1、第五章第五章 缺缺 氧氧Hypoxia病理生理学教研室病理生理学教研室教学内容教学内容一、常用的血氧指标一、常用的血氧指标二、缺氧的类型、原因和发病机制二、缺氧的类型、原因和发病机制三、缺氧对机体的影响三、缺氧对机体的影响四、缺氧治疗的病理生理学基础四、缺氧治疗的病理生理学基础教学要求教学要求n掌握：掌握：缺氧的概念，各类型缺氧的原因和缺氧的概念，各类型缺氧的原因和主要特点（指标变化），发绀的概念及临主要特点（指标变化），发绀的概念及临床意义；床意义；n熟悉：熟悉：缺氧时机体的主要机能和代谢变化缺氧时机体的主要机能和代谢变化与机制；与机制；n了解：了解：了解缺氧治疗的病理生理学基础了解缺氧治疗
2、的病理生理学基础（了解氧疗与氧中毒概念）。（了解氧疗与氧中毒概念）。空气中的O2肺血液细胞生物氧化呼吸道呼吸道通通 气气换气换气携携 带带运运 输输利利 用用氧的摄取、携带、运输、利用过程氧的摄取、携带、运输、利用过程缺氧的概念（缺氧的概念（hypoxia）因组织因组织供氧减少供氧减少或或用氧障碍用氧障碍引起细胞引起细胞代谢、功能和形态结构异常变化代谢、功能和形态结构异常变化的基本病的基本病理过程理过程称为缺氧。称为缺氧。1是多种疾病中的基本病理过程；是多种疾病中的基本病理过程；也是造成细胞损伤的最常见原因；也是造成细胞损伤的最常见原因；机体一旦呼吸、心跳停止，数分钟内就可能死于缺氧。机体一旦
3、呼吸、心跳停止，数分钟内就可能死于缺氧。第一节第一节 常用的血氧指标常用的血氧指标(Parameters of Blood Oxygen)n血氧分压血氧分压n血氧容量血氧容量n血氧含量血氧含量n动动-静脉血氧差静脉血氧差n血氧饱和度血氧饱和度三、血氧含量三、血氧含量(oxygen content,CO2)n概念：概念：n指指100ml血液中的血液中的Hb所结合的氧量。所结合的氧量。n正常值：正常值：nCaO2：约：约19ml/dl；nCvO2：约：约14ml/dl；n影响因素：影响因素：n氧分压氧分压n氧容量氧容量四、动四、动-静脉血氧含量差静脉血氧含量差(CaO2-CvO2)n概念：概念：n
4、即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升数。即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升数。n反映组织对氧的消耗量。反映组织对氧的消耗量。n正常值正常值：n5ml/dln影响因素：影响因素：n细胞利用氧的能力细胞利用氧的能力五、血氧饱和度五、血氧饱和度（oxygen saturation,SO2）n概念：概念：nHb的氧饱和度，即的氧饱和度，即Hb结合氧的百分数。结合氧的百分数。nSO2氧含量氧含量/氧容量氧容量100%n正常值：正常值：nSaO2：约：约9597%nSvO2：约：约70 75。n影响因素影响因素：n取决于氧分压的高低取决于氧分压的高低n氧离曲线氧离曲线氧离曲线及其影响因素、氧离曲
5、线及其影响因素、P50概念概念第二节缺氧的类型、原因和机制第二节缺氧的类型、原因和机制 (Classification、Etiology、mechanism)缺氧缺氧供氧不足供氧不足用氧障碍用氧障碍乏氧性缺氧乏氧性缺氧血液性缺氧血液性缺氧循环性缺氧循环性缺氧组织性缺氧组织性缺氧通气、换气功能障碍通气、换气功能障碍肺吸入气中氧分压降低肺吸入气中氧分压降低静脉血分流入动脉静脉血分流入动脉血红蛋白含量减少血红蛋白含量减少血红蛋白结构、功能异常血红蛋白结构、功能异常全身循环功能障碍全身循环功能障碍局部循环功能障碍局部循环功能障碍呼吸酶合成减少呼吸酶合成减少线粒体损伤线粒体损伤 线粒体功能受抑制线粒体功
6、能受抑制n【病例病例5-1】n某男性患者，某男性患者，7777岁，岁，咳嗽，痰多，喘憋加重伴发热咳嗽，痰多，喘憋加重伴发热3 3天入院。患者天入院。患者2020年前开始反复发作咳嗽、咳痰并年前开始反复发作咳嗽、咳痰并有时伴喘憋，上述症状逐年加重。本次于入院前有时伴喘憋，上述症状逐年加重。本次于入院前3 3天受凉后出现发热，畏寒，咳嗽，咳脓痰，喘憋加天受凉后出现发热，畏寒，咳嗽，咳脓痰，喘憋加重并且夜间不能平卧，来院就诊。重并且夜间不能平卧，来院就诊。n体格检查：口唇、指尖部皮肤出现体格检查：口唇、指尖部皮肤出现发绀发绀。体温。体温 38.9 38.9,脉搏脉搏 120120次次/分分，呼吸，呼
7、吸 2828次次/分分。胸廓略呈胸廓略呈桶状，肋间隙增宽，双肺呼吸音粗并可闻大量痰鸣桶状，肋间隙增宽，双肺呼吸音粗并可闻大量痰鸣音，右下肺呼吸音低。音，右下肺呼吸音低。n辅助检查：动脉血气分析结果：辅助检查：动脉血气分析结果：pH 7.14,PaOpH 7.14,PaO2 2 42mmHg,PaCO42mmHg,PaCO2 2 80mmHg 80mmHg。n【思考题思考题】n该患者缺氧原因是什么？属何种类型缺氧？为什么？该患者缺氧原因是什么？属何种类型缺氧？为什么？n该患者为何发生呼吸心跳加快？该患者为何发生呼吸心跳加快？n该患者发绀的机制是什么？该患者发绀的机制是什么？一、低张性缺氧一、低张
8、性缺氧 （Hypoxic Hypoxia）概念：概念：以以PaO2 降低降低为特征的缺氧，即低张性为特征的缺氧，即低张性缺氧（缺氧（hypotonic hypoxia)。又称乏氧性低氧血症（又称乏氧性低氧血症（hypotonic hypoxemia）。）。（一）原因（一）原因(causes)n1.外环境外环境PO2过低过低（单纯性或大气性缺氧）（单纯性或大气性缺氧）由于吸入气氧分压（由于吸入气氧分压（PiO2）低，）低，PAO2和和PaO2随之降低。随之降低。n2.外呼吸功能障碍外呼吸功能障碍（呼吸性缺氧）（呼吸性缺氧）n3.静脉血分流入动脉静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）增多（静脉血掺杂）增多
9、（二）血氧变化特点（二）血氧变化特点(characteristics of blood oxygen)PaO2 血氧容量 血氧含量 动-静脉血氧差 发绀发绀 皮肤粘膜降低降低正常或增加正常或增加降低降低 降低或正常降低或正常动脉血氧饱和度降低降低发绀发绀(cyanosis)：n概念：概念：n毛细血管毛细血管血液中血液中HHb浓度达到或超过浓度达到或超过5g/dl时，时，可使皮肤和粘膜呈青紫色，称为发绀。可使皮肤和粘膜呈青紫色，称为发绀。n缺氧不一定有发绀，发绀不一定有缺氧。缺氧不一定有发绀，发绀不一定有缺氧。n当血红蛋白过多或过少时，发绀与缺氧常不一致。例如当血红蛋白过多或过少时，发绀与缺氧常
10、不一致。例如n重度贫血患者，血红蛋白可降至重度贫血患者，血红蛋白可降至50g/L(5g/dl)50g/L(5g/dl)以下，以下，出现严重缺氧，但不会发生紫绀。出现严重缺氧，但不会发生紫绀。n红细胞增多病患者，血中还原血红蛋白超过红细胞增多病患者，血中还原血红蛋白超过50g/L(5g/dl)50g/L(5g/dl)，出现发绀，但可无缺氧症状。，出现发绀，但可无缺氧症状。n案例案例5-1 患者因患慢性支气管炎、肺气肿，患者因患慢性支气管炎、肺气肿，出现肺通气功能障碍，导致出现肺通气功能障碍，导致PaO2降低降低至至42mmHg;口唇、指尖发绀。口唇、指尖发绀。二、血液性缺氧二、血液性缺氧（Hem
11、ic Hypoxia）n概念：概念：n是指由于血红蛋白的是指由于血红蛋白的数量减少数量减少和和性质改性质改变变，致，致血氧容量降低血氧容量降低，血氧含量减少，血氧含量减少，或或血红蛋白结合的氧不易释出血红蛋白结合的氧不易释出所引起的所引起的缺氧，而导致组织缺氧。缺氧，而导致组织缺氧。（一）原因（一）原因(causes)n1.贫血（贫血（anemia）n单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量减少减少n氧容量降低，氧含量随之减少。氧容量降低，氧含量随之减少。n又称为贫血性缺氧（又称为贫血性缺氧（anemic hypoxia）血氧变化特点血氧变化特点(character
12、istics of blood oxygen)动脉血氧分压动脉血氧分压 血氧容量血氧容量动动-静脉血氧差静脉血氧差 皮肤粘膜皮肤粘膜正常正常降低降低 动脉血氧含量动脉血氧含量动脉氧饱和度动脉氧饱和度降低降低降低降低正常正常贫血性缺氧贫血性缺氧苍白苍白n2.一氧化碳中毒一氧化碳中毒碳氧血红蛋白血症碳氧血红蛋白血症（carboxy hemoglobinemia carboxy hemoglobinemia）n 1）CO与与Hb的亲和力比氧大的亲和力比氧大210倍，倍，使使Hb失去携氧的能力。失去携氧的能力。n 2）CO抑制抑制RBC内糖酵解，使内糖酵解，使2,3-DPG生成减少，氧解离曲线左移。生
13、成减少，氧解离曲线左移。n 3）剩余的）剩余的Hb与氧的亲和力增加，不与氧的亲和力增加，不易释放氧。易释放氧。血氧变化特点血氧变化特点(characteristics of blood oxygen)动脉血氧分压动脉血氧分压 血氧容量血氧容量动动-静脉血氧差静脉血氧差 皮肤粘膜皮肤粘膜正常正常降低降低 动脉血氧含量动脉血氧含量动脉氧饱和度动脉氧饱和度降低或正常降低或正常降低降低正常正常碳氧血红蛋白血症碳氧血红蛋白血症樱桃红色樱桃红色n3.高铁血红蛋白血症高铁血红蛋白血症 （methemoglobinemia）n 亚硝酸盐中毒亚硝酸盐中毒 1）在氧化剂作用下，血红蛋白的二价铁被氧化）在氧化剂作用
14、下，血红蛋白的二价铁被氧化成三价铁，形成高铁血红蛋白，并与羟基牢固成三价铁，形成高铁血红蛋白，并与羟基牢固结合（结合（methemoglobin,HbFe3+OH），从而失去），从而失去携氧能力。携氧能力。2）剩余的二价铁血红蛋白与氧的亲和力增高，）剩余的二价铁血红蛋白与氧的亲和力增高，导致氧离曲线左移，使组织缺氧。导致氧离曲线左移，使组织缺氧。n食用大量含硝酸盐的腌菜后，经肠道细菌将硝食用大量含硝酸盐的腌菜后，经肠道细菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐，吸收后形成高铁血红蛋酸盐还原为亚硝酸盐，吸收后形成高铁血红蛋白血症，当血液中白血症，当血液中HbFe3+OH达到达到15g/L时，皮时，皮肤、粘膜可出
15、现青紫色，称为肤、粘膜可出现青紫色，称为“肠源性发绀肠源性发绀”（enterogenous cyanosis）。）。血氧变化特点血氧变化特点(characteristics of blood oxygen)动脉血氧分压动脉血氧分压 血氧容量血氧容量动动-静脉血氧差静脉血氧差 皮肤粘膜皮肤粘膜正常正常降低降低 动脉血氧含量动脉血氧含量动脉氧饱和度动脉氧饱和度降低降低降低降低正常正常高铁血红蛋白血症高铁血红蛋白血症咖啡色咖啡色4.血红蛋白与氧的亲和力异常增高血红蛋白与氧的亲和力异常增高n输入大量库存血n输入大量碱性液体n血红蛋白病血氧变化特点血氧变化特点(characteristics of bl
16、ood oxygen)动脉血氧分压动脉血氧分压 血氧容量血氧容量动动-静脉血氧差静脉血氧差 皮肤粘膜皮肤粘膜正常正常降低降低 动脉血氧含量动脉血氧含量动脉氧饱和度动脉氧饱和度正常正常正常正常不发绀不发绀正常正常n【案例案例5-2】n某男性患者，因当日清晨某男性患者，因当日清晨4时在蔬菜时在蔬菜温室内为火炉温室内为火炉添煤时，昏倒添煤时，昏倒在温室台阶上，在温室台阶上，4h后被发现后被发现,急诊入急诊入院。患者既往健康。体检：体温院。患者既往健康。体检：体温37.5，呼吸呼吸24次次/min，脉搏，脉搏110次次/min,血压血压100/70mmHg。神志不清，口唇呈樱桃红色神志不清，口唇呈樱桃
17、红色，其他无异常。实验室，其他无异常。实验室检查：检查：PaO295mmHg,HbCO 30%,血浆血浆HCO3-13.5mmol/L。入院后立即吸氧，不久渐醒，给。入院后立即吸氧，不久渐醒，给于纠酸补液等处理后，病情迅速好转。于纠酸补液等处理后，病情迅速好转。n【思考题思考题】n1讨论引起该患者昏倒的原因和机制。讨论引起该患者昏倒的原因和机制。n2该患者属何种类型缺氧？该患者属何种类型缺氧？n3该患者为何会有血浆该患者为何会有血浆HCO3-降低？为什么会有降低？为什么会有呼吸和心率加快？呼吸和心率加快？n【案例案例5-3】n某男性患者，因某男性患者，因头痛、头晕、恶心、呕吐头痛、头晕、恶心、
18、呕吐30min30min入入院。入院前中午烧菜时院。入院前中午烧菜时不慎将白色粉末状物当盐撒不慎将白色粉末状物当盐撒入菜中入菜中，半小时后患者突觉恶心、呕吐。入院查体：，半小时后患者突觉恶心、呕吐。入院查体：体温体温36.836.8，脉搏，脉搏9090次次/min/min，呼吸呼吸2323次次/min/min，血压，血压115/80mmHg115/80mmHg，神志清，神志清，口唇、四肢青紫。口唇、四肢青紫。心脏（心脏（-），呼吸急促，双肺可闻及少许干性啰音，全腹无），呼吸急促，双肺可闻及少许干性啰音，全腹无压痛；实验室检查，血常规：压痛；实验室检查，血常规：Hb 125g/LHb 125g/
19、L，N 0.70N 0.70，L 0.30L 0.30，抽血查高铁血红蛋白定性试验（抽血查高铁血红蛋白定性试验（+），），吸吸氧紫绀无明显改善。给予洗胃，输入维生素氧紫绀无明显改善。给予洗胃，输入维生素C C，亚，亚甲蓝甲蓝60mg60mg、50%GS 40ml50%GS 40ml缓慢静注，约缓慢静注，约30min30min紫绀减紫绀减轻，轻，2h2h后重复应用后重复应用1 1次，紫绀消失，消化道症状明次，紫绀消失，消化道症状明显改善；继续住院观察显改善；继续住院观察2 2天，患者无异常，痊愈出天，患者无异常，痊愈出院。院。n【思考题思考题】n该患者发生何种类型缺氧？机制是什么？该患者发生何种
20、类型缺氧？机制是什么？n为何吸氧紫绀无明显改善？为何吸氧紫绀无明显改善？n案例案例5-21、患者血液中高铁血红蛋白浓度升高，、患者血液中高铁血红蛋白浓度升高，属血液性缺氧。属血液性缺氧。2、患者发绀是高铁血红蛋白的颜色，、患者发绀是高铁血红蛋白的颜色，由于吸氧不能使高铁血红蛋白还原。由于吸氧不能使高铁血红蛋白还原。n案例案例5-31、患者昏倒的原因为、患者昏倒的原因为CO中毒，属血液中毒，属血液性缺氧。性缺氧。PaO2无明显改变。无明显改变。2、患者因缺氧导致代谢性酸中毒，引、患者因缺氧导致代谢性酸中毒，引起血浆起血浆HCO3-降低，并可刺激外周化降低，并可刺激外周化学感受器引起呼吸中枢兴奋，
21、呼吸加学感受器引起呼吸中枢兴奋，呼吸加快。快。三、循环性缺氧三、循环性缺氧（Circulatory Hypoxia）n概念：概念：n由于由于血流速度减慢血流速度减慢或或血流量减血流量减少少，单位时间内供给组织的氧，单位时间内供给组织的氧量减少而引起的缺氧，又称低量减少而引起的缺氧，又称低血流性缺氧（血流性缺氧（hypokinetic hypoxia）。）。（一）原因（一）原因(causes)n1 全身性血液循环障碍全身性血液循环障碍n（1）休克）休克 （2）心力衰）心力衰 竭竭n2 局部性血液循环障碍局部性血液循环障碍n （1）血栓形成）血栓形成 （2）动脉狭窄）动脉狭窄（二）血氧变化特点（二
22、）血氧变化特点(characteristics of blood oxygen)动脉血氧分压动脉血氧分压 血氧容量血氧容量 动动-静脉血氧差静脉血氧差 皮肤粘膜皮肤粘膜正常正常增高增高 动脉血氧含量动脉血氧含量动脉氧饱和度动脉氧饱和度正常正常正常正常正常正常易出现发绀易出现发绀或苍白或苍白 静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量降低降低四、组织性缺氧四、组织性缺氧（Histogenous Anoxia）n概念：概念：n由于由于组织细胞利用氧的能力不组织细胞利用氧的能力不足足而引起的缺氧称为组织性缺而引起的缺氧称为组织性缺氧。氧。（一）原因（一）原因(causes)n1、组
23、织中毒组织中毒n（1）氰化物中毒）氰化物中毒n CN-迅速与氧化型细胞色素氧化酶迅速与氧化型细胞色素氧化酶的的Fe3+结合形成氰化高铁细胞色素氧化结合形成氰化高铁细胞色素氧化酶，使之不能还原为还原型细胞色素氧酶，使之不能还原为还原型细胞色素氧化酶，呼吸链递电子障碍。化酶，呼吸链递电子障碍。n（2）砷化物、甲醇、硫化物等中）砷化物、甲醇、硫化物等中毒毒n 主要抑制细胞色素氧化酶、呼吸链主要抑制细胞色素氧化酶、呼吸链酶复合物等。酶复合物等。NADH琥珀酸FMNFAD胍乙腚胍乙腚巴比妥巴比妥鱼藤酮鱼藤酮CoQcyt bcyt c1cyt ccyt aa3O2抗霉素抗霉素A A苯乙双胍苯乙双胍8-8-
24、氢氢-羟基喹啉羟基喹啉萘醌萘醌氰化物氰化物一氧化碳一氧化碳硫化氢硫化氢叠氮化合物叠氮化合物n2、维生素缺乏、维生素缺乏呼吸酶合成减少呼吸酶合成减少n（1）VitB1丙酮酸脱氢酶系活性丙酮酸脱氢酶系活性n（2）VitB2FMN和和FADn（3）VitPPNAD+和和NADP+n3、线粒体损伤、线粒体损伤 n 内毒素、严重缺氧、钙超载、高压氧内毒素、严重缺氧、钙超载、高压氧 大剂量放射线照射等。大剂量放射线照射等。（二）血氧变化特点（二）血氧变化特点(characteristics of blood oxygen)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
25、红色或玫瑰红色静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量增高各型缺氧的血氧变化和皮肤粘膜改变各型缺氧的血氧变化和皮肤粘膜改变缺氧类型缺氧类型动脉血动脉血氧分压氧分压动脉血动脉血氧饱和度氧饱和度血氧容量血氧容量动脉血动脉血氧含量氧含量动动-静脉静脉血氧差血氧差皮肤粘膜皮肤粘膜乏氧性乏氧性缺氧缺氧N NN N或或发绀发绀血液性血液性缺氧缺氧N NN N苍白苍白咖啡色咖啡色樱桃红色樱桃红色循环性循环性缺氧缺氧N NN NN NN N苍白苍白发绀发绀组织性组织性缺氧缺氧N NN NN NN N红色红色在实际情况中所见的缺氧，往往是混合型。在实际情况中所见的缺氧，往往是混合型。例如例如失血性休克失血性休克，既有血红
26、蛋白减少所致的，既有血红蛋白减少所致的血血液性缺氧液性缺氧，又有有微循环障碍所致的，又有有微循环障碍所致的循环性缺氧循环性缺氧。又如又如心力衰竭心力衰竭，既有循环障碍引起的，既有循环障碍引起的循环性缺氧循环性缺氧，又可继发肺淤血、水肿而引起又可继发肺淤血、水肿而引起呼吸性缺氧呼吸性缺氧。第四节缺氧对机体的影响第四节缺氧对机体的影响(Functional and Metabolic Changes of the(Functional and Metabolic Changes of the Body in Hypoxia)Body in Hypoxia)特点：特点：n缺氧对机体的影响取决于缺氧发
27、生的程度、速缺氧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。度、持续时间和机体的机能代谢状态。n代偿反应：轻、短。代偿反应：轻、短。n机能代谢障碍：重、长，代偿不全机能代谢障碍：重、长，代偿不全n急性缺氧是时由于机体来不及代偿而较易发生急性缺氧是时由于机体来不及代偿而较易发生 代谢和机能障碍。代谢和机能障碍。各种类型的缺氧，既有相似之处，又各具特点各种类型的缺氧，既有相似之处，又各具特点一、呼吸系统一、呼吸系统主动脉体颈动脉体肺通气肺通气肺泡通气量PaO2PAO2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PaO2PaO2特点特点
28、(characteristics)：n肺通气量增加是对肺通气量增加是对急性缺氧最重要的代偿急性缺氧最重要的代偿性反应性反应n肺通气量增加的强弱存在个体差异；肺通气量增加的强弱存在个体差异；n血液性缺氧和组织性缺氧血液性缺氧和组织性缺氧因因PaOPaO2 2不低，故不低，故呼吸一般不增强呼吸一般不增强；n循环性缺氧如累及肺循环，如心力衰竭引循环性缺氧如累及肺循环，如心力衰竭引起肺淤血、水肿时，可使呼吸加快。起肺淤血、水肿时，可使呼吸加快。（二）损伤性变化（二）损伤性变化1.高原肺水肿高原肺水肿 进入高原进入高原4000m以上以上1-4天内，出现头痛、胸闷、咳嗽、发天内，出现头痛、胸闷、咳嗽、发绀
29、、呼吸困难、血性泡沫痰，甚至神绀、呼吸困难、血性泡沫痰，甚至神志不清。机制不明，可能与肺动脉高志不清。机制不明，可能与肺动脉高压有关。压有关。2.中枢性呼吸衰竭中枢性呼吸衰竭 PaO230mmHg时，时，呼吸中枢抑制。表现为呼吸抑制，呼呼吸中枢抑制。表现为呼吸抑制，呼吸节律和频率不规则，肺通气量减少。吸节律和频率不规则，肺通气量减少。二、循环系统二、循环系统(Circulatory System)(Circulatory System)（一）代偿性反应（一）代偿性反应 心输出量增加心输出量增加血流重新分布血流重新分布肺血管收缩肺血管收缩组织毛细血管增生组织毛细血管增生1 1、心输出量增加、心输
30、出量增加(Increase of cardiac output)(Increase of cardiac output)PaO2化学感受器化学感受器呼吸运动呼吸运动肺牵张反射肺牵张反射交感交感N迷走迷走N心血管中枢心血管中枢-受受体体血管扩张血管扩张血压下降血压下降压力感受器压力感受器心率心率心收心收缩性缩性静脉回流量静脉回流量CO蓝斑蓝斑儿儿茶茶酚酚胺胺2 2、血流重新分布、血流重新分布(Blood redistribution in systemic circulation)(Blood redistribution in systemic circulation)缺氧缺氧交感神交感神经兴
31、奋经兴奋血管收缩血管收缩局部组织乳酸、腺苷局部组织乳酸、腺苷等代谢产物堆积等代谢产物堆积血管扩张血管扩张皮肤、腹腔内脏皮肤、腹腔内脏心、脑心、脑（1）器官物质代谢不同）器官物质代谢不同 心、脑组织血管血流主要靠代谢产物心、脑组织血管血流主要靠代谢产物调节。心、脑组织缺氧生成大量乳酸、腺调节。心、脑组织缺氧生成大量乳酸、腺苷、苷、PGI2等扩血管物质。等扩血管物质。（2）器官血管反应性不同）器官血管反应性不同 缺氧引起心、脑血管平滑肌细胞膜缺氧引起心、脑血管平滑肌细胞膜K+外流增多，外流增多，Ca2+内流减少，血管舒张。内流减少，血管舒张。（3）器官血管）器官血管-受体密度不同受体密度不同 皮肤
32、、内脏血管密度高，而心、脑血管皮肤、内脏血管密度高，而心、脑血管密度低。密度低。3 3、肺血管收缩、肺血管收缩(Pulmonary vasoconstriction)(Pulmonary vasoconstriction)主动脉体颈动脉体肺血管收缩肺血管收缩局部血流量肺动脉压肺上部血流通气/血流PaO2缺氧引起肺血管收缩的机制缺氧引起肺血管收缩的机制肥大细胞肥大细胞肺泡巨噬细胞肺泡巨噬细胞血管内皮细胞血管内皮细胞交感神经兴奋交感神经兴奋受体受体缩血管增强缩血管增强AngII、ET、TXA2释释放增加放增加NO、PGI2释放减少释放减少扩血管减弱扩血管减弱抑制抑制Kv通道，通道，钾外流钾外流，E
33、m,Ca2+通道通道开放开放Ca2+内流内流收缩性收缩性4 4、毛细血管增生、毛细血管增生(Capillary proliferation)(Capillary proliferation)尤其是脑、心脏和骨骼肌。缩短弥散距离。尤其是脑、心脏和骨骼肌。缩短弥散距离。缺氧时毛细血管增生的机制缺氧时毛细血管增生的机制:目前还不清楚目前还不清楚n腺苷腺苷n血管内皮生长因子血管内皮生长因子n细胞粘附分子细胞粘附分子（二）循环功能障碍（二）循环功能障碍n肺动脉高压肺动脉高压n心肌的收缩与舒张功能降低心肌的收缩与舒张功能降低n心律失常心律失常n静脉回流减少静脉回流减少1 1、肺动脉高压、肺动脉高压(Pul
34、monary(Pulmonary arterial hypertention)arterial hypertention)长期或慢性缺氧长期或慢性缺氧肺动脉高压肺动脉高压肺心病肺心病 机理：机理：n肺血管收缩反应肺血管收缩反应n血管重塑血管重塑,表现为平滑肌肥大表现为平滑肌肥大,血管血管硬化硬化n红细胞增多，使血液粘度增高红细胞增多，使血液粘度增高2、心肌收缩与舒张功能降低心肌收缩与舒张功能降低(Decrease of myocardial contractility and extensibility)n心肌缺氧可降低心肌的舒缩功能，若伴有肺心肌缺氧可降低心肌的舒缩功能，若伴有肺动脉高压，首
35、先为右心衰，严重可全心衰。动脉高压，首先为右心衰，严重可全心衰。1.缺氧使缺氧使ATP生成生成，心脏能供心脏能供；2.ATP引起细胞膜和肌浆网引起细胞膜和肌浆网Ca2+泵泵，心肌细，心肌细胞内胞内Ca2+；3.慢性缺氧慢性缺氧RBC，血黏滞度血黏滞度，心后负荷，心后负荷4.严重缺氧使心肌收缩蛋白严重缺氧使心肌收缩蛋白破坏。破坏。3 3、心律失常、心律失常(Arrhythmia)(Arrhythmia)n（1 1）心动过缓：严重缺氧经体反射兴）心动过缓：严重缺氧经体反射兴奋迷走神经；奋迷走神经；n（2 2）期前收缩与室颤：缺氧使心肌细）期前收缩与室颤：缺氧使心肌细胞内胞内K K+,Na+,Em,
36、兴奋性和自律性兴奋性和自律性；n（3 3）传导阻滞：）传导阻滞：Em使传导性使传导性。4 4、静脉回流减少、静脉回流减少(Decreased of venous return)(Decreased of venous return)n呼吸中枢的抑制呼吸中枢的抑制使使胸廓运动减弱胸廓运动减弱n代谢产物扩张外周血管代谢产物扩张外周血管n心输出量减少，而引起心输出量减少，而引起循环衰竭循环衰竭。三、血液系统变化三、血液系统变化(Changes of(Changes of hemic system)hemic system)（一）代偿性反应（一）代偿性反应红细胞增多红细胞增多(increase of
37、RBC)(increase of RBC)氧合血红蛋白解离曲线右移氧合血红蛋白解离曲线右移(rightward(rightward shift of oxyhemoglobin dissociation)shift of oxyhemoglobin dissociation)1 1、红细胞增多、红细胞增多n移居到移居到3600m3600m高原的男性居民红细胞计数通常约为高原的男性居民红细胞计数通常约为6 610101212/L(6/L(610106 6/mm/mm3 3),Hb),Hb为为210g/L(21g/dl)210g/L(21g/dl)左右。左右。n当低氧血当低氧血近球小体近球小体近球
38、细胞近球细胞生成并释放生成并释放（EPOEPO），），nEPORBCEPORBC，缺氧缓解，肾脏缺氧缓解，肾脏EPO EPO n红细胞增多可增加血液的氧容量和氧含量红细胞增多可增加血液的氧容量和氧含量2、氧离曲线右移2,3-DPG2,3-DPG增加增加血红蛋白与氧的亲和力降低血红蛋白与氧的亲和力降低有利于血红蛋白将结合的氧向有利于血红蛋白将结合的氧向细胞释放细胞释放缺氧时红细胞缺氧时红细胞2,3-DPG2,3-DPG增多的机制增多的机制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
39、,3-DPGDPGMDPGPDPGP脱氧Hb+2,3DPG-Hb-过度通气pH+DPGP-呼碱（二）损伤性变化（二）损伤性变化1.RBC过度增加可引起血黏滞度增高，心脏后过度增加可引起血黏滞度增高，心脏后负荷加大；负荷加大；2.RBC内内2，3-DPG过度增加将使过度增加将使Hb与氧的结与氧的结合大大降低，反而组织供氧合大大降低，反而组织供氧。四、四、CNS的变化的变化n脑重仅为体重的脑重仅为体重的2左右左右脑血流量约占心输出量之脑血流量约占心输出量之15脑耗氧量约为总耗氧量的脑耗氧量约为总耗氧量的23脑对缺氧十分敏感。脑对缺氧十分敏感。表现与机理表现与机理n急性缺氧：头痛、情绪急性缺氧：头痛
40、、情绪激动、思维力、记忆力、激动、思维力、记忆力、判断力降低或丧失以及判断力降低或丧失以及运动不协调等。运动不协调等。n慢性缺氧：易疲劳、思慢性缺氧：易疲劳、思睡、注意力不集中及精睡、注意力不集中及精神抑郁等神抑郁等n严重缺氧：可导致烦躁严重缺氧：可导致烦躁不安、惊厥、昏迷甚而不安、惊厥、昏迷甚而死亡。死亡。ATP生成不足生成不足酸中毒酸中毒脑血管扩张脑血管扩张神经细胞膜电位降低神经细胞膜电位降低神经递质合成减少神经递质合成减少细胞内钙超载细胞内钙超载溶酶体酶释放溶酶体酶释放细胞水肿细胞水肿间质水肿间质水肿血脑屏障受损血脑屏障受损缺氧引起脑组织的形态学变化缺氧引起脑组织的形态学变化n脑细胞脑细
41、胞变性变性n脑细胞脑细胞坏死坏死n脑细胞脑细胞肿胀肿胀n脑脑水肿水肿（1）血管性脑水肿）血管性脑水肿:缺氧致脑缺氧致脑血管扩张和血管通透性增加，血浆入血管扩张和血管通透性增加，血浆入脑白质；（脑白质；（2）细胞毒性脑水肿：缺）细胞毒性脑水肿：缺氧致氧致ATP生成减少，细胞膜钠泵功能生成减少，细胞膜钠泵功能障碍，细胞内钠水潴留，细胞水肿。障碍，细胞内钠水潴留，细胞水肿。（四、组织和细胞的变化（四、组织和细胞的变化(Cellular changes)（一）代偿性反应（一）代偿性反应n代谢调整代谢调整n组织细胞利用氧的能力增强组织细胞利用氧的能力增强n无氧酵解增强无氧酵解增强n肌红蛋白增加肌红蛋白增
42、加1、代谢调整代谢调整n葡萄糖代谢能力加强，节约用氧葡萄糖代谢能力加强，节约用氧n脂代谢减弱，缺氧后期增强脂代谢减弱，缺氧后期增强2、组织细胞利用氧能力增强、组织细胞利用氧能力增强n细胞内线粒体的数目和膜表面积细胞内线粒体的数目和膜表面积n呼吸链中的酶表达量增加，活性呼吸链中的酶表达量增加，活性增强。增强。3、肌红蛋白增加n肌红蛋白和氧的亲肌红蛋白和氧的亲和力较大和力较大n肌红蛋白的增加可肌红蛋白的增加可能具有储存氧的作能具有储存氧的作用。用。肺通气量及心输出量增加是肺通气量及心输出量增加是急性缺氧时主要的代偿方式，但急性缺氧时主要的代偿方式，但这些代偿活动本身可增加能量和这些代偿活动本身可增
43、加能量和氧的消耗。氧的消耗。RBC增加和组织利用氧的能增加和组织利用氧的能力增强是慢性缺氧时的主要代偿力增强是慢性缺氧时的主要代偿方式，其本身不增加耗氧，是较方式，其本身不增加耗氧，是较为经济的代偿方式。为经济的代偿方式。（二）细胞损伤性变化（二）细胞损伤性变化n细胞膜损伤细胞膜损伤n线粒体损伤线粒体损伤n溶酶体损伤溶酶体损伤1、细胞膜损伤、细胞膜损伤膜通膜通透性透性Na+iNa+-K泵泵ATP消耗消耗Mt呼吸呼吸ATP生生成成细胞水肿细胞水肿ATPiNa+外排外排Na+内内流流严严重重缺缺氧氧K+外流外流K+i酶合成酶合成钙超载钙超载mt钙摄取钙外流2 2、线粒体损伤、线粒体损伤n轻度缺氧或
44、缺氧早期线粒体呼吸功能轻度缺氧或缺氧早期线粒体呼吸功能增强增强n严重缺氧首先影响线粒体外氧的作用，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使神经介质的生成和生物转化过程等降低降低n严重时线粒体可出现肿胀、嵴崩解、严重时线粒体可出现肿胀、嵴崩解、外膜破裂和基质外溢等病变。外膜破裂和基质外溢等病变。n3.溶酶体损伤溶酶体损伤n 酸中毒和钙超载可激活磷酸中毒和钙超载可激活磷脂酶，膜磷脂水解，溶酶体膜脂酶，膜磷脂水解，溶酶体膜通透性增加甚至膜破裂，溶酶通透性增加甚至膜破裂，溶酶释放，细胞自溶、组织破坏。释放，细胞自溶、组织破坏。第四节第四节 氧疗与氧中毒氧疗与氧中毒一、氧疗一
45、、氧疗(oxygen treatment)(oxygen treatment)二、氧中毒二、氧中毒(oxygen toxicity)(oxygen toxicity)一、氧疗一、氧疗吸入氧分压较高的空气或纯氧来治吸入氧分压较高的空气或纯氧来治疗各种缺氧性疾病的方法，称为氧疗。疗各种缺氧性疾病的方法，称为氧疗。常用的临床治疗手段。常用的临床治疗手段。1 1、氧疗的基本原则、氧疗的基本原则1)1)病因治疗：病因治疗：针对缺氧的病因进行治疗。针对缺氧的病因进行治疗。2)2)纠正缺氧纠正缺氧只要只要PaO2低于低于8.0kPa8.0kPa均应及时氧疗。均应及时氧疗。2 2、氧疗的机制、氧疗的机制1)1
46、)提高肺泡气氧分压提高肺泡气氧分压(P(PA AO O2 2)2)2)提高血氧弥散速度提高血氧弥散速度3)3)提高动脉血氧饱和度提高动脉血氧饱和度3 3、氧疗的形式、氧疗的形式1)1)控制性氧疗控制性氧疗(低流量、低浓度持续给氧法低流量、低浓度持续给氧法)2)2)高浓度给氧高浓度给氧3)3)高压氧疗高压氧疗4)4)长期家庭氧疗长期家庭氧疗二、氧中毒二、氧中毒（oxygen intoxicationoxygen intoxication）指不合理过久吸入高浓度或高压氧所造成指不合理过久吸入高浓度或高压氧所造成的组织细胞损害、器官功能障碍甚至神经症的组织细胞损害、器官功能障碍甚至神经症状的病理过程
47、。状的病理过程。1 1、氧中毒时细胞受损的机制：、氧中毒时细胞受损的机制：n超氧阴离子超氧阴离子n过氧化氢过氧化氢n羟自由基羟自由基 2 2、氧中毒的分类、分型、氧中毒的分类、分型分类：分类：1)1)急性氧中毒急性氧中毒2)2)慢性氧中毒慢性氧中毒分型：分型：n肺型氧中毒肺型氧中毒n脑型氧中毒：脑型氧中毒：注意鉴别：注意鉴别：n缺氧性脑病：先昏迷后抽搐缺氧性脑病：先昏迷后抽搐n脑型氧中毒：先抽搐后昏迷脑型氧中毒：先抽搐后昏迷3、氧中毒的防治、氧中毒的防治小结小结 缺氧是在组织水平供氧不足或用氧障碍导缺氧是在组织水平供氧不足或用氧障碍导致细胞氧化代谢障碍的病理过程。反映氧供致细胞氧化代谢障碍的病
48、理过程。反映氧供应与氧利用各个环节状况的血氧指标是分析应与氧利用各个环节状况的血氧指标是分析和掌握缺氧原因与机理的基础。和掌握缺氧原因与机理的基础。氧的摄取、携带、输送和利用过程中任一氧的摄取、携带、输送和利用过程中任一环节障碍都可导致缺氧。据此可将缺氧分为环节障碍都可导致缺氧。据此可将缺氧分为四型：乏氧性缺氧的特征是动脉血氧分压过四型：乏氧性缺氧的特征是动脉血氧分压过低；血液性缺氧则主要由于血氧容量减少；低；血液性缺氧则主要由于血氧容量减少；循环性缺氧是血流量减少导致的供氧不足；循环性缺氧是血流量减少导致的供氧不足；组织性缺氧则为细胞利用氧障碍。循环性和组织性缺氧则为细胞利用氧障碍。循环性和
49、组织性缺氧均突出表现为动组织性缺氧均突出表现为动-静脉氧差的变化，静脉氧差的变化，前者变大而后者变小。前者变大而后者变小。缺氧时机体的呼吸、循环和血液系缺氧时机体的呼吸、循环和血液系统均发生一系列适应代偿性变化以增统均发生一系列适应代偿性变化以增加氧的供应。若缺氧严重而代偿不足加氧的供应。若缺氧严重而代偿不足时则可导致中枢神经、呼吸和循环系时则可导致中枢神经、呼吸和循环系统功能障碍和细胞损害，甚至造成死统功能障碍和细胞损害，甚至造成死亡。亡。小结续小结续复习题复习题 1 1、缺氧可分为几种类型？各型的血氧变化特、缺氧可分为几种类型？各型的血氧变化特点是什么？点是什么？2 2、试述、试述COCO
50、中毒引起缺氧的机制。中毒引起缺氧的机制。3 3、试述肠源性紫绀患者发生缺氧的机制。、试述肠源性紫绀患者发生缺氧的机制。4 4、试述循环性缺氧的常见原因。、试述循环性缺氧的常见原因。5 5、试述氰化物中毒引起缺氧的机制。、试述氰化物中毒引起缺氧的机制。6 6、低张性缺氧时呼吸系统代偿反应的机制及、低张性缺氧时呼吸系统代偿反应的机制及意义是什么？意义是什么？7 7、试述缺氧时循环系统的代偿反应。、试述缺氧时循环系统的代偿反应。8 8、缺氧引起肺血管收缩的机制是什么？、缺氧引起肺血管收缩的机制是什么？9 9、慢性缺氧时红细胞增多的机制是什么？、慢性缺氧时红细胞增多的机制是什么？案例案例某男性患者，某
