病理生理学—缺氧

1、病理生理学缺氧喀麦隆尼欧斯湖前后对比Lake Nyos Killer Laker On 1986, a limnic eruption occurred at Lake Nyos which triggered the sudden release of about 100,000 - 300,000 tonnes8 (some other sources state as much as 1.6 million tons)9 of CO2; this cloud rose at nearly 100 kilometres per hour (62mph).4 The gas spilled

2、over the northern lip of the lake into a valley running roughly east-west from Cha to Subum, and then rushed down two valleys branching off it to the north, displacing all the air and suffocating some 1,700people within 25 kilometres (16mi) of the lake, mostly rural villagers, as well as 3,500 lives

3、tock. 二氧化碳大喷发 本 章 主 要 内 容缺氧的原因，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常 用 的 血 氧 指 标1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O2O2O2O2O2O2+H+H+H+H+HH+O2O2O2Krebs Cyclee-e-e-e-H+H+ H+H+Cyt Ce-e-H+H+O2H+H+H2OADPATPCyt Ce-O2 QH+H+NADHNAD+H+H+ H+ H+H+H+Cyt C H+e-e-e-INOUTPeter S. Rabinwitch after Mandavilli et al, Mu

4、tation Research 509 (2002) 127151Mitochondrial Electron Transport Chain2OH-OH-一、概念外呼吸血液循环组织吸入气肺通气肺换气红细胞Hb心脏血管线粒体供用结构功能代谢O2ATP乏氧性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧缺 氧 的 概 念 由于组织氧的供应减少或对氧的利用障碍，而引起细胞代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程称为缺氧（hypoxia） 氧的获得和利用是个复杂的过程。 临床上常用血氧指标反映组织的供氧和耗氧量的变化。第一节 常用的血氧指标基 本 血 氧 指 标血氧分压血氧饱和度血氧容量血氧含量概念 正常值 影响

5、因素氧 离 曲 线氧 离 曲 线衍生血氧指标P50：为反映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P50约为（27mmHg）。动静脉血氧差 ：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。50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 等张性缺氧 Text低动力性缺氧 低张性缺氧 乏氧性缺氧血液性缺氧循环性缺氧用障碍性缺氧 组织性缺氧一、乏氧性缺氧（Hypoxic hypoxia） 乏氧性缺氧是指由于肺泡氧分压降低，或静脉血分流入动脉，血液从肺摄取的氧减少，以致动脉血氧含量减少，PaO2降低。吸入气氧分压过低（大气性缺

6、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）原 因法 洛 氏 四 联 症低张性缺氧的特点缺氧类型 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差乏氧性缺氧NN 或HHbHbO226g/l50g/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)二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia）血红蛋白含量减少或性质发生改变血液携带的氧减少，血氧含量降低，血红蛋白结合的氧不易释出缺 氧原 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

7、 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。碳氧血红蛋白血症HbCOO2O2O2CO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，

8、 或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。 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。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差血液性缺氧N N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

9、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）血液循环障碍供给组织的血液减少缺 氧 动脉狭窄或阻塞,致动脉血灌流不足静脉血回流受阻血流缓慢，微循环淤血，导致动脉血灌流减少循环性缺氧缺血性缺氧淤血性缺氧原 因缺血：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差循环性缺氧NNNN循环性缺氧的特点四、组织性缺氧(Histogenous hypoxia)组织细胞利用氧障碍所引起的缺氧组织性缺氧抑制细胞氧化磷酸化线粒体损伤维生素缺乏组织性缺氧的特点缺氧类型动脉血氧分压

10、动脉血氧饱和度血 氧容 量动脉血氧含量动静脉氧差组织性缺氧NNNN由于氧合Hb含量高，皮肤粘膜呈鲜红或玫瑰红临床上常为混合性缺氧内毒素血症肺淤血、水肿循环障碍失血 Hb组织性缺氧低张性缺氧循环性缺氧血液性缺氧失血性休克第二节 缺氧的类型、原因和发病机制第三节 缺氧对机体的影响一、呼吸系统的变化(一)代偿性反应 PaO2(8kPa)颈动脉体和主动脉体化学感受器呼吸加深加快肺泡通气量PAO2 肺通气量增加是对急性低张性缺氧的最重要代偿反应（二）损伤性变化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；高原肺水肿（high altitude pulmonar

11、y edema, HAPE）进入4000m高原后14d内出现发病率：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 中枢性呼吸衰竭抑制呼吸中枢PaO230mmHg二、循环系统变化（一）代偿性反应1、心输出量增加 心率增加 肺牵张反射器兴奋引起 心肌收缩力增加 回心血量增加2、缺氧性肺血管收缩（hypoxia pulmonary vasoconstriction, HPV） 是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HIF-1增多诱导VEGF等基因高表达缩短血氧弥散至细胞的距离，增加对细胞的供氧量（一）代偿性反应心、脑供血增多皮肤、内脏、骨骼肌和肾

12、血流减少器官血流量取决于血液灌注的压力（即动、静脉压差）器官血流的阻力开放的血管数量内径大小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 ？请大家从这个角度上来分析一下为什么登山运动员的四肢、鼻子及耳朵等部位最容易冻伤？（一）代偿性反应（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 )肺动脉高压慢性缺氧使肺小动脉持续收缩，导致肺循环阻力增加长期缺氧选择性抑制肺动脉K通道亚单位

13、RNA和蛋白质的表达，促进血管平滑肌去极化，增加钙内流从而是肺血管收缩钙内流不仅增加肺循环阻力而且导致肺血管重构，主要表现为血管平滑肌细胞和成纤维细胞的肥大和增生，血管壁中胶原和弹性纤维沉积，使血管壁增厚，形成持续的肺动脉高压，久之造成肺源性心脏病，右心肥大甚至右心衰竭（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（二）损伤性变化 （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 胸内负压三、血液系统的变化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2、血红蛋白释放氧能力增强 2,3 DPG含