第五章-缺氧 (1)

1,缺 氧,hypoxia,2,本章学习要求,掌握缺氧，低张性、血液性、循环性、组织性缺氧概念。掌握常用的血氧指标正常值及变化意义。掌握四种缺氧的原因和机制，血氧特点与组织缺氧机制。熟悉缺氧时机体机能代谢的变化。了解影响机体对缺氧耐受性的因素。,3,缺氧的概念,由于供氧减少或利用氧障碍所引起的组织代谢、功能和形态结构发生异常变化的一种病理过程。,氧气的运输与利用,包括外呼吸、气体的运输内呼吸三个环节,血液循环,4,5,乏氧性,血液性,循环性,组织性,供氧,用氧,缺氧,6,概 述(3),第一节常用的血氧指标,1.氧分压（PO2）,2.氧容量（CO2 max）,3.氧含量（CO2 ）,4.氧饱和度（ SO2 ）,7,1.血氧分压(Partial Pressure of Oxygen, PO2),定义：溶解于血液中的氧所产生的张力。,内呼吸状态,8,影响因素：,Hb的质和量,定义：100 ml血液中Hb被氧充分饱和时的最大带氧量。 1.34ml/gx15g/dl=20ml/dl,2.血氧容量(Oxygen Capacity),体外标准条件（ PO2为150 mmHg、二氧化碳分压为40 mmHg，温度为380C）下测定,9,定义：体内100ml血液的实际带氧量。 A: 19ml/dl V:14ml/dl,3.血氧含量(Oxygen Content),10,概 述(3),4. 氧饱和度（ SO2 ）,正常值,动脉血 95%; 静脉血 75%,取决于 氧分压,11,动静脉血氧差,19ml/dl,14ml/dl,5ml/dl,A,V,定义：动脉血氧含量 - 静脉血氧含量，反映组织对氧的摄取和利用能力.,12,氧分压与氧饱和度的关系 氧离曲线,氧饱和度%,氧分压 (mmHg),pH2,3DPG温度PCO2 ,13,第二节缺氧的类型、原因和发病机制,Air,Gas transport+Hb circulation,Tissue cells,External respiration,缺氧的类型,14,. 低张性缺氧hypotonic hypoxia,缺氧,乏氧性缺氧,1. 原因与机制,(1)吸入气氧分压过低,(2)外呼吸功能障碍,(3)静脉血分流入动脉,特征,举例法国科学家载人气球探险故事,15,海拔高度 大气压 大气PO2 肺泡内PO2 (m) (mmHg) (mmHg) (mmHg)海平面 760 159 1051000 680 140 902000 600 125 703000 530 110 625000 405 85 45 366 74 408000 270 56 30,16,17,18,19,缺氧,2. 血氧变化的特点,组织缺氧的机制,20,发绀 (cyanosis) 毛细血管中脱氧血红蛋白5 g/dl，使皮肤、粘膜呈青紫色.,21,HbO2,HHb,2.6g/dl,正常,发绀 (cyanosis),22,血氧变化 特点:,23,. 血液性缺氧hemic hypoxia,isotonic hypoxemia,1. 原因与机制,(1)Hb量 贫血,(2)Hb质改变-CO中毒、亚硝酸盐中毒等,CO 中毒,Hb+CO,碳氧Hb 亲和力 Hb-O2,PaO2正常,特征,24,25,碳氧血红蛋白血症,CO与Hb的亲和力是O2的210倍，形成HbCOCO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,26,缺氧,1. 原因与机制,高铁Hb 血症,HbFe2+,HbFe3+OH,氧化剂,亚硝酸盐,肠源性紫绀,27,Fe3+不能携氧,Fe2+-HbO2不能解离,高铁血红蛋白血症,HbFe3+OH,28, 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,高铁血红蛋白血症,29,30,31,32,2. 血氧变化的特点,组织缺氧的机制,缺氧,组织获得的氧量取决于：毛细血管中平均氧分压与组织细胞氧分压差,贫血：,毛细血管中氧分压降低较快，氧向组织弥散速度减慢，导致组织缺氧，动静脉血氧含量差减小,Hb与O2亲和力增强的血液性缺氧，O2不易释出！,33,2. 血氧变化的特点,皮肤颜色,贫血 苍白,Hb-CO 樱桃红,HbFe+3-OH 咖啡色,34,血液性缺氧的特点,*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？,35,血氧变化 特点:,36,. 循环性缺氧circulatory hypoxia,缺氧,1. 原因与机制,(1) 全身性血循环障碍:休克、心力衰竭等。(2) 局部性血循环障碍：栓塞、血栓形成、血管病变。,2. 组织缺氧机制：单位时间流经组织血量，氧供,血氧特点,皮肤颜色,发绀,3.皮肤颜色及血氧变化,特征,37,缺血: ischemic hypoxia,淤血: stagnant hypoxia,38,循环性缺氧的特点,39,血氧变化 特点:,40,. 组织性缺氧histogenous hypoxia,缺氧,特征,1. 原因与机制,(1) 组织中毒:,(2) 细胞线粒体损伤:,(3) 呼吸酶合成: vitaminB1 B2 PP 缺乏,41,3. 血氧变化的特点,血氧特点,皮肤颜色,HbO2玫瑰色,2.缺氧机制：组织用氧障碍,42,组织性缺氧的特点,由于氧合Hb含量高，皮肤粘膜呈鲜红或玫瑰红,43,（三）血氧变化 特点:,44,临床上常为混合性缺氧,失血性休克,45,第四节缺氧对机体的影响,一.呼吸系统的变化,意义： 增加PaO2 增加回心血量,（一）代偿性反应,举例：高原训练,46,（二）损伤性变化,高原肺水肿（high altitude pulmonary edema, HAPE）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，呼吸困难，血性泡沫痰体征：肺部湿罗音,发病机制,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；,47,PaO230mmHg抑制呼吸中枢中枢性呼吸衰竭,2.中枢性呼吸衰竭,48,二.循环系统的变化,（一）代偿性反应,1.心输出量增加,2. 肺血管收缩,3.血流重分布,4.组织毛细血管密度增加,49,心率加快： 肺通气，刺激牵张感受器 交感N+ 心肌收缩性增强：儿茶酚胺的正性肌力作用回心血量增加，心输出量增加,1. 心输出量增加,50,2. 肺血管收缩,缺氧通过Kv介导的细胞内钙升高抑制KvK外流减少膜电位降低膜去极化电压依赖性钙通道Ca2+ 内流肺血管收缩体液因素：TXA2、ET PGI2、NO 交感神经的作用：受体的密度高,51,3. 血流重新分布,乳酸、腺苷、PGI2等使心、脑血管扩张交感兴奋儿茶酚胺反应性不同皮肤、骨骼肌、内脏血管收缩；缺氧引起心脑平滑肌细胞Kca和KATP开放皮肤钾外流增加细胞膜超极化Ca2+内流减少血管扩张,4. 组织毛细血管增生,Hypoxia inducible factor-1诱导促血管增生gene表达,52,（二）损伤性变化,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 ),53,（二）损伤性变化,（2）心肌收缩性降低（Decrease of myocardial contractility ） 缺氧、酸中毒 心肌结构损伤 心肌收缩性 心衰 ATP 心肌兴奋-收缩偶联障碍,（3）心律失常（Arrhythmia） PaO2 颈A体化学感受器受刺激 迷走N（+）,窦性心动过缓,54,（4）静脉回流下降（ Decreased venous return） 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,（二）损伤性变化,55,1、红细胞和血红蛋白增多促红细胞生成素（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能促进肌肉中氧气生成，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。,（一）代偿性反应,三、血液系统的变化,56,葡萄糖,3-P-甘油醛,1,3-P-甘油酸,3-P-甘油酸,2-P-甘油酸,乳酸,（）,2,3-DPG,磷酸果糖激酶抑制减弱,二磷酸甘油酸变位酶抑制减弱,DPG磷酸酶抑制,DPG磷酸酶抑制,（）,磷酸果糖激酶活性增强,2.氧离曲线右移,57,机能代谢改变(3),血液系统,2.氧离曲线右移,原因 2,3-DPG,缺氧,58,机能代谢改变(3),血液系统,2.氧离曲线右移,Bohr效应：,HbO2+H+CO2 Hb +O2,H+,CO2,组织,肺,机制：,59,1,1,2,2,HbO2,1,1,2,2,HHb,2,3-DPG不能结合,2,3-DPG结合部位,2,3-DPG结合于HHb中央空穴,60,（二）损伤性变化,血液粘滞度增高外周阻力增大心脏后负荷增高,61,中枢神经系统,CNS耗氧量大，对缺氧不耐受，尤以灰质更敏感。,缺氧对CNS的作用基本上表现为损伤。,急性：头痛、激动、记忆力下降等；,慢性：疲劳、嗜睡、注意力不集中等；,严重：烦躁、惊厥、昏迷、脑水肿、死亡。,缺氧对CNS的损伤机制较复杂！,62,机能代谢改变(4),组织细胞变化,代偿性反应,（1）线粒体密度组织利用氧的能力 尽可能利用多一点氧。,（2）无氧酵解 尽可能产生多一点ATP。,（3）肌红蛋白与氧的亲和力增加。 尽可能储备多一点氧。,（4）低代谢状态,缺氧使细胞合成和耗能过程减弱,63,细胞对缺氧反应的机制,缺氧 活性氧、NAD（P）H/NAD（P）、GSH/GSSG HIF-1等转录因子被激活 使与缺氧反应有关的基因表达增强 EPO、VEGF、NOS、GSH、糖酵解酶等合成 影响细胞的代谢功能，引起细胞的缺氧反应,机能代谢改变(4),64,机能代谢改变(4),组织细胞,严重 细胞损伤,（1）细胞膜,65,机能代谢改变(4),组织细胞,缺氧严重 细胞损伤,（2）线粒体呼吸功能,（3）溶酶体破裂,（1）细胞膜,66,第四节 缺氧治疗的病理生理基础,吸氧对低张性缺氧最有效提高血液性缺氧和循环性缺氧患者血液物理溶解的氧组织性缺氧治疗关键是解除呼吸链酶的抑制,67,影响机体对缺氧耐受性的因素,代谢耗氧率机体的代偿能力,氧疗与氧中毒,1.氧疗 对低张性缺氧效果最好,2.氧中毒 取决于氧分压,68,小 结,缺氧：由供氧减少或利用氧障碍引起的组织细胞代谢、 功能和形态结构异常变化的病理过程。 常用的血氧指标： PaO2：血氧分压，物理溶解的氧所产生的张力， 正常值13.3KPa，影响因素为外呼吸及吸入气氧分压。 CO2max：血氧容量，100ml血液所能携带的最大氧量， 正常值20ml%，影响因素为血红蛋白质和量。 CO2: 血氧含量，100ml血液实际携带的氧量，CaO219ml%, CvO2 V:14ml%, 影响因素为血氧分压与血氧容量 SO2: 血氧含量与血氧容量之比，正常SaO2 95% SvO270%,69,缺氧分类：低张性、血液性、循环性、组织性缺氧低张性缺氧 病因：吸入气PO2低、外呼吸障碍、右向左分流先心病 血氧指标特征： PaO2降低及其所致CaO2降低； 发绀：Cap中HHb 5g%，皮肤粘膜呈紫绀色（HHb） 缺氧机制：由氧分压低致氧向组织弥散速度慢血液性缺氧 病因：贫血、CO中毒、亚硝酸盐中毒 血氧指标特征： CaO2max氧容量降低, PaO2正常 CO中毒樱桃红色(HbCO),肠源性紫绀青石板色(高铁Hb) 缺氧机制： COHb及高铁Hb携氧障碍及释放氧障碍,70,循环性缺氧 病因：组织缺血或淤血。 血氧指标特征：动静脉血氧含量差增大 ； 缺氧机制：血流减少致向组织供氧减少组织性缺氧 病因：氰化物中毒、有机磷中毒等 血氧指标特征：动静脉血氧含量差减小 ： 氰化物中毒呈玫瑰红色(HbO2多) 缺氧机制：组织细胞内呼吸障碍不能利用氧,71,缺氧时机体的变化呼吸系统 代偿性通气增加 损伤*高原肺水肿：肺A收缩、肺泡膜通透性及回心血量增加 *中枢性呼吸衰竭：血氧分压过低所致循环系