第五章缺氧课件.ppt

1、1 病病 理理 生生 理理 学学 教教 研研 室室2 空气空气 呼吸道呼吸道 肺肺 呼吸膜呼吸膜 血血 血液循环血液循环 细细 酶酶 生物生物 中氧中氧 泡泡 液液 胞胞 氧化氧化 肺通气肺通气 肺换气肺换气 氧的运输氧的运输 氧的利用氧的利用 外呼吸外呼吸 内呼吸内呼吸 氧的供给氧的供给 氧的摄取、运输和利用过程氧的摄取、运输和利用过程物理溶解氧物理溶解氧化学结合氧化学结合氧3 缺氧是指由于氧的供给不足缺氧是指由于氧的供给不足和和/或利用障碍，以致组织的机能、或利用障碍，以致组织的机能、代谢，甚至形态结构都可能发生代谢，甚至形态结构都可能发生异常变化的病理过程。异常变化的病理过程。4 PaO

2、2 arterial partial pressure oxygen 13.3kPa(100mmHg)PvO2 venous partial pressure oxygen 5.33kPa(40mmHg)1.1.血氧分压血氧分压POPO2 2 (partial pressure oxygen)(1)(1)概概 念念 是指物理溶解于血液中的氧所产生的张力。是指物理溶解于血液中的氧所产生的张力。(2)(2)正常值正常值5 PaO2 吸入气氧分压吸入气氧分压 肺的外呼吸功能肺的外呼吸功能 PvO2 取决于内呼吸状况取决于内呼吸状况 影响因素影响因素6是指是指100100mlml血液中的血红蛋白血液中

3、的血红蛋白充分氧合时的最大带氧量。充分氧合时的最大带氧量。(2)(2)正常值正常值 20 20ml/dlml/dl (3)(3)影响因素影响因素 血红蛋白的数量和质量血红蛋白的数量和质量2.2.血氧容量血氧容量 COCO2 max2 maxoxygen binding capacity in bloodoxygen binding capacity in blood(1)(1)概念概念7 (2)(2)正常值正常值 动脉血氧含量（动脉血氧含量（CaOCaO2 2）静脉血氧含量静脉血氧含量（CvOCvO2 2）14ml/dl 14ml/dl 动静脉氧含量差（动静脉氧含量差（Ca-vDOCa-vDO

4、2 2）5 ml/dl 5 ml/dl Arteriovenous Arteriovenous difference of oxygen content difference of oxygen content 19ml/dl19ml/dl (1)(1)概概 念念是指是指100100mlml血液实际的带氧量血液实际的带氧量3.3.血氧含量血氧含量 COCO2 2(oxygen content in blood)oxygen content in blood)8 CO2 氧分压氧分压 氧容量氧容量 Ca-vDO2 反映组织的摄氧量反映组织的摄氧量影响因素影响因素9 (1)(1)概概 念念 是指血

5、红蛋白结合氧的百分数是指血红蛋白结合氧的百分数 血氧含量血氧含量溶解氧量溶解氧量 氧容量氧容量 (2)(2)正常值正常值 SaO2 9597 SvO2 75 100 4.血氧饱和度血氧饱和度SO2(oxygen saturation of hemoglobin)10 影响因素影响因素 2,3-DPG H+CO2 血液温度血液温度 血氧分压血氧分压1112 5.P50 (1)(1)概念概念 是指血红蛋白氧饱和度为是指血红蛋白氧饱和度为50的氧分压的氧分压 (2)(2)正常值正常值 3.47 3.60kPa(26 27mmHg)意义意义 是反映血红蛋白与氧亲和力强弱的是反映血红蛋白与氧亲和力强弱的

6、 指标指标 P50 增大，氧离曲线右移增大，氧离曲线右移 血红蛋白血红蛋白 与氧亲和力与氧亲和力 P50 减小减小,氧离曲线左移血红蛋白氧离曲线左移血红蛋白 与氧亲和力与氧亲和力1314 （一）低张性缺氧（一）低张性缺氧（hypotonic hypoxia）1.1.概念概念 以以 PaO2降低为基本特征的组织供降低为基本特征的组织供 氧不足。氧不足。（又称低张性低氧血症（又称低张性低氧血症 hypotonic hypoxemia)15 吸入气氧分压过低吸入气氧分压过低 （大气性缺氧）（大气性缺氧）Atmospheric hypoxia 静脉血分流入动脉静脉血分流入动脉 （静脉血掺杂）（静脉血掺

7、杂）Venous admixture 外呼吸功能障碍外呼吸功能障碍 （呼吸性缺氧）（呼吸性缺氧）Respiratory hypoxia2.2.原原 因因16 3.3.组织缺氧机理组织缺氧机理 血液与线粒体的氧分压差降低血液与线粒体的氧分压差降低 氧弥散速度减慢氧弥散速度减慢 组织组织 氧供不足。氧供不足。17 PaO2 SaO2 CO2 max N、CaO2 Ca-vDO2 、N 发发 绀绀5.皮肤粘膜颜色皮肤粘膜颜色:4.血氧变化血氧变化18增加到增加到5 5g/dlg/dl以上可使皮肤与粘膜呈以上可使皮肤与粘膜呈 （cyanosis)cyanosis)发绀发绀：毛细血管中脱氧血红蛋白平均浓

8、度毛细血管中脱氧血红蛋白平均浓度 青紫色，称为发绀。青紫色，称为发绀。发绀是低张性缺氧的特征，发绀是低张性缺氧的特征，但有两种情况例外：但有两种情况例外：贫血贫血 有血液性缺氧有血液性缺氧 不发绀不发绀 红细胞增多症红细胞增多症 无低张性缺氧无低张性缺氧 发绀发绀19 是指由于血红蛋白是指由于血红蛋白数量减少数量减少或或性质改变性质改变，以致动脉血氧含量降低或血红蛋白结合以致动脉血氧含量降低或血红蛋白结合 的氧不易释放所引起的组织缺氧。的氧不易释放所引起的组织缺氧。又称等张性缺氧（又称等张性缺氧（isotonic hypoxia）（二）血液性缺氧二）血液性缺氧（hemic hypoxia）1.

9、概概 念念 concept20 2.2.原因原因 causecause 严重贫血严重贫血 Hb数量减少数量减少 （贫血性缺氧）（贫血性缺氧）anemic hypoxia21.碳氧血红蛋白碳氧血红蛋白（carboxyhemoglobin HbCO）形成，形成，Hb失去携氧能力失去携氧能力.一氧化碳一氧化碳(carbon monoxide co)中毒中毒 Hb性质改变性质改变.CO同部分血红素结合将增加其余血红素同部分血红素结合将增加其余血红素 对氧的亲和力，使解离曲线左移。对氧的亲和力，使解离曲线左移。.CO抑制红细胞内糖酵解，抑制红细胞内糖酵解，2,3-DPG生成生成 减少氧离曲线左移，减少氧

10、离曲线左移，HbO2释放释放O2减少。减少。22 氧化剂氧化剂 Hb-Fe2+Hb-Fe3+正常血红蛋白正常血红蛋白 高铁血红蛋白高铁血红蛋白 （变性血红蛋白（变性血红蛋白）高铁血红蛋白血症高铁血红蛋白血症 Hb性质改变性质改变Methemoglobin,Hb-Fe3+OH23 高铁血红蛋引起缺氧的机理高铁血红蛋引起缺氧的机理 .高铁血红蛋白三价铁与羟基牢固结高铁血红蛋白三价铁与羟基牢固结 .氧离曲线左移：高铁血红蛋白未氧化氧离曲线左移：高铁血红蛋白未氧化 合失去带氧能力合失去带氧能力 的的 Fe2+与氧的亲和力增高与氧的亲和力增高24 肠源性紫绀肠源性紫绀（enterogenous cyan

11、osis）腌菜腌菜 肠肠 硝酸盐硝酸盐 亚硝酸盐亚硝酸盐 细菌细菌 Hb-Fe2+Hb-Fe3+正常血红蛋白正常血红蛋白 高铁血红蛋白高铁血红蛋白 美兰美兰 肠源性紫绀的发生机理肠源性紫绀的发生机理皮肤粘膜青紫、皮肤粘膜青紫、头痛、衰弱、昏头痛、衰弱、昏迷、呼吸困难、迷、呼吸困难、心动过速等症状心动过速等症状25 3.3.组织缺氧机理组织缺氧机理 毛细血管中平均氧分压降低毛细血管中平均氧分压降低 4.4.血氧变化血氧变化 PaO2 N SaO2 N CO2 max 、N Ca-vDO2 CaO2 26 毛细血管动脉端毛细血管动脉端 毛细血管静脉端毛细血管静脉端PaO2 N CaO2 N PvO

12、2 CvO2 毛细血管中平均氧分压毛细血管中平均氧分压毛细血管中平均氧分压毛细血管中平均氧分压 PaO2 N CaO2PvO2 CvO227 原原 因因 皮肤粘膜颜色皮肤粘膜颜色 严重贫血严重贫血 苍白苍白 一氧化碳中毒一氧化碳中毒 樱桃红樱桃红 高铁血红蛋白血症高铁血红蛋白血症 咖啡色或类似发绀咖啡色或类似发绀 5.皮肤粘膜颜色皮肤粘膜颜色血液性缺氧的皮肤粘膜颜色血液性缺氧的皮肤粘膜颜色28（三）循环性缺氧三）循环性缺氧（circulatory hypoxia）又称低动力型缺氧又称低动力型缺氧（hypokinetic hypoxia）1.概念概念 是指由于组织血流量减少或血流速度是指由于组织

13、血流量减少或血流速度 减慢而引起的组织供氧不足减慢而引起的组织供氧不足 。29 组织淤血组织淤血:缺血性缺氧缺血性缺氧 （ischemic hypoxia）淤血性缺氧淤血性缺氧（congestive hypoxia）组织缺血组织缺血:动脉压降低动脉压降低 动脉阻塞动脉阻塞 2.2.原原 因因 静脉回流受阻静脉回流受阻 cap床淤血床淤血30 3.3.组织缺氧机理：组织缺氧机理：单位时间内供氧不足单位时间内供氧不足 4.4.血氧变化血氧变化 PaO2 N SaO2 N CO2 max N CaO2 N Ca-vDO2 31 5.皮肤粘膜颜色：皮肤粘膜颜色：缺血性缺氧缺血性缺氧 苍白苍白 淤血性缺

14、氧淤血性缺氧 发绀发绀32PaO2 N CaO2 N PaO2 N CaO2 N PvO2 CvO2PvO2 CvO233 （四）组织性缺氧（四）组织性缺氧（histogenous hypoxiahistogenous hypoxia）1.1.概概 念念 是指由于组织细胞利用氧障碍所引起是指由于组织细胞利用氧障碍所引起 的组织缺氧。又称氧利用障碍性缺氧的组织缺氧。又称氧利用障碍性缺氧 （dysoxidative hypoxia）34NADH FMN Cytb c aa3 O2FADH2CN35 抑制细胞氧化磷酸化抑制细胞氧化磷酸化:氰化物、硫化物氰化物、硫化物 （组织中毒性缺氧）（组织中毒性缺

15、氧）histotoxic hypoxia 线粒体损伤线粒体损伤 放射线照射、细菌毒素、放射线照射、细菌毒素、吸入高压氧吸入高压氧 损伤线粒体损伤线粒体 组织供氧不足组织供氧不足 抑制线粒体功能抑制线粒体功能 维生素缺乏维生素缺乏 呼吸酶合成障碍呼吸酶合成障碍 2.2.原原 因因36 3.3.组织缺氧机理组织缺氧机理 线粒体利用氧障碍线粒体利用氧障碍 4.4.血氧变化血氧变化 Ca-vDO2 5.5.皮肤粘膜颜色皮肤粘膜颜色：玫瑰红色玫瑰红色 37（一）呼吸系统的变化一）呼吸系统的变化（Respiratory systemRespiratory system）1.1.代偿性反应代偿性反应（Com

16、pensatory ResponsesCompensatory Responses）呼吸运动增强呼吸运动增强 PaOPaO2 2（60mmHg60mmHg）呼吸运动增强呼吸运动增强Functional and Metabolic Changes 肺泡通气量增加肺泡通气量增加 PaOPaO2 2 胸廓运动胸廓运动 静脉回流静脉回流 COCO及肺血流量及肺血流量；血液摄取、运输氧；血液摄取、运输氧 38 初入高原：呼吸增强初入高原：呼吸增强 比海平面高比海平面高6565 数日后：呼吸增强数日后：呼吸增强 5 5 7 7倍倍 久居高原：仅比海平面高久居高原：仅比海平面高6565 高原居民通气量的时相

17、变化高原居民通气量的时相变化 39 2.2.损伤性变化损伤性变化 高原肺水肿高原肺水肿 肺毛细血管压增高肺毛细血管压增高 肺微血管壁通透性增高肺微血管壁通透性增高 呼吸衰竭呼吸衰竭 PaOPaO2 2过低直接抑制呼吸中枢过低直接抑制呼吸中枢四、机能、代谢变化四、机能、代谢变化40 1.1.代偿性反应代偿性反应（Compensatory Responses）心输出量增加（cardiac output）机理机理.心率加快心率加快 .心肌收缩力增强心肌收缩力增强 .静脉回流量增加静脉回流量增加 作用作用 提高全身组织的血供和供氧量提高全身组织的血供和供氧量 （二）循环系统的变化二）循环系统的变化（C

18、irculatory system）41 血流重新分布(Blood redistribution)机理机理 .交感神经兴奋作用交感神经兴奋作用 皮肤、内脏、骨骼肌血管收缩等皮肤、内脏、骨骼肌血管收缩等.心、脑血管生成乳酸、腺苷、心、脑血管生成乳酸、腺苷、PGI PGI2 2 血管扩张血管扩张 缺氧心脑血管平滑肌膜缺氧心脑血管平滑肌膜K KC Ca a和和K KATPATP开放开放 K K外外 流流 C C膜超极化膜超极化 CaCa2+2+内流减少内流减少 血管扩张血管扩张 作用作用 保证重要脏器的血供保证重要脏器的血供42 缺氧缺氧 组织肥大细胞、肺泡巨噬细胞组织肥大细胞、肺泡巨噬细胞 血管内

19、皮细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞平滑肌细胞 LTs、TXA2、ET 血血 管管 组胺组胺、NO、PGI2等等 收收 缩缩肺血管收缩 机理机理 .神经机理：神经机理：缺氧缺氧 交感兴奋，作用于交感兴奋，作用于 a R 血管收缩血管收缩.体液机理：体液机理：43 缺氧缺氧 Kv关闭关闭 K+外流外流 膜电位膜电位 膜去膜去 减减 少少 降降 低低 极化极化 电压依赖性电压依赖性 Ca2+内内 血血 管管 钙通道开放钙通道开放 流增加流增加 收收 缩缩.直接机理：直接机理：44毛细血管增生毛细血管增生（Capillary proliferation）长期长期 缺氧诱导因子缺氧诱导因子 血管内皮生长因

20、血管内皮生长因 缺氧缺氧 hypoxia inducible 子基因表达增加子基因表达增加 factor-1HIF-1 脑、心、骨骼肌显著脑、心、骨骼肌显著 毛细血管增生毛细血管增生 细细 胞胞 供供 血氧弥散血氧弥散 氧氧 增增 加加 距离缩短距离缩短45 肺动脉高压肺动脉高压 心力衰竭心力衰竭 2.2.损伤性变化损伤性变化 .肺血管收缩肺血管收缩 .平滑肌和成纤维细胞肥大、增生平滑肌和成纤维细胞肥大、增生 .RBC 血液粘滞性血液粘滞性 46 .缺氧缺氧ATP不足不足 .心肌心肌a转运和分布异常转运和分布异常 .红细胞增加红细胞增加 心肌射血阻力增大心肌射血阻力增大.严重缺氧心肌发生变性、

21、坏死。严重缺氧心肌发生变性、坏死。心肌的收缩与舒张功能心肌的收缩与舒张功能47 心律失常心律失常 .心动过缓心动过缓 .期前收缩与室颤期前收缩与室颤 .完全传导阻滞完全传导阻滞 48 .呼吸中枢抑制，胸廓运动减弱呼吸中枢抑制，胸廓运动减弱,静脉回流静脉回流 .乳酸、腺苷等代谢产物增加，乳酸、腺苷等代谢产物增加，引起外周血管舒张，回流引起外周血管舒张，回流回心血量减少回心血量减少49 红细胞和血红蛋白增多红细胞和血红蛋白增多 慢性缺氧低氧血症慢性缺氧低氧血症 肾小管旁间肾小管旁间 质细胞质细胞 促促红细胞生成素红细胞生成素 （erythropoietin EPO）changes of hemic

22、 systemchanges of hemic system（三）血液系统的变化（三）血液系统的变化 Compensatory Responses1.1.代偿性反应代偿性反应50 对对PGK、DPGM的抑制的抑制 ，糖酵解增强；，糖酵解增强；2,3-2,3-DPGDPG增加，氧合血红蛋白解离曲线右增加，氧合血红蛋白解离曲线右移移.2,3-DPG增加的原因增加的原因激活磷酸果糖激酶激活磷酸果糖激酶 糖酵解糖酵解抑制抑制 2,3-DPG磷酸酶磷酸酶 2,3-DPG分解分解 代偿性通气过度代偿性通气过度 呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒 Hb偏碱性偏碱性PH PaO2 Hb Hb-2,3-DPG 2,3-D

23、PG ，515253.2,3-DPG增加使氧离曲线右移的机理增加使氧离曲线右移的机理 2,3-DPG与与 Hb结合，稳定其空间结构，结合，稳定其空间结构，使之不易氧合。使之不易氧合。2,3-DPG ，RBC内内pH ，Hb与与O O2 2亲和力亲和力。54（三）血液系统的变化（三）血液系统的变化 RBC，血流阻力血流阻力，心脏负荷，心脏负荷 2.损伤性变化损伤性变化 妨碍妨碍 Hb与与结合，失去代偿作用。结合，失去代偿作用。加大，易心衰。加大，易心衰。氧离曲线右移，吸入气氧离曲线右移，吸入气过低，过低，55 （四）组织细胞的变化（四）组织细胞的变化 细胞利用氧的能力增强细胞利用氧的能力增强 糖

24、酵解增强糖酵解增强 肌红蛋白增加肌红蛋白增加 低代谢状态低代谢状态 1.1.细胞的适应细胞的适应 Cellular adaptation56（四）组织细胞的变化（四）组织细胞的变化 细胞缺氧反应细胞缺氧反应 缺氧缺氧 组织细胞组织细胞 颈动脉体颈动脉体 血管平滑血管平滑 肾小管肾小管 产血管内皮生长产血管内皮生长 化学感受器化学感受器 肌肌 细细 胞胞 间质细胞间质细胞 因子的细胞因子的细胞 神经介质神经介质 某些改变某些改变 促红素增多促红素增多 基因表达增加基因表达增加 呼吸增强呼吸增强 舒缩反应舒缩反应 红细胞增加红细胞增加 血血 管管 增增 生生及机制及机制57 活性氧活性氧缺氧缺氧

25、NAD(P)H/NAD(P)GSH/GSSG 缺氧诱导因子缺氧诱导因子-1活性活性 (HIF-1)Hypoxia inducible factor-1HIF-1入核入核结合启动子基因结合启动子基因基因表达基因表达蛋白质合成蛋白质合成影响细胞代谢影响细胞代谢缺氧缺氧 细胞膜离子通道变化细胞膜离子通道变化 膜电位、功能变化膜电位、功能变化58 （四）组织细胞的变化（四）组织细胞的变化 2.2.损伤性变化损伤性变化 细胞膜的变化：细胞膜通透性增加细胞膜的变化：细胞膜通透性增加线粒体的变化线粒体的变化Ca 2+Na+K+溶酶体的变化溶酶体的变化59 （五）中枢神经系统变化（五）中枢神经系统变化急性：头

26、痛、情绪激动、思维力、记忆力急性：头痛、情绪激动、思维力、记忆力慢性：易疲劳、嗜睡、注意力不集中、抑郁慢性：易疲劳、嗜睡、注意力不集中、抑郁严重：烦躁不安、惊厥、昏迷、死亡严重：烦躁不安、惊厥、昏迷、死亡 脑重2%血量15%耗氧23%极为敏感(Dysfunction ofDysfunction of CNS)60Mechanism of Dysfunction of CNS 同脑水肿和脑细胞受损有关同脑水肿和脑细胞受损有关 脑水肿发生机制脑水肿发生机制 缺氧直接扩张脑血管缺氧直接扩张脑血管,增加脑血流和增加脑血流和Cap内压内压,组织液生成增加。组织液生成增加。2.缺氧酸中毒缺氧酸中毒,cap

27、通透性增加通透性增加,造成间质性脑水肿。造成间质性脑水肿。3.缺氧缺氧ATP减少减少,钠泵障碍钠泵障碍,脑细胞肿胀。脑细胞肿胀。4.脑水肿、脑充血脑水肿、脑充血,颅高压颅高压,压迫脑血管压迫脑血管,加重缺血加重缺血 缺氧。缺氧。61（二）（二）oxygen treatment 吸氧，吸氧，对低张性缺氧效果最好对低张性缺氧效果最好 但静脉血掺杂的低张性缺氧吸氧效果不佳，但静脉血掺杂的低张性缺氧吸氧效果不佳，血液性、循环性和组织性缺氧血液性、循环性和组织性缺氧PaO2 和和SaO2 正常，正常，吸高浓度氧吸高浓度氧，SaO2增加有限，但可增加有限，但可 增加物理溶解的氧，提高血液与组织间的增加物理

28、溶解的氧，提高血液与组织间的 PO2梯度。梯度。Pathophysiological principle of hypoxia therapy （一）（一）etiology therapy 首先消除引起缺氧的原因首先消除引起缺氧的原因6263 A.A.循环性缺氧循环性缺氧 B.B.乏氧性缺氧乏氧性缺氧 C.C.血液性缺氧血液性缺氧 D.D.组织中毒性缺氧组织中毒性缺氧 E.E.低动力性缺氧低动力性缺氧1.1.严重贫血可引起严重贫血可引起64 A.大气供氧不足大气供氧不足 B.血中红细胞数减少血中红细胞数减少 C.组织供血量减少组织供血量减少 D.血中红细胞数正常但血红蛋白减少血中红细胞数正常但

29、血红蛋白减少 E.肺泡弥散到循环血液中的氧量减少肺泡弥散到循环血液中的氧量减少2.循环性缺氧可由下列何种原因引起循环性缺氧可由下列何种原因引起65A.向组织供氧不足或组织利用氧障碍向组织供氧不足或组织利用氧障碍B.吸入气中氧含量减少吸入气中氧含量减少C.血液中氧分压降低血液中氧分压降低D.血液中氧含量降低血液中氧含量降低E.血液中氧容量降低血液中氧容量降低 3.缺氧是由于缺氧是由于66 A.心力衰竭心力衰竭 B.呼吸衰竭呼吸衰竭 C.室间隔缺损室间隔缺损 D.氰化物中毒氰化物中毒 E.慢性贫血慢性贫血 4.血氧容量正常，动脉血氧分压和血氧容量正常，动脉血氧分压和 血氧含量正常，而动血氧含量正常，而动-静脉血氧含静脉血氧含 量差变小见于量差变小见于67 A.心脏心脏 B.大脑大脑 C.肺肺 D.肾肾 E.肾肠道肾肠道 5.对缺氧最敏感的器官是对缺氧最敏感的器官是