病理生理 缺氧课件

缺氧

hypoxia济宁医学院病理生理学教研室PathophysiologyDepartmentofJiNingMedicaluniversity正常人体氧的摄取、运输和利用大气气道肺泡血液细胞利用肺通气肺换气循环系统呼吸膜外呼吸气体运输内呼吸肺部摄氧血液携氧循环运氧组织用氧概念缺氧（hypoxia）因组织供氧减少或利用氧障碍，引起细胞代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。（一）血氧分压(PartialPressureofOxygen,PO2)定义：物理溶解于血液中的氧产生的张力。PaO2

100mmHgPvO240mmHg

（内呼吸的状况）组织摄氧和用氧的能力吸入气PO2

外呼吸功能（二）血氧容量(OxygenbindingCapacity，CO2max)1.34ml/g测定条件（PO2为150mmHg、PCO2为40mmHg，温度为38℃）影响因素：反映血液携带氧的能力×15g/dl＝20ml/dlHb的质（与氧结合的能力）和量100ml血液中的血红蛋白被氧充分饱和时最大携氧量。(三）血氧含量

(OxygenContent，CO2)定义：体内100ml血液的实际携氧量。

血氧含量=Hb结合的氧+溶解于血浆的氧（0.3ml/dl)影响因素：PO2；CO2maxCaO2：19ml/dl,CvO2:14ml/dl

（四）动静脉血氧含量差(A-VdO2)定义：动脉血氧含量-静脉血氧含量19ml/dl14ml/dlO2O2O2O2O2AV取决于组织细胞从单位容积血液中摄取氧的能力.5ml/dl血氧分压与血氧饱和度的关系2040608010020406080100血氧饱和度%血氧分压(mmHg)PCO2↓H+↓2,3DPG↓温度↓PCO2↑H+↑2,3DPG↑温度↑氧合血红蛋白解离曲线（oxygendissociationcurve,ODS)50

第二节缺氧的类型、原因和发病机制一、乏氧性缺氧(hypoxichypoxia)PaO2组织供氧不足低张性缺氧(一)原因和机制：②外呼吸功能障碍；①外环境PO2过低；③静脉血流入动脉血乏氧性缺氧海拔高度大气压大气PO2PAO2(m)(mmHg)(mmHg)(mmHg)海平面7601591051000680140902000600125703000530110625000405

85

45366744080002705630外呼吸肺通气肺换气肺泡气PO2经肺泡扩散到血液中的氧低张性缺氧（二）血氧变化特点:TypesofhypoxiaPaO2CO2maxCO2SaO2A-VdO2Hypoxichypoxia

N(orN)(or

)慢性缺氧慢性缺氧毛细血管血液中脱氧血红蛋白的浓度超过5g/dl，使皮肤、粘膜呈青紫色。发绀(cyanosis)HbO2HHb2.6g/ml正常≥5g/dl发绀血液性缺氧(一)原因和机制：1.贫血2.CO中毒3.高铁血红蛋白血症1.贫血血液性缺氧Hb含量减少，血液携带氧量降低，以致细胞的供氧不足。贫血性缺氧(anemichypoxia)最常见血液性缺氧樱桃红色CO中毒患者接受氧疗

高压氧舱氧化Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+正常Fe2+Fe3+Fe2+Fe2+高铁血红蛋白还原亚硝酸盐、过氯酸盐亚甲蓝，维生素C（二）血氧变化特点:TypesofhypoxiaPaO2CO2maxCO2SaO2A-VdO2Hemichypoxia

血液性缺氧N(orN)N贫血：苍白CO中毒：樱桃红色高铁血红蛋白血症：咖啡色贫血，高铁血红蛋白血症CO中毒三、循环性缺氧

(CirculatoryHypoxia)组织血流量组织供氧不足低动力性缺氧（hypokinetichypoxia)(一)原因和机制：1.全身性循环障碍2.局部性循环障碍休克、心力衰竭栓塞、血管病变循环性缺氧TypesofhypoxiaPaO2CO2maxCO2SaO2A-VdO2（二）血氧变化特点:Circulatoryhypoxia循环性缺氧NNNN19ml/ml12ml/dl7ml/dlO2O2O2O2O2AVO2O2O2单位时间流经组织的总血量

总氧量循环性缺氧四、组织性缺氧(HistogenousHypoxia）在组织供氧正常的情况下,因细胞不能有效的利用氧而导致的缺氧。氧利用障碍性缺氧(一)原因和机制：组织中毒:

氰化物、硫化物、3.线粒体损伤:

细菌毒素、放射线、组织严重供氧不足砷化物组织性缺氧2.维生素缺乏:VitB1,VitB2

,VitPP（二）血氧变化特点:TypesofhypoxiaPaO2CO2maxCO2SaO2A-VdO2histogenoushypoxiaNNNN组织性缺氧

缺氧的病因分类第三节缺氧时机体功能和代谢变化EffectsofHypoxia代偿适应性变化损害性变化（以低张性缺氧为例）(一)代偿适应性变化

意义：

提高PaO2

增加回心血量PaO2↓(<60mmHg)颈动脉体、主动脉体化学感受器呼吸运动↑肺泡通气量↑呼吸中枢兴奋一、呼吸系统变化肺泡通气量增加是急性低张性缺氧的最重要代偿方式。(1)高原性肺水肿机制：(二)损伤性变化

PaO2<30mmHg

抑制呼吸中枢(2)中枢性呼吸衰竭PaO2化学感受器兴奋呼吸中枢呼吸浅慢肺泡通气量呼吸系统变化急性低张性缺氧与肺动脉高压有关(一)代偿适应性变化

心输出量增加2)肺血管收缩3)血流重新分布4)组织毛细血管密度增加二、循环系统变化1.心输出量增加心率加快：通气增加，肺泡膨胀刺激肺牵张感受器，反射性地兴奋交感神经引起的。心肌收缩力增强：缺氧引起交感神经兴奋，儿茶酚胺释放增多，作用于心脏β-肾上腺能受体，引起正性肌力作用回心血量增加：胸廓呼吸运动增强可导致静脉回流量增加，心输出量增多。循环系统变化2.肺血管收缩(1)缺氧对血管平滑肌直接作用。缺氧使膜电位下降，引发膜去极化，电压依赖性钙通道开放，Ca2+内流增加，促进血管收缩。(2)体液因素：缺氧使肺组织内产生多种血管活性物质,缩血管物质增多占优势；(3)交感神经兴奋作用于肺血管α-受体引起收缩；机制：循环系统变化3.血流重新分布这种血流分布的改变对保证心脑生命重要器官氧的供应是有利的。循环系统变化缺氧时心和脑组织供血量增多，皮肤、内脏、骨骼肌和肾的血流量减少。(1)器官物质代谢的不同：心、脑代谢旺盛，产生扩血管物质(2)器官血管反应性不同：心、脑血管SMC的KCa和KATP开放(3)器官血管α-受体密度不同：皮肤骨骼肌肾血管α-受体密度高4.组织毛细血管密度增加长期慢性缺氧促使毛细血管增生。循环系统变化其意义是：毛细血管密度增加可缩短血氧弥散至细胞的距离，增加对细胞的供氧量。长期缺氧HIF-1VEGF基因高表达缺氧组织内cap增生，密度增加（二）损伤性变化（1）肺动脉高压（Pulmonaryarterialhypertension)循环系统变化（4）回心血量减少（Decreasedvenousreturn）（2）心肌舒缩功能降低（Decreaseofmyocardialcontractility）（3）心律失常（Arrhythmia）(1)红细胞和血红蛋白增多（一）代偿性反应三、血液系统变化慢性缺氧：骨髓造血加强HIF-1活性增高EPO基因表达↑HIF-1与EPO基因3’端增强子结合急性缺氧：交感神经兴奋，血液重分布→肝、脾储血释放(2)

2,3-DPG增多，红细胞释氧能力增强机制：

①2，3-DPG可与脱氧Hb结合，稳定其空间构型，使之不易与氧结合。②2，3-DPG是有机酸

可降低红细胞内的pH，使Hb与氧的亲和力降低(Bohr效应)。血液系统变化缺氧时红细胞内糖酵解增强，2,3-DPG生成增多，可使氧合血红蛋白解离曲线右移，Hb与O2亲和力降低，O2容易释出。脑对缺氧十分敏感，缺氧可直接损害CNS的功能。四、中枢神经系统变化脑水肿(一)代偿性反应1.组织细胞利用氧能力加强：慢性缺氧时，线粒体增多，功能加强，呼吸链中的酶增加，内呼吸增强；2.糖酵解增强：磷酸果糖激酶活性增加（糖酵解限速酶）3.肌红蛋白增多：Mb携带更多氧（慢性缺氧）4.低代谢状态：各种耗能过程减弱，利于低氧时生存。五、组织细胞变化代偿性反应的分子机制：缺氧诱导多种基因所编码的蛋白质的表达：DNA结合蛋白：HIF-1,NFκB参与代偿反应的细胞因子：EPO,VEGF,ET-1糖酵解相关的酶类：PFK,PK,LDH其他酶：TH,SOD,NOS,AK（二）损伤性变化1.细胞膜的损伤⑴Na+内流增多：导致细胞水肿。⑵K+外流加快：细胞内缺钾，使合成代谢障碍，进一步影响ATP生成和离子泵功能。⑶Ca2+内流增多：Ca2+增