hypoxia缺氧病理生理PPT课件

Questions,（1）Howlongwillyouliveifthereisnofood,butplentyofwater?（2）Howlongwillyouliveifthereisnofoodnowater?（3）Howlongwillyouliveifthereisnooxygen?,Oxygenisvitaltolife.,O2,CaO2,Hb,O2,CaO2,供氧过程,利用氧,CvO2,CvO2,Blood,bloodflow,PaO2,肺v.,主a.,肺a.,腔v.,Oxygensupply=CaO2XtissuebloodflowOxygenconsumption=Ca-vO2Xtissuebloodflow,氧的获得和利用,Conceptofhypoxia,Hypoxiareferstoadeficiencyofoxygenineitherthedeliveryortheutilizationatthetissuelevel,whichcanleadtochangesinfunction，metabolismandevenstructureofthebody.指组织供氧减少或用氧障碍，从而引起其代谢、功能以致形态结构发生异常变化的病理过程。,第一节,常用血氧指标及其意义,1.血氧分压(partialpressureofoxygen,PO2),Oxygendissolvedinplasmaformanoxygentension物理溶解的O2产生的张力(氧张力),正常值,吸入气PAO2,外呼吸功能,组织摄氧和用氧的能力,影响因素,指100ml血液中的血红蛋白，在氧分压为150mmHg、二氧化碳分压为40mmHg、温度为38时，所能结合氧的最大毫升数，即100ml血液中血红蛋白（Hb）的最大带氧量。,正常值,1gHb可结合1.34mlO215gHb20mlO2,取决于Hb的质与量Hb的质:与氧结合的能力Hb的量:每100ml血所含Hb的数量,2.Oxygenbindingcapacity,CO2max（氧容量）,3.O2content,CaO2（氧含量）,指100ml血液中实际含有的氧量(ml数)，包括物理溶解的和化学结合的氧量，但因正常时物理溶解的氧量很少(0.3ml/dl)，常可忽略不计。,正常值:,动脉血19ml/dl;静脉血14ml/dl,取决于氧分压与氧容量,4.oxygensaturation,SaO2（氧饱和度）,正常值,动脉血93-98%;静脉血70-75%,取决于氧分压,两者的关系可用氧解离曲线表示,(血氧含量溶解的氧量),血氧容量,SaO2(%),100%,CO2max,氧分压与氧饱和度的关系氧解离曲线,氧饱和度%,氧分压(mmHg),pH2,3DPGCO2T,pH2,3DPGCO2T,P50:反映Hb与氧亲和力的指标。SO2为50%时的PO2。P50增大，Hb与氧的亲和力减小。,P50,表.氧解离曲线的特点,PO2SO2(%)线形意义部位特点上段601009097.4平坦Hb与O2结合肺PO2变化对SO2影响不大中段40607590较陡HbO2释放02安静PO210040组织100ml血液释放O25ml下段15402275陡Hb与O2解离活动增PO2略降SO2强组织供给组织足够的O2,BloodOxygenisimportantindexreflexingsupplyofO2totissueandtissuesconsumptionofO2,PaO2:partialpressureofbloodoxygenCO2max:oxygenbindingcapacityCaO2:oxygencontentSaO2:oxygensaturationD(CaO2-CvO2):thearterio-venousdifference,capacity,第二节缺氧的类型、原因和发病机制（重点）,（一）低张性缺氧(hypotonichypoxia)（二）血液性缺氧(hemichypoxia)（三）循环性缺氧(circulatoryhypoxia)（四）组织性缺氧(histogenoushypoxia),Classificationofhypoxia(缺氧的类型),O2,CaO2,Hb,O2,CaO2,供氧过程,利用氧,低张性缺氧,血液性缺氧,循环性缺氧,组织性缺氧,CvO2,Blood血,肺v.,主a.,腔v.,肺a.,CvO2,PaO2,一、乏氧性缺氧（hypoxichypoxia),概念：以动脉血氧分压（PaO2）降低为基本特征的缺氧称为乏氧性缺氧，又称低张性缺氧（HypotonicHypoxia）。hypotonichypoxiareferstodecreasedPaO2,makingCaO2reducedandcausinganinadequatesupplyofO2totissue.由于动脉血氧分压降低，使氧含量减少，组织供氧不足,Hypoxia=?=hypoxemia,Hypoxemia:PaO260mmHg,1.原因与机制,(1)外环境氧分压过低decreasedPO2ininspiredair:见于登上高山等、通气不良的矿井等,(2)外呼吸功能障碍externalrespiratorydysfunction:见于肺通气功能障碍、肺换气功能障碍,(3)静脉血分流入动脉shuntingofvenousintoarterialblood:见于有右向左分流的心脏病,AltitudeairpressurePairO2PAO2(m)(mmHg)(mmHg)(mmHg)Sealevel76015910510006801409020006001257030005301106250004058545366744080002705630,外环境氧分压过低,left-torightshuntright-to-leftshunt,VentricularseptaldefectVentricularseptaldefectwithpulmonaryarteryconstriction,ventricle,atrium,aorta,3.血氧指标的变化,2组织缺氧的机制,PaO2,毛细血管PO2,PaO2CaO2SaO2CO2maxD(CaO2-CvO2)4.皮肤粘膜:发绀,ConceptofCyanosis(发绀),AveragedeoxygenatedHb(HHb)inthebloodcapillaryisincreasedbymorethan5g/dl(gram/deciliter),whichmaketheskinandmucosasuchaslips,nailbedsappearbluishdiscoloration.毛细血管中的脱氧Hb平均浓度超过5g/dl,皮肤粘膜青紫色,Therelationshipbetweenhypoxiaandcyanosis,1.Cyanosisisanappearanceofhypotonicandcirculatoryhypoxia2.Severeanemiadoesnotappearcyanosis3.Apersonwithpolycythemia(红细胞增多症)orincoldenvironmentmayhavecyanosisthoughhypoxiaisabsentatthistime,二血液性缺氧（hemichypoxia）,概念：由于血红蛋白数量减少或性质改变，以致血液携带氧的能力降低或血红蛋白结合的氧不易释出而引起的缺氧称血液性缺氧（hemichypoxia).hemichypoxiareferstothealteredquantity/quality（theaffinityforO2）ofhemoglobin(Hb),resultingintissuehypoxia.血液性缺氧的特征性血氧变化是血氧容量降低。,1血红蛋白（Hb）是由两对珠蛋白肽链和4个亚铁血红素构成。珠蛋白4条肽链（、链）；亚铁血红素：原卟啉、铁。2特点：（1）正常情况下，99%Hb为还原Hb（HbA），1%为高铁Hb（HbF）。（2）只有Fe2+状态的Hb才能与氧结合，称为氧和血红蛋白。,原因与机制:,ThedecreasedquanityofHb:,ThealteredqualityofHb:,anemia,COpoisoningCO中毒,Methemoglobinemia高铁血红蛋白血症,ThehypoxicmechanismsofCOpoisoning,TheaffinityofHbforCOismuchhigherthanitsAffinityforO2,(Hb与CO的亲和力比O2高210倍)COinducetheHbO2dissociationcurveshiftingtotheleftbecauseCOinhibitglycolysiswithinRBC,whichreducetheproductionof2,3DPG,thereforeimpairedabilitytounloadO2inthetissueCO能抑制红细胞内糖酵解，使2,3DPG减少，氧解离曲线左移.,ThehypoxicmechanismsofMethemoglobinemia,Fe3+不能携氧,Fe2+-O2不能解离,HbFe3+OH,1.HbFe3+OHlosetheabilityofHbcarryingO2becausetheFe3+inHbcombinewithOHtightly.2.HbFe3+OHmaketheHbO2dissociationcurveshifttotheleft,thereforeimpairedtheabilitytounloadO2inthetissue.,高铁血红蛋白血症（Methemoglobinemia,MHb）,HbFe2+,HbFe3+OH,氧化剂,亚硝酸盐,肠源性发绀,高铁血红蛋白血症最常见于亚硝酸盐中毒，如食用大量含硝酸盐的腌菜后，硝酸盐在肠道细菌作用下还原为亚硝酸盐，大量吸收入血后，导致高铁血红蛋白血症。若因进食导致大量血红蛋白氧化而引起的高铁血红蛋白血症，皮肤、粘膜可出现青紫颜色，又称肠源性发绀enterogenouscyanosis。,2组织缺氧的机制,组织缺氧,A-V氧含量差,Hb与O2亲和力增强，O2不易释出！,贫血,PaO2,CaO2,N,氧分压降低快,毛细血管血液和组织细胞氧分压梯度,PaO2CO2maxCaO2SaO2D(CaO2-CvO2),3血氧指标的变化：,4皮肤颜色,贫血苍白,COpoisoningCherrycolor樱桃红色,MethemoglobinemiaCoffeecolor,概念：因组织血流量减少引起的组织供氧不足称为循环性缺氧,又称为低动力性缺氧。circulatoryhypoxia(hypokinetichypoxia)isduetotheinadequatebloodflow,causingthedecreasedO2supplytotissue.特征性的血氧变化是静脉血氧含量降低，动-静脉血氧含量差增大。,三循环性缺氧Circulatoryhypoxia,循环性缺氧还可分为缺血性缺氧和淤血性缺氧。,缺血性缺氧：由于动脉压降低或动脉阻塞造成的组织灌流量不足。淤血性缺氧：静脉压升高使血液回流受阻，毛细血管床淤血造成的组织缺氧。,Causes:,generalized(全身性血液循环障碍)：心力衰竭、休克localized(局部性血液循环障碍)：栓塞、血栓形成、血管病变。,3血氧变化特点,4皮肤颜色,缺血的组织苍白淤血的组织发绀,2组织缺氧机制：单位时间流经组织血量、氧供,动脉血氧指标正常，静脉血氧含量降低，动-静脉血氧含量差增大。,PaO2CaO2SaO2CO2maxD(CaO2-CvO2),四组织性缺氧(histogenoushypoxia),概念：在组织供氧正常的情况下，因细胞不能有效地利用氧而导致的缺氧称为组织性缺氧。histogenoushypoxiaresultsfromtheinabilityofcellstoutilizetheO2beingdeliveredtothecells.,Cyanidepoisoning氰化物中毒,Histointoxiation组织细胞中毒,Mitochondrialinjury线粒体损伤,Disorderedsynthesisofrespiratoryenzyme呼吸酶合成障碍,CN-与线粒体中氧化型细胞色素氧化酶上的铁原子结合，使其不能还原，失去传递电子的功能，呼吸链中断,SeriousdeficiencyofVitB1,PP某些维生素的严重缺乏,1.原因与机制,呼吸链及氧化磷酸化抑制剂作用环节示意图,4.血氧变化的特点,3.皮肤颜色,HbO2鲜红色或玫瑰色,2.缺氧机制：组织用氧障碍,静脉血氧含量增高，动-静脉血氧含量差降低,PaO2CaO2SaO2CO2D(CaO2-CvO2),各型缺氧血氧变化的特点,血液性,N,N,N,N,N,低张性,循环性,N,N,N,N,N,N,N,N,组织性,Itmustbeemphasizedthathypoxiaseeninclinicsisusuallyamixedhypoxia.,失血性休克,bleedingshock,在休克晚期，因严重缺氧、酸中毒和经肠道吸收的内毒素等均可损伤细胞线粒体的功能,第三节缺氧对机体的影响functionalandmetabolicchanges,由于各种类型缺氧所引起的变化既相似，又各具特点.先代偿后障碍低张性缺氧为例说明缺氧对机体的影响。,缺氧对机体的影响取决于缺氧的程度、速度、持续时间和机体的功能状态。Ingeneral,mildandmoderatehypoxiaarecharacterizedbycompensatoryresponses.Inseverehypoxiawithincompletecompensation,themainchangesareorganicdysfunction.Thebodysmainsmaincompensatoryresponseduringacutehypoxiaischaracterizedbyrespiratoryandcirculatorysystem.轻中度缺氧、慢性缺氧、缺氧持续短及机体心肺功能正常可引起机体代偿性反应，反之，机体代偿不全或来不及代偿时易出现代谢功能障碍，甚至死亡,（一）Alterationofrespiratorysystem呼吸系统,compensatoryresponse代偿反应损伤性变化,Themajorcompensatoryresponseduringmildandmoderatehypotonichypoxiaisincreaseinpulmonaryventilationvolume.,呼吸深、快，肺通气量增加，吸入氧增加,PaO260mmHg,颈动脉体主动脉体化学感受器,反射,呼吸深、快,胸廓运动胸腔负压,特点：,急性缺氧有效，伴有PaO2降低者明显,促进静脉回流心排出量,PaO2PaCO2,肺通气量增加,保证重要器官的血液供应,慢性缺氧，外周化学感受器敏感性降低,PaO260mmHg,carotidaorticChemoceptor,+,ReflexlyexciteRespiratorycenter,PAO2PaO2PaCO2,InfavorofincreasinginbloodtransportationofO2,hyperpnea,Alveolarhyperventilation,ThoracicmovementIntrathoracicnegativepressure,Mechanisms,VenousreturnCardiacoutputLungbloodflow,损伤性变化,高原肺水肿：Acutehypotonichypoxiaresultsinhighlandedema.e.g.rapidlyascendingto4000mhighland,acutelungedemamaybeoccurredwithin1-4days.Thepatientsappeardyspnea,coughandcyanosisetc.,机制不清。缺氧引起容量血管收缩，回心血量增加，肺血量急剧增加，肺毛细血管压力升高缺氧血管内皮的损伤使毛细血管的通透性增加肺动脉收缩,中枢性呼吸功能衰竭,PaO2过低30mmHg抑制呼吸中枢：呼吸抑制，呼吸节律和频率不规则，肺通气量减少,PaO230mmHg抑制呼吸中枢中枢性呼吸衰竭,compensatoryresponse代偿反应circulatorydysfunction,（二）Alterationofcirculatorysystem循环系统,compensatoryresponse循环系统的代偿反应,Increasecardiacoutput，心输出量增加Redistributionofbloodflow，血流分布改变Pulmonaryvaso-constriction，肺血管收缩Capillaryhyperplasiadevelopedduringchronichypoxia,毛细血管增生,1）心输出量增加(Increaseofcardiacoutput),缺氧,2.血流重分布Bloodflowredistribution,缺氧,代偿意义：保证缺氧时心、脑的血氧供应。,Ca2+内流,3）肺血管收缩pulmonaryvasoconstriction,缺氧,电压依赖性钾通道介导的细胞内钙升高,4）毛细血管增生(capillaryproliferation):长期缺氧时，细胞生成缺氧诱导因子增多，诱导VEGF等基因高表达，毛细血管增生。,损伤性变化injuredmanifestations,1.肺动脉高压肺源性心脏病右心衰（Pulmonaryarterialhypertension)2.心肌舒缩功能障碍（Decreaseofmyocardialcontractility）3.心律失常（Arrhythmia）4.回心血量减少（Reducedvenousreturn）,慢性肺源性心脏病,compensatoryresponse代偿反应损伤性变化,（三）血液系统的变化hematologicsystem,代偿性反应compensatoryresponse,1.红细胞IncreaseofRBC,骨髓造血RBC,不利：血液粘度增加，增加心脏负担,低氧血流经肾脏刺激肾小管旁间质细胞生成促红细胞生成素,急性缺氧交感神经兴奋肝脾血管收缩,2.氧离曲线右移，红细胞向组织释放氧的能力增强。,主要原因2,3-DPG,氧离曲线右移,氧,缺,不利：肺内的气体交换，若PAO260mmHg，氧离曲线右移使血液通过肺泡时结合的氧减少，失去代偿意义,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,ATP,磷酸果糖激酶（）,ADP,1,6-二磷酸果糖,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油酸,1，3-二磷酸甘油酸,DPGM(),2，3-DPG,DPGP(-),3-磷酸甘油酸,DDPGP(-),2-磷酸甘油酸,丙酮酸,乳酸,（）,（）,1HHb,2缺氧,通气过度,呼碱,pH,(),生成,分解,HbO2,2，3-DPG(2,3-di-phospho-glycericacid)binewithHb,causingthatHbcannotcombinewithO2b.reducethepHwithinRBC,shiftingO2Hbcurvetotheright,Hb-O2dissociationcurve(氧合血红蛋白解离曲线),15,40,60,20,40,60,80,100,2,3-DPGH,CO2温度,2,3-DPGH,CO2温度,PO2mmHg,SO2%,Fig.氧合血红蛋白解离曲线,P50meanstheO2pressurerequiredtosaturate50%oftheHb.(26-28mmHg),Thebrainisextremelysensitivetohypoxia.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。,（四）TheeffectsofhypoxiaonCNS,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！,（五）Changesintissuesandcells,compensator