病理生理学(缺氧).ppt

1、hypoxia,第七章 缺 氧,河南大学医学院 郑红,内 容 提 要,缺氧的原因,分类和血氧变化特点,2,缺氧时机体的功能和代谢变化,3,缺氧治疗的病理生理基础,4,1,缺氧的概念及常用的血氧指标,由于组织氧的供应减少或对氧的利用障碍，而引起组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程称为缺氧（hypoxia）.,缺 氧 的 概 念,氧的获得和利用,外呼吸,内呼吸,气体在血液中的运输,供氧,用氧,乏氧性,血液性,循环性,组织性,供氧,用氧,缺氧,第一节 常用的血氧指标,基 本 血 氧 指 标,血氧分压,血氧容量,血氧含量,概念 正常值 影响因素,1.血氧分压（ partial pressure

2、of oxygen ,PO2）,物理溶解的 O2 产生的张力(氧张力),正常值,内呼吸状态,2.血氧容量（ oxygen binding capacity ,CO2 max）,100 ml血液 的实际携氧量,正常值,动脉血氧含量（CaO2）19ml/dl 静脉血氧含量（CvO2）14ml/dl,取决于 血氧分压与 血氧容量,3.血氧含量（ oxygen content ,CO2）,100 ml 血液Hb的最大携氧量,正常值,20 ml/dl,取决于 Hb 的质与量,4. 血氧饱和度（ oxygen saturation,SO2 ）,正常值,动脉血 SaO2 95-98%; 静脉血 SvO2 7

3、0-75%,主要取决于 血氧分压,*100%,血红蛋白与氧结合的百分数,氧分压与血氧饱和度的关系 氧合Hb解离曲线 (oxygen dissociation curve ,ODC),血 氧 饱 和 度 %,血氧分压 (mmHg),H+ CO2 2,3DPG 温度 ODC右移,衍生血氧指标,P50：反映Hb与O2的亲和力的指标，是指使氧饱和度达到50时的血氧分压。正常成人约为3.59kPa（27mmHg）,动-静脉血氧含量差：即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升，说明组织对氧消耗量。正常约为5mL/dl.,50,第二节 缺氧的原因、分类和血氧变化,肺部摄氧 血液携氧 循环运氧 组织用氧,低动

4、力性缺氧,血液性缺氧,循环性 缺氧,一、乏氧性缺氧（hypoxic hypoxia）,(一)概念： 动脉血氧分压，使动脉血氧含量， 组织供氧不足，又称为低张性缺氧。,吸入气氧分压过低（大气性缺氧） 外呼吸功能障碍 （呼吸性缺氧） 静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）,(二)原因：,不同高度的氧分压（mmHg）,空气 肺泡气 动脉血氧分压 海平面 159 104 100 3000M 110 62 62 6000M 74 40 40,喀麦隆尼欧斯湖 Killer Lake,1986年，温柔的尼欧斯湖露出了其凶悍的面目，在短短几个小时之内吞噬掉了1800条生命，以及无数的牲畜。一位目击者回忆说：“当时我正

5、往下面走，我要去尼欧斯湖。 可到了那里，才发现根本没有人了他们全都死了！”另一人说：“我去了保健中心，可病房里哪还有活人？！”还有人说：“我只能站在死人堆中，因为房前屋后、里里外外都是死人，还有牛、狗全是死的！我简直惊呆了，我数了一下，我们家56人中就死了53个！”,法 洛 氏 四 联 症,低张性缺氧的特点,HHb,HbO2,2.6g/dl,5.0g/dl,毛细血管中脱氧血红蛋白超过5g/dl，皮肤、粘膜呈青紫色。,发 绀(cyanosis),二.血液性缺氧（hemic hypoxia）,(一)概念: 由于血红蛋白数量减少或性质改变，以致血氧含量降低所引起的缺氧。 等张性低氧血症 （isoto

6、nic hypoxemia）,(二)原因,贫血（anemia）各种原因引起的贫血，单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量减少，虽然PaO2和氧饱和度正常，但氧容量降低，氧含量随之减少。 CO中毒 高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia） 血红蛋白与氧的亲和力异常增高：如输入大量库存血，或输入大量碱性液体；某些血红蛋白病。,贫血性缺氧,CO2max , CO2 ,供给组织的氧,Hb,1.贫血 缺氧机制：,CO与Hb的亲和力是O2的210倍，形成HbCO CO与Hb一个血红素结合后，将增加其余3个血红素对氧的亲和力 CO抑制糖酵解，2,3-DPG生成减少，氧离曲线左移,2.一氧化碳中毒(

7、碳氧血红蛋白血症),缺氧机制：, Fe3+与羟基牢固结合，失去携氧能力 剩余的Fe2+与O2亲和力增强，氧离曲线左移,3.高铁血红蛋白血症,缺氧机制：,“肠源性紫绀”,血液性缺氧血氧变化特点,*皮肤、粘膜颜色 ： 乏氧性缺氧 紫绀 高铁血红蛋白血症咖啡色 碳氧血红蛋白血症樱桃红色,严重贫血病人？,红细胞增多症？,三.循环性缺氧 （circulatory hypoxia）,(一)概念： 由于组织血流量减少使组织供氧量减少所引起的缺氧。 低动力性缺氧 （hypokinetic hypoxia).,(二)原因,血液循环障碍 供给组织的血液减少,缺 氧,缺血： 休克,心衰,动脉血栓,动脉粥样硬化 淤血

8、： 右心衰竭，静脉栓塞,原 因,循环性缺氧血氧变化特点,循环障碍未累及肺时,四.组织性缺氧（histogenous hypoxia）,(一)概念： 由组织、细胞利用氧异常所引起的缺氧。 又称为氧利用障碍性缺氧.,(二)原因： 1.组织中毒： 机制： 氰化物（CN-）结合Fe3+氰化高铁细胞色素氧化酶不能传递电子呼吸链中断 2.呼吸酶合成障碍 维生素缺乏 3.线粒体损伤,(三)血氧变化特点：,PaO2 CaO2 SaO2 CO2MAX CaO2CvO2 N N N N,皮肤粘膜 ：红色或玫瑰红色,内毒素血症,肺淤血、水肿,循环障碍,失血 Hb,临床上常为混合性缺氧,失血性休克,缺氧的类型、原因,

9、组织性,第三节 缺氧时机体功能与代谢变化,缺氧对机体的影响,呼吸系统,循环 系统,血液系统,中枢神经系统,组织、细胞,代偿,损伤,一.呼吸系统的变化,(一)代偿反应低氧通气反应，呼吸加深加快,机制,意义： 提高PaO2 增加回心血量,PaO2 (60mmHg),代偿特点：,肺通气 外周感受器 呼吸中枢 肺通气 急性缺氧 + - 增加65% 47日 + 增加5-7倍 长期 - 仅增加15% 2.肺通气改变是低张性缺氧的主要代偿反应。,1.肺通气改变程度与缺氧时间有关；,(二)呼吸系统损伤性变化,高原肺水肿 进入4000m高原后14d内出现 发病率：5.717.7 临床表现：胸闷，咳嗽，发绀，呼吸

10、困难，血性泡沫痰 体征：肺部湿罗音,机制：,肺动脉收缩不均一引起超灌注非炎性漏出； 肺毛细血管壁通透性增加； 肺水肿氧弥散障碍 PaO2.,PaO230mmHg抑制呼吸中枢中枢性呼吸衰竭,二.循环系统的变化,(一)代偿反应 1.心输出量增加 2.肺血管收缩 3.血液重新分布 4.毛细血管增生,机制?,心率加快： 肺通气，刺激牵张感受器 交感N+ 心肌收缩性增强 静脉回流量增加,1.心输出量增加,2.缺氧性肺血管收缩,机制: 抑制血管平滑肌钾通道，致钙内流增加 体液因素：TXA2、ET ,PGI2、NO 交感神经的作用,意义:维持通气和血流比相适应的代偿性保护机制,3.组织毛细血管密度增加,机制

11、: HIF-1增多诱导VEGF等基因高表达,意义:缩短血氧弥散至细胞的距离，增加对细胞的供氧量,意义: 心、脑供血增多 皮肤、内脏、骨骼肌和肾血流减少,4.血流重新分布,缺氧时,交感神经兴奋,血管收缩,血管扩张,局部组织代谢产物,（一）代偿性反应,(二)循环系统的损伤性变化 肺动脉高压 心肌舒缩功能降低 心律失常 回心血量减少,循环系统损伤 （高原性心脏病、肺心病）,缺氧 肺血管收缩 循环阻力 肺A高压 RBC 血液粘滞 右心后负荷 慢性缺氧 肺血管平滑肌肥大、血管硬化 心衰,1.肺动脉高压 （Pulmonary arterial hypertension ),3.心律失常 PaO2 颈A体化

12、学感受器受刺激 迷走N（+）,窦性心动过缓,2.心肌收缩性降低,缺氧 离子分布异常 心律失常,缺氧、酸中毒 静脉血管扩张 血液淤滞 V回流、CO 呼吸中枢（-） 呼吸运动 胸内负压,4.静脉回流下降,三.血液系统,(一)代偿性反应 1.红细胞和血红蛋白增加 2.红细胞向组织释放氧 的能力增强,促红细胞生成素（EPO）增加 提高血氧含量和血氧容量，提高血液携氧能力，增加组织供氧,EPO能促进肌肉中氧增多，增强运动员的耐力 EPO对人体危害极大，长期服用可使人血液黏稠，增加心脏负担，导致血栓，甚至死亡。,1、红细胞和血红蛋白增多, 2,3 DPG含量升高 氧离曲线右移，有利于氧的释放,2、血红蛋白

13、释放氧能力增强,2，3-DPG 机制： （1）缺氧或代偿后伴有呼碱时，HHb增加结合红细胞内的游离2,3-DPG ，使糖酵解增强，2,3-DPG生成增多，分解减少， （2）缺氧过度通气，提高pH, 糖酵解增强,2，3-DPG的作用： 氧离曲线右移，利于向组织释放氧。,(二)血液系统损伤性变化,血粘滞度增加-心衰 缺氧(PO260mmHg )- 2，3-DPG过多-妨碍肺组织Hb与氧结合-氧含量降低,四. 中枢神经系统,急性缺氧：头痛，烦躁，记忆力下降，运动不协调 慢性缺氧：疲劳，嗜睡，注意力不集中，抑郁 严重缺氧：不安，惊厥，昏迷，死亡,机制：,脑水肿，脑细胞损伤； 神经细胞膜电位降低； 神经

14、介质合成减少； ATP生成不足； 酸中毒，细胞损伤,五.组织细胞的变化,(一)代偿性反应,1.利用氧的能力升高 2.无氧酵解增加 3.载氧蛋白增加 4.低代谢状态,（二）损伤性变化,细胞膜、线粒体和溶酶体的损伤,细胞膜的变化,膜电位下降，能量不足,Na,H2O,K,Ca2,细胞肿胀,细胞内代谢障碍,抑制线粒体呼吸功能 激活磷脂酶，促使自由 基生成，膜磷脂降解，细胞损伤加重,严重缺氧，线粒体外用氧障碍 进一步影响线粒体呼吸功能,线粒体的变化,轻度缺氧早期，线粒体功能加强,形态变化：,肿胀，嵴崩解，外膜破碎，基质外溢,溶酶体的变化,缺氧，酸中毒，胞内游离Ca2增加，使磷脂 酶活性增高，溶酶体膜损伤，肿胀，破裂， 溶酶体酶释放，组织溶解，坏死