缺氧生理机制PPT课件

-,1,缺氧hypoxia,-,2,本章要求掌握：缺氧的概念、四型缺氧血氧改变的特点，缺氧对循环系统和血液系统的影响。熟悉：血氧指标，四型缺氧的概念、原因和机理，缺氧时呼吸系统、中枢神经系统和组织、细胞的变化。,-,3,第一节概述一、概念：组织供氧不足或其用氧能力障碍引起细胞机能、代谢甚至形态结构的异常变化。二、氧的摄取、运输和利用,-,4,氧气的获得和利用,氧气的获得和利用,外呼吸,内呼吸,气体在血液中的运输,-,5,（一）外呼吸：通气肺换气,-,6,（二）血液的装载（携带）（三）血液循环运输（四）内呼吸：细胞氧的利用。20%的氧在线粒体外氧化代谢；80%在线粒体内生物氧化（产能）。以上四个环节任何环节发生障碍将导致缺氧。氧的供需状况可通过血氧指标了解。,-,7,三、常用血氧指标：（一）血氧分压(PO2)：正常PaO2为80110mmHg,取决于吸入气氧分压和呼吸功能状态。PvO2是3740mmHg。（二）血氧容量（CO2max）：Hb充分O2合时,100ml血液中的最大装载氧量。正常是20ml/dl，取决于Hb的质(氧合能力)和量。,-,8,（三）血氧含量（CO2）：100ml血液实际带氧量。取决于氧分压和氧容量。CaO219ml/dl；CvO214ml/dl。,-,9,（四）血氧饱和度(SO2)：Hb的氧饱和度。血氧含量溶解的氧量SO2-100%血氧容量SaO29597；SvO275。SO2主要取决于氧分压。,-,10,-,11,第二节缺氧的类型、原因和发病机制,肺部摄氧血液携氧循环运氧组织用氧,低动力性缺氧,血液性缺氧,循环性缺氧,-,12,一、乏氧性缺氧hypotonichypoxia（低张性缺氧）PaO2降低为基本特征的缺氧。（一）原因:1、外环境PO2过低：高原、矿井、麻醉药过度稀释的空气。2、外呼吸功能障碍：肺通气或/和换气功能障碍，如脑病变，肺淤血，慢性肺疾病。,-,13,3、静脉血分流入动脉：紫绀型先天性心脏病。（二）血氧变化特点及缺氧机制1、特点：（1）PaO2，CaO2，SaO2。（2）CO2max正常，有代偿性RBC时其值。（3）CaO2-CvO2。CaO2轻度时，CaO2-CvO2可正常而无明显缺氧。紫绀：低张性低氧血症如Cap内Hb5g/dL时，皮肤、粘膜呈青紫色。,-,14,HHb,HbO2,26g/l,50g/l,毛细血管中脱氧血红蛋白50g/L，使皮肤、粘膜呈青紫色。,发绀(cyanosis),-,15,2、机制：PaO2与细胞内PO2（正常640mmHg）差弥散速度细胞缺O2。,-,16,二、血液性缺氧(hemichypoxia)（等张性缺氧）Hb质或量改变所致血液携带O2能力，或Hb结合O2不易释出引起的缺氧，又称血液性缺氧。,-,17,（一）原因1、Hb，严重贫血。2、一氧化碳中毒（碳氧Hb血症）：（1)CO+Hb亲和力O2+Hb亲和力约210倍，HbCO失去带氧能力,（2）CO与Hb一个血红素结合其余3个与O2结合力。CO抑制酵解(RBC内)2,3-DPG氧离曲线左移Hb+O2亲和力(3)高浓度CO细胞内阻断呼吸链。,-,18,3、高铁Hb血症(methemoglobinHbFe3+OH)氧化剂HbFe2+HbFe3+OH,丧失带氧能力并使氧解离曲线左移。,-,19,（二）血氧变化特点及缺氧机制1、特点：（1）PaO2(-)，SO2(-)。（2）CO2max，CaO2，CaO2-CvO2。2、肤色：贫血苍白色。HbCO血症樱桃红色。HbFe3+血症青石板色（肠源性紫绀enterogenouscyanosis）3、缺氧机制:血液携带氧少,PO2速度快。,-,20,三、循环性缺氧（CirculatoryHypoxia）,血液循环障碍供给组织的血液减少,氧缺,-,21,缺血：休克，心衰、动脉血栓，动脉粥样硬化淤血：右心衰竭，静脉栓塞,（一）原因,-,22,（二）血氧变化特点及缺氧机制1、特点：（1）PaO2，CO2max，CaO2，SO2均正常。（2）CvO2。（3）CaO2-CvO2。2、颜色：淤血性缺氧紫绀。3、缺氧机制：单位时间流经组织血量减少。,-,23,四、组织性缺氧(histogenoushypoxia)组织细胞用氧能力，所致的缺氧。（一）原因：1、组织中毒：CN-，砷化物等中毒。（1）CN-+细胞色素aa3（Cytaa3）-Fe3+Cytaa3-Fe3+-CN-呼吸链中断。（2）砷化物抑制细胞色素氧化酶等,-,24,2、维生素缺乏呼吸酶合成减少：Vit.B1，B2，PP缺乏。3、线粒体受损：细菌毒素、放射损伤、钙超载、过热、吸入高压氧、严重缺氧等抑制或损伤线粒体。（二）血氧变化特点：1、PaO2，CO2max，CaO2，SO2均正常。CvO2，CaO2-CvO2。2、颜色：鲜红或玫瑰红色。,-,25,各型缺氧的血氧变化缺氧类型动脉血氧分压动脉血氧饱和度血氧容量动脉血氧含量动-静脉氧含量差低张性缺氧N或N血液性缺氧NN或N循环性缺氧NNNN组织性缺氧NNNN,-,26,缺氧的类型、原因和发病机制,-,27,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,-,28,第二节机能、代谢变化一、呼吸系统变化（一）代偿性变化1、呼吸深快：肺通气量、换气量。机制：PaO260mmHg外周化感器反射性呼吸深快,肺通气量呼吸面积肺内PO2。2、深快呼吸胸内负压，回心血量，肺血流量，心排出量换气量摄氧量。,-,29,-,30,（二）损伤性变化1、中枢性呼吸衰竭严重缺氧(Pao230mmHg)抑制呼吸中枢肺通气呼吸衰竭。,-,31,高原肺水肿（highaltitudepulmonaryedema,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,肺毛细血管壁通透性增加；肺动脉收缩不均一引起超灌注非炎性漏出；肺水肿氧弥散障碍PaO2；,-,32,二、循环系统变化CO，血流分布改变，肺血管收缩，Cap.增生。（一）心脏代偿性反应：,-,33,1、心输出量增加，严重时下降入高原30天，CO23倍，久居后又逐渐（1）心率：肺通气肺膨胀牵张感受器交感神经兴奋；严重缺氧心率。（2）心缩力：缺氧交感神经兴奋；呼吸深快回心血量；严重时。（3）静脉回流：由于呼吸深快，心缩力所致。,-,34,2、血液分布改变组织产生乳酸、腺苷、PGI2等血管舒张缺氧决定器官交感神经兴奋血管收缩血管的变化（1）急性缺氧交感兴奋占优势皮肤、粘膜、腹腔器官血管交感缩血管占优势血管收缩。心、脑血管，代谢产物血管舒张。（2）意义：有利于保证重要脏器血供。,-,35,3、肺血管收缩（1）肺血管对肺泡及混合静脉血PO2的收缩反应，有利于肺通气/血流比维持具有代偿意义。（2）机制：交感神经兴奋肺血管a-受体。,-,36,体液因素：缺氧肺组织内肥大细胞、巨噬细胞、内皮细胞等释放血管活性物质。a、缩血管物质：组胺、白三烯（leukotriene,LTs）、TXA2(thromboxane)、内皮素（endothelin,ET）、Ang。b、舒血管物质：PGI2(prostacyclin)、NO。结果：ab缩血管的占优势肺血管收缩。,-,37,缺氧对平滑肌直接作用:急性缺氧抑制KvK+外流RP电压依赖性Ca2+通道开放Ca2+内流肺血管收缩。4、Cap.增生:长期缺氧血管内皮生长因子（VEGF因表达Cap.增生（尤其是脑、心、骨骼）Cap.间距细胞供氧。,-,38,（二）损伤性变化1、肺动脉高压心衰,循环系统损伤（高原性心脏病、肺心病）,缺氧肺血管收缩肺循环阻力肺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,-,39,2、心肌舒缩功能障碍机理：缺氧能量供应不足；（1）ATPCa2+转运、分布异常。（2）慢性RBC粘滞度外周阻力。（3）严重时收缩蛋白破坏，心肌挛缩或断裂。,-,40,3、心律失常:（1）窦性心动过缓：PaO2颈A体迷走兴奋。（2）期前收缩、室颤兴奋性心肌细胞内K+,Na+RP自律性传导性缺氧部位RP与邻近较完好部位形成电位差“损伤电流”异位激动起源。,-,41,4、静脉回流(1)严重缺氧中枢抑制呼吸运动减弱。(2)严重缺氧体内乳酸、腺苷大量产生外周血管舒张。,-,42,三、血液的变化（一）RBC：急性缺氧：反射性交感N.兴奋，储血释放。慢性缺氧：肾脏产生、释放促红素.,-,43,（二）氧离曲线右移1、RBC中游离的2,3-DPG增加（1）生成：低张性缺氧HHbRBC内游离的2.3-DPG对磷酸果糖激酶及二磷酸甘油酸变位酶抑制酵解2.3-DPG。（2）分解：低张性缺氧肺通气过度CO2磷酸果糖激酶激活酵解呼出pH抑制2.3-DPG磷酸酶2.3-DPG分解。,-,44,2、2.3-DPG使氧离曲线右移的机制（1）2.3-DPG与Hb结合，稳定Hb空间结构，不易与氧结合。（2）2.3-DPG是不易透出RBC的有机酸RBC内pHHb与氧亲和力。（三）还原Hb增多紫绀血液中还原Hb5g/dL,皮肤,粘膜呈青紫色，CO中毒，严重贫血，Hb释氧障碍无紫绀。,-,45,四、中枢神经系统变化（一）氧代谢情况：脑占体重2%，血流量占心输出量的15%，耗氧占总耗氧量23%。灰质比白质耗氧多5倍。特点：低贮备高供应高消耗,-,46,（二）缺氧：1、急性：头痛、情绪激动、思维力、记忆力、判断力均或丧失，运动不协调。2、慢性：易疲劳、嗜睡、注意力不集中、精神抑郁。3、严重：烦躁不安、惊厥、昏迷甚或死亡。,-,47,（三）机制1、缺氧：Na+K+分布异常RP（1）ATPNa+泵障碍细胞水肿（2）酸中毒脑微血管扩张、透性间质水肿血2、脑充血、水肿颅内压加重脑缺氧,-,48,五、组织、细胞的变化（一）代偿性变化1、细胞用氧能力：（1）细胞内线粒体数和嵴的表面积。（2）呼吸链中的酶如琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶含量。胎儿线粒体的呼吸功能为成年人的3倍。2、糖酵解：缺氧ATPATP/ADP比磷酸果糖激酶活性。,-,49,3、Mb：Mb与O2亲和力大，具有储存O2作用。Hb的SO2为10%。PO2为10mmHg时Mb的SO2为70%。PO2时，Mb可释出大量的O2。4、低代谢状态(1)缺氧离子泵功能细胞低代谢(2)酸中毒机体合成代谢,-,50,总之：急性缺氧时以呼吸系统、循环系统代偿为主。慢性缺氧时主要靠增加组织利用氧和血液运送氧能力为主。,-,51,（三）损伤性变化：细胞膜、线粒体和溶酶体的损伤,-,52,1、细胞膜的损伤：最早发生部位，在ATP降低前，RP就开始。原因：离子泵障碍;膜通透性，流动性;膜受体功能障碍。机制：,-,53,（1）Na+内流：严重缺氧ATPNa+泵能源不足细胞内水肿微血管堵塞缺氧加重。（2）K+外流：细胞内缺K+合成代谢障碍酶合成障碍更影响ATP的生成和离子泵功能。,-,54,（3）Ca2+内流：原因：a、严重缺O2膜对Ca2+透性。b、ATPCa2+外运、肌浆网摄取。损伤：a、抑制线粒体的呼吸功能。b、激活磷脂酶膜磷脂分解溶酶体膜受损水解酶释出黄嘌呤脱氢酶黄嘌呤氧化酶自由基生成。,-,55,2、线粒体损伤：8090%线粒体内氧化磷酸化细胞内氧1020%线粒体外生物合成。（1）轻度或早期：呼吸功能。,-,56,（2）