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缺氧(hypoxia)2本章主要內(nèi)容缺氧的原因，分類和血氧變化特點2缺氧時機體的功能和代謝變化3缺氧治療的病理生理基礎(chǔ)4常用的血氧指標(biāo)1教學(xué)要求掌握：缺氧、發(fā)紺、腸源性發(fā)紺的概念；常用的血氧指標(biāo)；缺氧的分型；各型缺氧的原因、機制和血氧指標(biāo)變化；血液、呼吸系統(tǒng)的代償反應(yīng)。理解：缺氧時機體其他系統(tǒng)的代償、損傷變化。了解：缺氧治療的病理生理學(xué)基礎(chǔ)。34呼吸與氧利用AirAlveoliAlveolarcapillaryGastransportTissuecellsVentilationGasexchangeExternalrespirationInternalrespirationBoundtohaemoglobinClassificationofhypoxia（肺通氣+肺換氣）組織換氣5【Hypoxia】

由于組織供氧減少或用氧障礙引起細胞代謝、功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)異常變化的病理過程稱為缺氧（hypoxia）概念（Concept）Hypoxia

一、正常人體氧的攝取、運輸、利用

氧的獲得和利用是一個復(fù)雜的過程,包括外呼吸、氣體的運輸和內(nèi)呼吸，其中任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生障礙，都可引起缺氧。

組織細胞血液循環(huán)Hb+4O2

Hb.4O26血氧是反映組織供氧量與耗氧量的重要指標(biāo)。組織供氧量=動脈血氧含量×組織血流量組織耗氧量=(動脈血氧含量-靜脈血氧含量）

×組織血流量

第一節(jié)常用的血氧指標(biāo)7血氧分壓1Hypoxia血氧容量2血氧含量3動-靜脈氧差4血氧飽和度5P5061.血氧分壓（partialpressureofoxygen,PO2）物理溶解的O2

產(chǎn)生的張力（氧張力）8正常值PaO2100mmHg

PvO240mmHg吸入氣PO2

外呼吸功能動靜脈血分流5.33kPa(40mmHg)9取決于Hb的質(zhì)與量2、血氧容量（oxygencapacity,CO2max）在標(biāo)準(zhǔn)條件下（38℃、氧分壓150mmHg和PaCO2為40mmHg)，

100ml血液中血紅蛋白所能結(jié)合的最大氧量，它的高低反映血液攜氧的能力。正常值：1.34ml/g×15g/dl=20ml/dl10100ml血液中血紅蛋白的實際攜氧量

正常值動脈血19ml/dl;靜脈血14ml/dl取決于血氧分壓與血氧容量3、血氧含量（oxygencontent,CO2）（溶解氧（0.3ml/dl)+結(jié)合氧）動-靜脈血氧含量差（CaO2-CvO2）

即動脈血氧含量減去靜脈血氧含量所得的毫升數(shù)反映組織的攝氧能力

11正常值5ml/dl

19ml/dl14ml/dl5ml/dlO2AVO2O2O2O2O24.血紅蛋白氧飽和度（SO2）

即血氧飽和度，是指血液中氧合Hb占總Hb的百分數(shù)，約等于血氧含量與血氧容量的比值。12正常值動脈血（SaO2）約95%～98%靜脈血（SvO2）約70%～75%取決于氧分壓氧分壓與氧飽和度的關(guān)系——氧離曲線13氧分壓（mmHg）氧飽和度%pH↓2,3-DPG↑Temp↑2040608010020406080100pH↑2,3-DPG↓Temp↓

P50血紅蛋白氧飽和度為50%時的血氧分壓正常值及其意義：正常為26～27mmHgP50↑表示Hb與O2的親和力↓P50↓表示Hb與O2的親和力↑

142040608010020406080100氧飽和度%氧分壓(mmHg)1519ml/dl14ml/dl5ml/dlO2AVO2O2O2O2O2■A-VdO2

【Definiens】動脈血氧含量減去靜脈血氧含量，所得的毫升數(shù)。【Significance】反映100ml血液流經(jīng)組織時所提供的氧量或組織細胞利用氧量。

【Normalvalue】

A-VdO2通常為5ml～8ml。Hypoxia大小取決于：組織用氧量1619ml/dl14ml/dl5ml/dlO2AVO2O2O2O2O2■A-VdO2

【Definiens】動脈血氧含量減去靜脈血氧含量，所得的毫升數(shù)。【Significance】反映100ml血液流經(jīng)組織時所提供的氧量或組織細胞利用氧量。

【Normalvalue】

A-VdO2通常為5ml～8ml。Hypoxia大小取決于：組織用氧量17第二節(jié)缺氧的類型、原因和發(fā)病機制低張性缺氧血液性缺氧循環(huán)性缺氧組織性缺氧18O2O2O2HbO2O2供氧過程利用氧1111低張性缺氧血液性缺氧循環(huán)性缺氧組織性缺氧19一、低張性缺氧（HypotonicHypoxia）

1．特征（Feature）

以動脈血氧分壓（PaO2）降低為主要特點的缺氧。PaO2＜8kPa(60mmHg)→SO2和CO2↓→血液攜帶O2↓

→供氧↓

2．原因（Causes）

吸入氣PO2過低又稱大氣性缺氧

外呼吸功能障礙又稱呼吸性缺氧

靜脈血分流入動脈室間隔缺損伴肺動脈高壓右向左分流低張性缺氧血氣的特征性變化：PaO2↓。大氣壓和吸入氣體、肺泡氣體氧分壓以及動脈血氧飽和度的關(guān)系20

人民衛(wèi)生出版社病理生理學(xué)海拔高度（m）大氣壓（mmHg）吸入氣體氧分壓（mmHg）肺泡氣體氧分壓（mmHg）動脈血氧飽和度（%）07601591059510006801409094200060012570923000530110629040004609850855000405854575600035574407070003106535608000270563050900023048＜2520～40高原缺氧環(huán)境模擬減壓艙群21

人民衛(wèi)生出版社病理生理學(xué)22法洛氏四聯(lián)癥肺動脈窄,主動脈跨,膜部缺損,右心室大。233.血氧變化的特點乏氧性

CO2maxPaO2CaO2

SaO2CO2(a-v)N↑N動-靜脈氧差減小,慢性缺氧時變化不大組織缺氧的機制24

人民衛(wèi)生出版社病理生理學(xué)PaO2↓毛細血管PO2↓向細胞彌散速度↓細胞攝氧↓25HHbHbO2≤26g/l≥50g/l毛細血管中脫氧血紅蛋白≥50g/l，使皮膚、粘膜呈青紫色。發(fā)紺(cyanosis)缺氧與發(fā)紺的關(guān)系？？

缺氧=紫紺？重度貧血患者，血紅蛋白可降至5g/dl以下，出現(xiàn)嚴重缺氧，但不會發(fā)生發(fā)紺紅細胞增多者，血中還原血紅蛋白超過5g/dl，出現(xiàn)發(fā)紺，但可無缺氧癥狀缺氧不一定有發(fā)紺，發(fā)紺不一定有缺氧26二、血液性缺氧（hemichypoxia）概念：由于血紅蛋白含量減少，或血紅蛋白性質(zhì)改變，使血液攜氧能力降低或與血紅蛋白結(jié)合的氧不易釋出引起的缺氧

，又稱為等張性缺氧27特征Hb量減少，質(zhì)改變PaO2正常

1.原因與機制（1）Hb量↓——貧血（2）Hb質(zhì)改變——CO中毒、亞硝酸鹽中毒等

2829HbCOO2O2O2CO與Hb的親和力是O2的210倍，形成HbCOCO與Hb一個血紅素結(jié)合后，將增加其余3個血紅素對氧的親和力CO抑制糖酵解，2,3-DPG生成減少，氧離曲線左移

CO中毒碳氧血紅蛋白呈現(xiàn)櫻桃紅色。高鐵Hb血癥引起缺氧的機制

30Fe3+不能攜氧

Fe2+-O2不能解離

HbFe3+OHOHOHOH腸源性紫紺（enterogenouscyanosis）高鐵血紅蛋白血癥患者皮膚黏膜呈現(xiàn)咖啡色或棕褐色31血氧變化的特點乏氧性

CO2maxPaO2CaO2

SaO2CO2(a-v)貧血NNNN

CO中毒N高鐵NN皮膚顏色貧血——蒼白Hb-CO——櫻桃紅HbFe3+-OH——咖啡色32三、循環(huán)性缺氧（circulatoryhypoxia）概念：指因組織血流量減少引起的組織供氧不足，又稱為低動力性缺氧33特征組織血流↓1.原因全身性的（心衰、休克）局部性的（血管狹窄或阻塞）動脈血灌流不足而引起的缺氧，又稱缺血性缺氧靜脈血回流受阻而引起的缺氧，稱淤血性缺氧34PhlegmasiaCeruleaDolensresultedfromacutemassivevenousthrombosis

2.血氧變化的特點及缺氧機制35低張性缺氧

CO2maxPaO2CaO2

SaO2CO2(a-v)↓-↑↓↓↓-血液性缺氧

↓-↓-↓-循環(huán)性缺氧

----↑↓3.循環(huán)性缺氧皮膚黏膜36皮膚顏色發(fā)紺、蒼白37四、組織性缺氧（Histogenoushypoxia）

1．特征（Feature）由于組織利用氧障礙所引起的缺氧，稱組織性缺氧。

NADHFMN琥珀酸FADCoQCytbCytc

Cytaa3O2Cytc12.原因與機制(1)組織中毒：×氰化物一氧化碳硫化氫疊氮化合物二巰基丙醇砷化物中毒：抑制蛋白質(zhì)的巰基×抗霉素A苯乙雙胍萘醌×胍乙啶巴比妥魚藤酮38(3)線粒體損傷(2)

維生素缺乏輔酶缺乏

維生素B1（硫胺素）丙酮酸氧化脫羧所需的輔酶（硫胺素焦磷酸酯）維生素PP(尼克酰胺)NAD+；NADP+維生素B2FMN、FAD－黃素輔酶內(nèi)毒素放射線損傷線粒體血氧變化的特點

動靜脈血氧含量差變小皮膚粘膜變化：

呈玫瑰紅色39各型缺氧血氧變化的特點

缺氧類型PaO2

SaO2

CaO2maxCaO2

A-VdO2

低張性缺氧N↑

或N血液性缺氧NN

或N

循環(huán)性缺氧NNNN組織性缺氧NNNN40不同類型缺氧發(fā)生的原因和機制

缺氧類型原因缺氧機制皮膚、黏膜色澤低張性缺氧吸入氣氧分壓低，外呼吸功能障礙，靜脈血摻雜paO2與CaO2過低使氧彌散速度減慢可引起細胞缺氧可有紫紺血液性缺氧Hb含量低；Hb性質(zhì)改變CO中毒；高鐵血紅蛋白血癥等貧血；Hb攜帶O2能力減弱；Hb與O2親和力異常增加使Hb不易釋放氧HbCO血癥呈櫻桃紅；HbFe3+OH血癥呈咖啡色循環(huán)性缺氧全身血液循環(huán)障礙淤血性和缺血性局部血液循環(huán)障礙

全身血液循環(huán)障礙造成血流減慢，單位時間內(nèi)流經(jīng)組織細胞的血流減少可有紫紺，尤其見于淤血性缺氧組織性缺氧組織中毒缺氧；維生素

缺乏；線粒體損傷；組織水腫

組織細胞利用氧障礙

氰化物中毒時皮膚、黏膜呈亮紅色

缺氧的病因分型41缺氧

供氧不足用氧障礙低張性缺氧血液性缺氧循環(huán)性缺氧組織性缺氧外呼吸功能障礙吸入氣氧分壓降低靜脈血分流入動脈血紅蛋白含量減少血紅蛋白結(jié)構(gòu)、功能異常全身循環(huán)功能障礙局部循環(huán)功能障礙呼吸酶合成減少線粒體損傷藥物對線粒體氧化磷酸化的抑制臨床上常為混合性缺氧42

人民衛(wèi)生出版社病理生理學(xué)失血性休克失血循環(huán)障礙肺功能衰竭內(nèi)毒素血癥血液性缺氧循環(huán)性缺氧低張性缺氧組織性缺氧43第三節(jié)、缺氧時機體的功能代謝變化呼吸系統(tǒng)代償性反應(yīng)呼吸功能障礙循環(huán)系統(tǒng)代償性反應(yīng)循環(huán)功能障礙血液系統(tǒng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織細胞44一、呼吸系統(tǒng)1.代償反應(yīng)呼吸深、快，肺通氣量增加，吸入氧增加PaO2頸動脈體主動脈體反射呼吸中樞O2O2O2胸廓運動胸腔負壓COPaCO2(＋)PaCO2長期呼吸運動增強特點：急性缺氧有效，伴有PaO2降低者明顯452.損傷性變化高原肺水腫（highaltitudepulmonaryedema,HAPE）進入4000m高原后1～4d內(nèi)出現(xiàn)發(fā)病率：5.7％~17.7％臨床表現(xiàn)：胸悶，咳嗽，發(fā)紺，呼吸困難，血性泡沫痰體征：肺部濕羅音

46PaO

2↓2.外周血管收縮→回心血量↑→肺血量↑1.肺血管收縮→肺動脈高壓→Cap

流體靜壓↑發(fā)病機制?

3.毛細血管內(nèi)皮通透性增加4.

肺水清除障礙肺水腫氧彌散障礙PaO

2↓↓473.中樞性呼吸衰竭抑制呼吸中樞PaO2<30mmHg48

二、

循環(huán)系統(tǒng)1.代償性反應(yīng)(1)心輸出量↑CO=HR×心搏量Pao2↓胸廓運動↑?肺牽張感受器?交感神經(jīng)HR↑心縮力↑胸腔負壓↑回心血量↑肺通氣量↑和心輸出量↑是急性低張性缺氧時主要代償方式49(2)肺血管收縮通氣/血流=0.8部分肺泡氣Po2↓該部位肺血管收縮血流轉(zhuǎn)向通氣充分肺泡通氣/血流比相適應(yīng)血液充分氧合缺O(jiān)2直接作用交感神經(jīng)體液因素電壓依賴性的鉀通道開放減少膜電位降低膜去極化電壓依賴性的鈣通道開放肺血管收縮50◆心、腦供血增多3、血流重新分布缺氧時器官受體密度不同血管收縮乳酸、腺苷器官物質(zhì)代謝不同（一）代償性反應(yīng)◆皮膚、內(nèi)臟、骨骼肌和腎血流減少不同器官血管對缺氧反應(yīng)性不同鉀通道KCa和KATP開放，膜超級化，Ca2+內(nèi)流減少α-受體密度不同514、組織毛細血管密度增加◆HIF-1增多誘導(dǎo)VEGF等基因高表達縮短血氧彌散至細胞的距離，增加對細胞的供氧量（一）代償性反應(yīng)52二.損傷性變化(1)肺動脈高壓右心衰1.交感神經(jīng)興奮和縮血管物質(zhì)↑肺動脈Kv通道受抑去極化2.Ca2+內(nèi)流↑肺血管收縮3.肺血管重塑硬化慢性缺氧右心后負荷↑心衰肺動脈高壓53(2)心肌舒縮功能↓ATP↓心肌Ca2+轉(zhuǎn)運和分布異常RBC↑血黏度↑射血阻力↑心肌收縮蛋白破壞缺氧54(3)心律失常心肌內(nèi)K+↓、Na+↑電生理特性異常迷走神經(jīng)興奮(4)回心血量↓乳酸、腺苷↑外周血管擴張血液瘀滯呼吸中樞抑制胸廓運動減弱回心血量↓心輸出量↓心動過緩551、紅細胞和血紅蛋白增多◆促紅細胞生成素（EPO）增加◆提高血氧含量和血氧容量，提高血液攜氧能力，增加組織供氧◆EPO能促進肌肉中氧氣生成，增強運動員的耐力。EPO對人體危害極大，長期服用可使人血液黏稠，增加心臟負擔(dān)，導(dǎo)致血栓，甚至死亡。（一）代償性反應(yīng)三、血液系統(tǒng)的變化562.紅細胞釋氧能力增強原因：2,3-DPG↑，氧離曲線右移

2,3-DPG↑與HHb結(jié)合穩(wěn)定Hb構(gòu)型

Hb-O2↓RBCpH↓氧離曲線右移

HbO2+H++CO2Hb+O2H+CO2組織肺氧離曲線左移氧離曲線右移Bohr效應(yīng)57（二）、損傷性變化血液粘滯度增高

外周阻力增大

心臟后負荷增高58

四、中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺氧毛細血管通透性↑酸中毒腦充血ATP↓鈉泵失靈腦細胞水腫顱內(nèi)壓↑壓迫血管輕度缺氧或缺氧早期：血流重新分布保證腦的血流供應(yīng)重度缺氧或缺氧中、晚期：功能障礙：腦水腫、腦細胞損傷擴張腦血管間質(zhì)性腦水腫腦水腫591.代償性反應(yīng)(1)利用O2能力↑慢性缺氧線粒體數(shù)目和膜面積↑呼吸酶含量和活性↑RBC↑和組織利用O2能力↑是慢性缺氧的主要代償方式五、組織細胞的變化60(2)糖酵解增強ATP/ADP↓?磷酸果糖激酶ATP↑(3)肌紅蛋白↑Pao2↓Mb儲O2↑PaO2進一步↓釋放供O2(4)低代謝狀態(tài)612.損傷性變化離子泵功能↓膜通透性↑(1)細胞膜Na+內(nèi)流細胞水腫K+外流代謝障礙、膜電位異常Ca2+內(nèi)流?磷脂酶Θ

線粒體功能?Ca2+依賴性蛋白酶促進自由基生成膜流動性↓膜受體功能↓62(2)線粒體氧化應(yīng)激膜脂質(zhì)過氧化反應(yīng)鈣穩(wěn)態(tài)紊亂磷酸鈣沉淀Θ

氧化磷酸化?Ca2+依賴性蛋白酶結(jié)構(gòu)受損(3)溶酶體蛋白水解酶逸出細胞自溶63第五節(jié)治療缺氧的病理生理學(xué)基礎(chǔ)一、治療原發(fā)病二、氧療（Oxygentreatment）吸氧對各種類型缺氧有不同程度的效果。缺氧伴CO2潴留持續(xù)低濃度低流量給氧

CO中毒高壓氧療三、防止氧中毒活性氧損傷64

某男，27歲。高原旅游第二天，突然感到呼吸有些急促、全身無力、食欲不佳。隨后逐漸出現(xiàn)咳嗽和胸悶氣短，