临床医学病理学缺氧

1、掌握 缺氧的概念。 缺氧的类型与特点。熟悉 常用的血氧指标及其意义。 缺氧时机体的功能和代谢变化。了解 影响机体对缺氧耐受性的因素。 氧疗和氧中毒。内容要求：第一页，共六十九页。第一节 概念和常用的血氧指标缺氧：因组织供氧缺少或氧利用障碍引起的细胞发生代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程需氧量：成人：250ml/min体内储存：1500ml第二页，共六十九页。氧气的运输与利用氧的供应呼吸功能血红蛋白血液循环细胞摄取氧线粒体功能第三页，共六十九页。常用血氧指标一 、血氧分压（Partial Pressure of Oxygen,PO2 ）：以物理状态溶解于血液的氧所产生的张力。第四页，共六十九

2、页。二、血氧容量（oxygen binding capacity, CO2max）：100ml血液中血红蛋白被氧充分饱和时的最大带氧量。常用血氧指标氧饱和条件：38，氧分压150mmHg，二氧化碳分压40mmHg 正常值： 20ml/dl影响因素：血红蛋白的质和量反映：血液携带氧的能力第五页，共六十九页。三、血氧含量（oxygen content, CO2）： 100ml血液中实际的带氧量 （血红蛋白结合氧+溶解氧）动脉血氧含量（CaO2）=19ml/dl静脉血氧含量（CvO2）=14ml/dl组织摄氧量=动-静脉血氧含量差影响因素：氧分压，氧容量常用血氧指标第六页，共六十九页。四、血氧饱和度

3、(oxygen saturation, SO2)指血液中已经与氧结合的血红蛋白占血液总血红蛋白的百分比。常用血氧指标第七页，共六十九页。氧离曲线：反映血氧分压与血氧饱和度之间的关系。PO2（mmHg）SO2(%)P50第八页，共六十九页。P50是指血红蛋白氧饱和度为50%时的血氧分压，可以反映Hb与O2的亲和力正常为2627mmHg（3.473.6kPa）P50增大，氧离曲线右移，表示Hb与O2的亲和力小P50减小，氧离曲线左移，说明亲和力大第九页，共六十九页。 第二节 缺氧的类型和特点一、低张性缺氧二、血液性缺氧三、循环性缺氧四、组织性缺氧外呼吸HbO2O2供氧过程利用氧O2O2O2内呼吸氧

4、的运输第十页，共六十九页。 由于肺泡氧分压降低，或静脉血分流入动脉，以致PaO2降低，动脉血氧含量减少，组织供氧不足，又称乏氧性缺氧（hypoxic hypoxia） 一、低张性缺氧 hypotonic hypoxia第十一页，共六十九页。（一）.原因和机制大气性缺氧吸入气氧分压低，PaO2随之降低。外呼吸功能障碍 肺通气和/或换气功能降低，血液通过肺摄取的氧减少，PaO2和CaO2降低。由呼吸功能障碍而引起的缺氧，又称呼吸性缺氧（respiratory hypoxia）。静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）右心的静脉血可部分经室缺处流入左心。肺动静脉血功能性或解剖性分流增加。第十二页，共六十九页。

5、（二）、.血氧变化特点慢性缺氧时，单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量增多，氧容量增加第十三页，共六十九页。发绀 (cyanosis) 概念： 毛细血管血液中还原血红蛋白浓度达到超过5g/dl时，可使皮肤和黏膜呈青紫色，称为发绀。缺氧不一定有发绀，发绀不一定有缺氧。血红蛋白过多或过少时，发绀与缺氧常不一致。重度贫血患者，血红蛋白可降至50g/L(5g/dl)以下，出现严重缺氧，但不会发生紫绀。红细胞增多时 ，血中还原血红蛋白超过50g/L(5g/dl)，出现发绀，但可无缺氧症状。第十四页，共六十九页。“紫娃”第十五页，共六十九页。高原5100m先天性心脏病第十六页，共六十九页。二、血液性缺氧（h

6、emic hypoxia）是指由于血红蛋白质和量的改变，致血液携氧能力降低，血氧含量减少，或血红蛋白结合的氧不易释出而导致的缺氧。由于以物理状态溶解在血液内的氧不受血红蛋白的影响，因此动脉血氧分压正常，故又称为等张性缺氧（isotonic hypoxia）。第十七页，共六十九页。（一）、原因和机制1、贫血（anemia） 血红蛋白数量减少：2、一氧化碳中毒 Hb+COCO-Hb 亲和力 Hb-O2HbCO无携氧能力，氧与Hb结合数量减少，Hb 释放氧减少第十八页，共六十九页。3.高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia） 亚硝酸盐、过氯酸盐及磺胺衍生物等氧化剂可使血红素中的二价铁氧

7、化成三价铁，形成高铁血红蛋白（methemoglobin, HbFe3+OH）, 导致高铁血红蛋白血症-失去携带氧的能力肠源性发绀（enterogenous cyanosis）：当血液中HbFe3+OH达到1.5 g/dl时，皮肤、黏膜可出现青紫颜色，称为肠源性紫绀。HbFe2+ HbFe3+OH氧化剂 亚硝酸盐第十九页，共六十九页。（二）. 血液性缺氧血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动-静脉血氧含量差皮肤黏膜正常正常降低正常或降低动脉氧饱和度动脉血氧含量贫血性缺氧碳氧血红蛋白血症，高铁血红蛋白血症降低降低降低贫血性缺氧高铁血红蛋白血症碳氧血红蛋白血症苍白咖啡色樱桃红色贫血性缺氧高铁血红蛋白血

8、症、碳氧血红蛋白血症第二十页，共六十九页。三、循环性缺氧（circulatory hypoxia）由于组织血流量减少，单位时间内供给组织的氧量减少而引起的缺氧，又称低血流性缺氧（hypokinetic hypoxia）分类：局部性的：如血管狭窄或阻塞全身性的：如心力衰竭、休克缺血性缺氧（ischemic hypoxia）淤血性缺氧（stagnant hypoxia）第二十一页，共六十九页。(一)、原因和机制缺血性缺氧因动脉血液灌流不足引起的缺氧局部性如动脉血栓形成、动脉粥样硬化以及血管痉挛等，全身性血液循环障碍常见于休克淤血性缺氧静脉回流障碍引起的组织器官血液淤滞而导致的缺氧见于静脉栓塞或受压

9、(局部性)和心力衰竭第二十二页，共六十九页。(二). 血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动-静脉血氧含量差皮肤黏膜正常增高正常动脉氧饱和度动脉血氧含量正常正常易出现发绀静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量降低第二十三页，共六十九页。四、组织性缺氧（histogenous anoxia） 由于组织细胞利用氧的能力不足而引起的缺氧称为组织性缺氧。第二十四页，共六十九页。(一). 原因和机制线粒体功能受抑制：某些药物或毒物阻断呼吸链。呼吸酶合成减少：辅酶缺乏：VB1，VB2，VPP线粒体损伤：高温、放射线、细菌毒素NADH琥珀酸FMNFAD胍乙腚巴比妥鱼藤酮CoQcyt bcyt c1cyt ccyt aa

10、3O2抗霉素A苯乙双胍8-氢-羟基喹啉萘醌氰化物一氧化碳硫化氢叠氮化合物第二十五页，共六十九页。(二). 血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动-静脉血氧含量差皮肤黏膜正常降低正常动脉氧饱和度动脉血氧含量正常正常鲜红静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量增高第二十六页，共六十九页。各型缺氧的血氧和皮肤黏膜改变缺氧类型PaO2SaO2血氧容量血氧含量动静脉血氧含量差皮肤黏膜乏氧性缺氧NN或发绀血液性缺氧NN或N或或N 苍白,咖啡,樱桃红循环性缺氧NNNN苍白发绀组织性缺氧NNNN鲜红色第二十七页，共六十九页。O2O2O2HbO2O2供氧过程利用氧1111低张性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧小结第二十八页

11、，共六十九页。第三节缺氧时对机体的影响代偿变化损伤表现呼吸系统循环系统血液系统中枢神经系统组织细胞第二十九页，共六十九页。一、呼吸系统早期PaO2呼吸深快严重PaO2呼吸中枢慢性外周化学感受器对缺氧敏感性肺水肿急性代偿失代偿第三十页，共六十九页。低氧通气反应（hypoxic ventilation reaction，HVR） 主动脉体颈动脉体肺通气肺泡通气量PaO2PaO2PaCO2CO2 对中感器肺血流量心输出量胸廓运动胸内负压静脉回流氧摄取氧运输参与呼吸的肺泡数呼吸面积氧弥散肺血管收缩局部血流量肺动脉压肺上部血流通气/血流PaO2第三十一页，共六十九页。呼吸系统的损伤性变化中枢性呼吸衰竭

12、严重的急性缺氧可直接抑制呼吸中枢，出现周期性呼吸，呼吸减弱甚至呼吸停止。PaO2过低可直接抑制呼吸中枢。当PaO2210g/L，女性Hb190g/L)即为高原红细胞增多症，是常见的慢性高原病。多发生于海拔3500m以上地区，由于血液黏滞度异常增高、微循环障碍，组织严重缺氧，易导致血栓形成或局部组织坏死等各种并发症。第五十一页，共六十九页。四、中枢神经系统CNS耗氧量大，对缺氧不耐受，尤以灰质更敏感。轻度缺氧或缺氧早期：血液重新分布保证脑组 织血供严重缺氧或长时间缺氧：神经系统功能障碍 脑水肿和脑细胞受损第五十二页，共六十九页。缺氧对CNS的作用基本上表现为损伤急性缺氧：头痛、情绪激动、思维力、

13、记忆力、判断力降低或丧失以及运动不协调等。慢性缺氧：易疲劳、嗜睡、注意力不集中及精神抑郁等。严重缺氧：可导致烦躁不安、惊厥、昏迷甚而死亡。ATP生成不足酸中毒脑血管扩张神经细胞膜电位降低神经递质合成减少细胞内钙超载溶酶体酶释放细胞水肿间质水肿血脑屏障受损机制：表现：第五十三页，共六十九页。高原脑水肿缺氧和酸中毒损伤脑血管内皮细胞，使血管壁通透性增高，血管内液体渗出，引起脑间质水肿。缺氧时，脑细胞能量生成减少，细胞膜钠泵功能障碍，导致细胞内钠水潴留，脑细胞水肿。 第五十四页，共六十九页。五、组织和细胞代偿性反应携氧蛋白表达增加肌红蛋白、脑红蛋白、胞红蛋白增加组织细胞对氧利用的能力增强组织细胞对氧

14、的消耗减少第五十五页，共六十九页。1.携氧蛋白表达增加 细胞中存在携氧蛋白，它们与氧的亲和力高于血红蛋白，可有效地促进氧分子向细胞内转移，增强细胞对氧的摄取能力。在细胞氧供-需不平衡时，携氧蛋白释放所结合的氧供细胞利用。 第五十六页，共六十九页。肌红蛋白慢性缺氧使肌肉中Mb增多。Mb和氧的亲和力较大。当PO2为10mmHg时，Hb的SaO2约为10，而肌红蛋白的氧饱和度可达70。氧分压进一步降低时，Mb释出大量的氧供细胞利用。肌红蛋白的增加可能具有储存氧的作用。第五十七页，共六十九页。2.组织、细胞利用氧能力增强细胞内线粒体的数目和膜的表面积增加呼吸链中的酶表达量增加，活性增强琥珀酸脱氢酶细胞

15、色素氧化酶 如胎儿在母体内处于相对缺氧的环境，其细胞线粒体的呼吸功能为成年动物的3倍，至出生后1014天，线粒体呼吸功能才降至成年动物水平。第五十八页，共六十九页。3.组织细胞对氧的消耗减少葡萄糖代谢能力加强，节约用氧葡萄糖摄取增强，葡萄糖摄取能力贮备增强无氧酵解增强严重缺氧时，ATP生成减少，ATPADP比值下降，磷酸果糖激酶活性增强，糖酵解过程加强，在一定的程度上可补偿能量的不足。关键酶表达增强低代谢状态第五十九页，共六十九页。代偿反应的分子机制O2O2O2O2HIF-1颈动脉体肺血管血管内皮特定的氧感受细胞代谢酶类肺通气循环代偿红细胞增多糖酵解增强毛细血管增生肺血管收缩颈动脉体第六十页，

16、共六十九页。组织和细胞的损伤性变化主要表现为细胞膜损伤线粒体损伤溶酶体损伤细胞凋亡第六十一页，共六十九页。细胞膜的变化膜通透性Na+iNa+-K泵ATP消耗Mt呼吸ATP生成细胞水肿堵塞微血管加重微循环缺氧ATPiNa+外排Na+内流严重缺氧K+外流K+i酶合成钙超载钙超载mt钙摄取钙外流Ca2+增多可抑制线粒体的呼吸功能；可激活磷脂酶，使膜磷脂分解，溶酶体酶释出；增加自由基产生第六十二页，共六十九页。线粒体的变化细胞内的氧约有80%90%在线粒体内用于氧化磷酸化生成ATP，仅10%20%在线粒体外用于生物合成、降解及生物转化（解毒）作用等。轻度缺氧或缺氧早期线粒体呼吸功能是增强的。严重缺氧首

17、先影响线粒体外氧的作用，使神经介质的生成和生物转化过程等降低。当线粒体部位氧分压降到临界点(1mmHg)时，可降低线粒休的呼吸功能，使ATP生成减少。严重时线粒体可出现肿胀、嵴崩解、外膜破裂和基质外溢等病变。第六十三页，共六十九页。溶酶体的变化缺氧时因糖酵解增强，乳酸生成增多，和脂肪氧化不全使其中间代谢产物酮体增多，导致酸中毒。pH降低可引起磷脂酶活性增高，使溶酶体膜磷脂被分解，膜通透性增高，结果使溶酶体肿胀、破裂，和大量溶酶体酶的释出，进而导致细胞本身及其周围组织的溶解、坏死。第六十四页，共六十九页。细胞凋亡第六十五页，共六十九页。第四节 影响机体缺氧耐受性的因素机体对缺氧的耐受性与年龄有关

18、 机体对缺氧的耐受性与机体的功能和代谢状态有关 机体对缺氧的耐受性存在个体和群体差异适应性锻炼和预缺氧可提高机体对缺氧的耐受性 第六十六页，共六十九页。第五节 氧疗和氧中毒氧疗是治疗缺氧的基本措施吸入氧分压较高的空气或纯氧治疗各种缺氧性疾病的方法为氧疗（oxygen therapy）控制性氧疗(低流量、低浓度持续给氧)高浓度给氧高压氧疗氧疗对各种类型的缺氧均有一定的疗效 氧疗的机制提高肺泡气氧分压(PaO2)提高血氧弥散速度提高动脉血氧饱和度第六十七页，共六十九页。氧疗时应防止氧中毒吸入气氧分压过高、给氧时间过长，可引起细胞损害、器官功能障碍，称为氧中毒（oxygen intoxication）氧中毒的发生主要取决于吸入气氧分压而不是氧浓度吸入气的压力、氧浓度和给氧持续的时间不同，氧中毒的表