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缺氧,Chapter Five,(hypoxia),青藏高原: 230万km2，平均4500m,Contents,（掌握）,（掌握、理解）,（了解）,（了解）,（掌握）,（缺氧对机体的影响）,（影响机体缺氧耐受性的因素）,（缺氧治疗的病理生理基础）,（缺氧的原因、机制和分类）,（缺氧概述）,General introduction,Section ,（第一节 概述（含概念）,O2,一、Concept or definition of hypoxia,（缺氧的概念）,A reduction in tissue oxygen supply or utilization. It leads to changes in function, metabolism and structure of cells and tissues of body.,hypoxiaanoxiahypoxemia,Hypoxia:,缺氧涉及多个医学领域!,组织供氧量,动脉血氧含量组织血流量,（动脉血氧含量-静脉血氧含量）组织血流量,组织耗氧量,1.Partial pressure of oxygen in blood,二、Parameters of blood oxygen,（常用血氧指标),(血氧分压,PaO2),血氧分压 Hb（质和量）,2. Oxygen content in blood,(血氧含量,CO2),Hb + O2HbO2,Hb + O2HbO2,温度：38 PO2 150mmHg PCO2 40mmHg,20ml/dl （15g/dl1.34）,Hb（质和量）,决定因素,正常值,3. Oxygen binding capacity in blood,(血氧容量,CO2max),4. Oxygen saturation of Hb in blood,(血氧饱和度,SO2),Hb + O2HbO2,Dissociation curve of HbO2,CO2,CO2,常用血氧指标,血氧分压,血氧容量,血氧含量,血氧饱和度,P50,Etiology and mechanism and classification,Section ,（第二节 缺氧的原因、机制和分类）,乏氧性缺氧,血液性缺氧,循环性缺氧,组织性缺氧,O2,Etiology and classification,ATP,（外呼吸）,（血液）,（循环）,（组织细胞）,(Hypoxic hypoxia),(Hemic hypoxia),(Circulatory hypoxia),(Histogenous hypoxia),一、Hypoxic hypoxia,低张性缺氧,低张性低氧血症,(hypotonic hypoxia),(hypotonic hypoxemia),PaO2 ,（乏氧性缺氧）,(1) Decreased pO2 of inspired air,(2) External respiratory dysfunction,(3) Venous-to-arterial shunts,法洛氏四联症,1.Causes and mechanism,(原因和机制),(吸入气氧分压),（外呼吸障碍）,（静脉血入动脉）,PaO2,CO2max,CaO2,正常,Ca-vO2,SaO2,2.Characteristics of change in blood oxygen,(血氧变化特点),Hb + O2HbO2,发绀（紫绀）,当毛细血管中还原血红蛋白的量超过5g/dl时，皮肤、黏膜呈青紫色。,（cyanosis）,发绀缺氧？,二、Hemic hypoxia,等张性缺氧,(isotonic hypoxia),PaO2,SaO2,正常,等张性低氧血症,(isotonic hypoxemia),（血液性缺氧）,Hb,樱桃红,1.Causes and mechanism,(原因和机制),(1) Anemia,(贫血),(2) Carbon monoxide poisoning,(CO中毒),(3) Methemoglobin,(高铁Hb),咖啡色、青石板色,CO毒性：,Hb-Fe+3-OH毒性,PaO2,CO2max,正常,CaO2,Ca-vO2,SaO2,正常,2.Characteristics of change in blood oxygen,(血氧变化特点),三、Circulatory hypoxia,低动力性缺氧,(hypokinetic hypoxia),（循环性缺氧）,动脉 静脉,炎症、栓塞、血栓、硬化、压迫,休克 心衰,1.Causes and mechanism,(原因和机制),(1) Local circulatory disorder,(局部循环障碍),(2) Generalized circulatory disorder,(全身循环障碍),PaO2,CO2max,CaO2,Ca-vO2,SaO2,正常,正常,正常,正常,CvO2,可有发绀,2.Characteristics of change in blood oxygen,(血氧变化特点),四、Histogenous hypoxia,用氧障碍性缺氧,(dysoxidative hypoxia),（氧化）,组织中毒性缺氧,(histotoxic hypoxia),（组织性缺氧）,毒素、钙超载、射线、高压氧,维生素B1、B2、PP,1.Causes and mechanism,(原因和机制),(1) Mitochondria injury,(线粒体损伤),(2) Vitamin deficiency,(维生素缺乏),(组织中毒),(3) Histogenous poisoning,氰化物中毒机制,细胞色素aa3-Fe3+,（氧化型）,细胞色素aa3-Fe2+,（还原型）,PaO2,CO2max,CaO2,Ca-vO2,SaO2,正常,正常,正常,正常,CvO2,2.Characteristics of change in blood oxygen,(血氧变化特点),CO2max,PaO2,CaO2,SaO2,Ca-vO2,低张性,血液性,循环性,组织性,小节,（第三节 缺氧对机体的影响）,Effects of hypoxia on the body,Section ,缺氧,轻度缺氧,慢性缺氧,重度缺氧,急性缺氧,各型缺氧影响不尽相同（以乏氧性缺氧为例）,（功能和代谢）,缺氧,信号感知,信号转导,基因表达改变,细胞代谢改变,器官功能改变,（分子水平）,（细胞水平）,（器官水平）,信号感知与传递,缺氧效应,PaO2,外周化学感受器,呼吸中枢,窦神经 迷走神经,代偿意义：,肺泡通气量和肺泡PO2 PaO2 胸腔负压静脉回硫回心血量心输出量肺血流量氧摄取、运输,pH,CO2,一、Alterations on organs and systems during hypoxia,Respiratory system,1.Compensatory response,高原通气改变的时间过程：,早期：快速,随后：,（呼吸性碱中毒）,2-3日后：,（脑脊液HCO3-入血，pH恢复，消除抑制）,长期缺氧： ,（外周感受器敏感性）,血液性缺氧和组织性缺氧呼吸代偿不明显！,(1)High altitude pulmonary edema,快速、3000m以上高原、数天内,条件,表现,机制,呼吸困难、紫绀、咳嗽、粉红色泡沫痰、肺部有罗音等,肺动脉压 肺血流量 肺动脉收缩不均一 炎性反应通透性,2.Injurious response,严重缺氧（PaO230mmHg）呼吸中枢抑制,(高原肺水肿),(2)Central respiratory failure,(中枢性呼吸衰竭),周期性呼吸(浅慢呼吸/浅慢-深快交替) 潮式呼吸(陈-施氏呼吸) 间停呼吸(Biots呼吸),Compensatory response,Injurious response,心输出量,肺血管收缩,血流重分布,毛细血管增生,肺动脉高压,心衰,心律失常,回心血量,4.,提高组织供氧,通气/血流比例,（缺氧性肺血管收缩）, 缺氧KvK+外流 Ca2+内流 交感神经兴奋肺血管受体 缩血管物质（TXA2、LTS、ET、NO等）释放,心、脑供血,心、脑血管受体密度 心、脑血管Ca2+内流（KCa、KATP开放） 心、脑释放扩血管物质,缩短氧弥散距离,慢性缺氧： HIF-1VEGF表达,1.Compensatory response,Circulatory system,(1)Cardiac output,(2)Pulmonary vasoconstriction,(3) Blood redistribution,(血流重分布),(4) Capillary,(组织毛细血管密度),肺通气肺牵张反射交感神经兴奋心率 交感神经兴奋心肌收缩力 静脉回流,肺心病右心衰全心衰,收缩（同前） 重塑（慢性缺氧肺血管壁）,2.Injurious response,(1)Pulmonary hypertension,(缺氧性肺动脉高压),(2)Heart failure,(3)Arrhythmia,(心律失常),(4)Blood returned to heart,（回心血量）？,促红细胞生成素（erythopoietin,EPO）,HIF-1-EPO3端增强子,EPO,促进红系分化、增殖、成熟 促进网织和成熟红细胞释放 促进Hb合成,1.Compensatory response,Hemic system,(1)RBC and Hb,缺氧2,3-DPGHb与O2亲和力氧释放,PaO280mmHg有代偿意义,（1）生成 缺氧糖酵解生成 脱氧Hb游离的2,3-DPG磷酸果糖激酶、二磷酸 甘油酸变位酶生成 pH（呼碱、脱氧Hb偏碱）磷酸果糖激酶生成 （2）分解： pH 2,3-DPG磷酸酶,还原Hb中央空穴大，易与2,3-DPG结合，稳定其构型,(2)Oxygen dissociation curve shift to right,(氧离曲线右移),血液黏度循环阻力,2.Injurious response,轻度或早期：血流重分布保证脑组织血供； 严重缺氧：障碍记忆、思维、判断、情绪、意识,ATP 脑水肿,Central nerve system,线粒体、氧化酶,骨骼肌、心肌,贮氧,节能,1.Compensatory response,二、Alterations on cells and tissues,(1)cellular capability for use O2,(细胞利用氧能力),(2) Anaerobic glycolysis,(糖酵解),(3) Myoglobin,(肌红蛋白),(4) Low metabolic states,(低代谢状态),通透性、流动性；受体、离子泵障碍,Na+、K+ 、Ca2+,2.Injurious response,(1) Cell membrane injury,(细胞膜损伤),(2) Mitochondria injury,(线粒体损伤),(溶酶体损伤),(3) Lysosome injury,三、Molecular basis on alterations during hypoxia,细胞O2,信号转导,基因表达,(缺氧对机体影响的分子基础),细胞感知,（缺氧相关基因）,Hypoxia-inducible factors,HIF-1,Hypoxia-inducible genes,Factors affecting hypoxia-enduring,Section ,（第四节 影响机体缺氧耐受性的因素）,一、Metabolic oxygen consumption rate,二、Compensatory capability of the body,(机体的代偿能力),(代谢氧耗率),pathophysiological basis of Prevention and treatment against hypoxia,Section ,（第五节 缺氧治疗的病理生理基础）,对乏氧性效果好,高压氧治疗,Oxygen intoxication,一、Eliminating causes,二、Oxygen treatment,(吸氧治疗),(对因治疗),(氧中毒),小结,1人类为什么需要氧？ 2为什么说缺氧是病理过程？缺氧涉及人医学哪些领域？涉及到临床哪些个疾病？ 3缺氧和发绀是什么关系？ 4实验设计：根据缺氧的原因和分类，设计复制出几种不同类型缺氧的动物模型。,思考题,临床病例,男，58岁，患慢性阻塞性肺疾病10余年，近1周咳喘加重，发绀明显，烦躁，血气分析：pH7.39，PaO2 40mmHg，PaCO270mmHg。,问题：,该患者属于哪种类型缺氧？除PaO2外其它血氧指标会有何改变？,病例一：,分析：,该患者属于乏氧性缺氧（低张性缺氧）,由于慢性阻塞性肺病引起的肺部炎症改变，导致肺的通气/换气功能障碍（外呼吸障碍），出现呼吸衰竭（缺氧+CO2潴留）。,血氧指标改变：,动脉血氧分压,动脉血氧含量,动脉血氧饱和度,动-静脉血氧含量差,动脉血氧容量 正常,病例二：,男，30岁。因误服含氰化物的电镀液约12口，服后约数分钟出现神志不清，全身发抖，