerobicglycolysis↑(糖酵解↑)(3)Myoglobin↑(肌红蛋白↑)(4)Lowmetabolicstates(低代谢状态)通透性↑、流动性↓；受体、离子泵障碍Na+、K+、Ca2+2.Injuriousresponse(1)Cellmembraneinjury(细胞膜损伤)(2)Mitochondriainjury(线粒体损伤)(溶酶体损伤)(3)Lysosomeinjury三、Molecularbasisonalterationsduringhypoxia细胞O2↓信号转导细胞效应基因表达(缺氧对机体影响的分子基础)细胞感知（缺氧相关基因↑）HIF-1↑GCCCTACGTGCTGTCT5’3’EPOHIF-1Hypoxia-induciblefactorsHIF-1αHIF-1βHIF-1EPOVEGFET-1ANPHO-1GluT-1iNOSTH糖酵解酶SOD红细胞生成血管增生收缩血管水钠代谢儿茶酚胺合成葡萄糖转运NO合成血红素代谢糖酵解ROS代谢Hypoxia-induciblegenesFactorsaffectinghypoxia-enduringSectionⅣ（第四节影响机体缺氧耐受性的因素）一、Metabolicoxygenconsumptionrate二、Compensatorycapabilityofthebody(机体的代偿能力)(代谢氧耗率)pathophysiologicalbasisofPreventionandtreatmentagainsthypoxiaSectionⅤ（第五节缺氧治疗的病理生理基础）对乏氧性效果好高压氧治疗Oxygenintoxication一、Eliminatingcauses二、Oxygentreatment(吸氧治疗)(对因治疗)(氧中毒)当吸入氧分压过高时，活性氧产生↑，反而引起组织细胞损伤——小结CO2maxPO2CO2SO2P50

缺氧（原因和机制）乏氧性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧血氧改变损害抗损害损害性反应代偿性反应器官水平细胞水平器官水平循环系统血液系统神经系统呼吸系统1．人类为什么需要氧？2．为什么说缺氧是病理过程？缺氧涉及人医学哪些领域？涉及到临床哪些个疾病？3．缺氧和发绀是什么关系？4．实验设计：根据缺氧的原因和分类，设计复制出几种不同类型缺氧的动物模型。思考题临床病例男，58岁，患慢性阻塞性肺疾病10余年，近1周咳喘加重，发绀明显，烦躁，血气分析：pH7.39，PaO240mmHg，PaCO270mmHg。问题：该患者属于哪种类型缺氧？除PaO2