臨床醫(yī)學病理學缺氧

掌握

⑴缺氧的概念。

⑵缺氧的類型與特點。熟悉

⑴常用的血氧指標及其意義。

⑵缺氧時機體的功能和代謝變化。了解

⑴影響機體對缺氧耐受性的因素。

⑵氧療和氧中毒。內容要求：現(xiàn)在是1頁\一共有69頁\編輯于星期三第一節(jié)概念和常用的血氧指標缺氧：因組織供氧缺少或氧利用障礙引起的細胞發(fā)生代謝、功能和形態(tài)結構異常變化的病理過程需氧量：成人：250ml/min體內儲存：1500ml現(xiàn)在是2頁\一共有69頁\編輯于星期三氧氣的運輸與利用氧的供應呼吸功能血紅蛋白血液循環(huán)細胞攝取氧線粒體功能現(xiàn)在是3頁\一共有69頁\編輯于星期三常用血氧指標一、血氧分壓（PartialPressureofOxygen,PO2）：以物理狀態(tài)溶解于血液的氧所產生的張力?，F(xiàn)在是4頁\一共有69頁\編輯于星期三二、血氧容量（oxygenbindingcapacity,CO2max）：100ml血液中血紅蛋白被氧充分飽和時的最大帶氧量。常用血氧指標氧飽和條件：38℃，氧分壓150mmHg，二氧化碳分壓40mmHg正常值：20ml/dl影響因素：血紅蛋白的質和量反映：血液攜帶氧的能力現(xiàn)在是5頁\一共有69頁\編輯于星期三三、血氧含量（oxygencontent,CO2）：100ml血液中實際的帶氧量

（血紅蛋白結合氧+溶解氧）動脈血氧含量（CaO2）=19ml/dl靜脈血氧含量（CvO2）=14ml/dl組織攝氧量=動-靜脈血氧含量差影響因素：氧分壓，氧容量常用血氧指標現(xiàn)在是6頁\一共有69頁\編輯于星期三四、血氧飽和度(oxygensaturation,SO2)指血液中已經與氧結合的血紅蛋白占血液總血紅蛋白的百分比。常用血氧指標現(xiàn)在是7頁\一共有69頁\編輯于星期三氧離曲線：反映血氧分壓與血氧飽和度之間的關系。PO2（mmHg）SO2(%)P50現(xiàn)在是8頁\一共有69頁\編輯于星期三P50是指血紅蛋白氧飽和度為50%時的血氧分壓，可以反映Hb與O2的親和力正常為26～27mmHg（3.47～3.6kPa）P50增大，氧離曲線右移，表示Hb與O2的親和力小P50減小，氧離曲線左移，說明親和力大現(xiàn)在是9頁\一共有69頁\編輯于星期三

第二節(jié)缺氧的類型和特點一、低張性缺氧二、血液性缺氧三、循環(huán)性缺氧四、組織性缺氧外呼吸HbO2O2供氧過程利用氧O2O2O2內呼吸氧的運輸現(xiàn)在是10頁\一共有69頁\編輯于星期三

由于肺泡氧分壓降低，或靜脈血分流入動脈，以致PaO2降低，動脈血氧含量減少，組織供氧不足，又稱乏氧性缺氧（hypoxichypoxia）一、低張性缺氧hypotonichypoxia現(xiàn)在是11頁\一共有69頁\編輯于星期三（一）.原因和機制大氣性缺氧吸入氣氧分壓低，PaO2隨之降低。外呼吸功能障礙肺通氣和/或換氣功能降低，血液通過肺攝取的氧減少，PaO2和CaO2降低。由呼吸功能障礙而引起的缺氧，又稱呼吸性缺氧（respiratoryhypoxia）。靜脈血分流入動脈（靜脈血摻雜）右心的靜脈血可部分經室缺處流入左心。肺動靜脈血功能性或解剖性分流增加?，F(xiàn)在是12頁\一共有69頁\編輯于星期三（二）、.血氧變化特點慢性缺氧時，單位容積血液內紅細胞數和血紅蛋白量增多，氧容量增加現(xiàn)在是13頁\一共有69頁\編輯于星期三發(fā)紺(cyanosis)概念：毛細血管血液中還原血紅蛋白濃度達到超過5g/dl時，可使皮膚和黏膜呈青紫色，稱為發(fā)紺。缺氧不一定有發(fā)紺，發(fā)紺不一定有缺氧。血紅蛋白過多或過少時，發(fā)紺與缺氧常不一致。重度貧血患者，血紅蛋白可降至50g/L(5g/dl)以下，出現(xiàn)嚴重缺氧，但不會發(fā)生紫紺。紅細胞增多時，血中還原血紅蛋白超過50g/L(5g/dl)，出現(xiàn)發(fā)紺，但可無缺氧癥狀。現(xiàn)在是14頁\一共有69頁\編輯于星期三“紫娃”現(xiàn)在是15頁\一共有69頁\編輯于星期三高原5100m先天性心臟病現(xiàn)在是16頁\一共有69頁\編輯于星期三二、血液性缺氧（hemichypoxia）是指由于血紅蛋白質和量的改變，致血液攜氧能力降低，血氧含量減少，或血紅蛋白結合的氧不易釋出而導致的缺氧。由于以物理狀態(tài)溶解在血液內的氧不受血紅蛋白的影響，因此動脈血氧分壓正常，故又稱為等張性缺氧（isotonichypoxia）。

現(xiàn)在是17頁\一共有69頁\編輯于星期三（一）、原因和機制1、貧血（anemia）血紅蛋白數量減少：2、一氧化碳中毒

Hb+COCO-Hb親和力>>Hb-O2HbCO無攜氧能力，氧與Hb結合數量減少，Hb釋放氧減少現(xiàn)在是18頁\一共有69頁\編輯于星期三3.高鐵血紅蛋白血癥（methemoglobinemia）亞硝酸鹽、過氯酸鹽及磺胺衍生物等氧化劑可使血紅素中的二價鐵氧化成三價鐵，形成高鐵血紅蛋白（methemoglobin,HbFe3+OH）,導致高鐵血紅蛋白血癥---失去攜帶氧的能力腸源性發(fā)紺（enterogenouscyanosis）：當血液中HbFe3+OH達到1.5g/dl時，皮膚、黏膜可出現(xiàn)青紫顏色，稱為腸源性紫紺。HbFe2+

HbFe3+OH氧化劑

亞硝酸鹽現(xiàn)在是19頁\一共有69頁\編輯于星期三（二）.血液性缺氧血氧變化特點動脈血氧分壓血氧容量動-靜脈血氧含量差皮膚黏膜正常正常降低正?；蚪档蛣用}氧飽和度動脈血氧含量貧血性缺氧碳氧血紅蛋白血癥，高鐵血紅蛋白血癥降低降低降低貧血性缺氧高鐵血紅蛋白血癥碳氧血紅蛋白血癥蒼白咖啡色櫻桃紅色貧血性缺氧高鐵血紅蛋白血癥、碳氧血紅蛋白血癥現(xiàn)在是20頁\一共有69頁\編輯于星期三三、循環(huán)性缺氧（circulatoryhypoxia）由于組織血流量減少，單位時間內供給組織的氧量減少而引起的缺氧，又稱低血流性缺氧（hypokinetichypoxia）分類：局部性的：如血管狹窄或阻塞全身性的：如心力衰竭、休克缺血性缺氧（ischemichypoxia）淤血性缺氧（stagnanthypoxia）

現(xiàn)在是21頁\一共有69頁\編輯于星期三(一)、原因和機制缺血性缺氧因動脈血液灌流不足引起的缺氧局部性如動脈血栓形成、動脈粥樣硬化以及血管痙攣等，全身性血液循環(huán)障礙常見于休克淤血性缺氧靜脈回流障礙引起的組織器官血液淤滯而導致的缺氧見于靜脈栓塞或受壓(局部性)和心力衰竭現(xiàn)在是22頁\一共有69頁\編輯于星期三(二).血氧變化特點動脈血氧分壓血氧容量動-靜脈血氧含量差皮膚黏膜正常增高正常動脈氧飽和度動脈血氧含量正常正常易出現(xiàn)發(fā)紺靜脈血氧分壓、氧飽和度和氧含量降低現(xiàn)在是23頁\一共有69頁\編輯于星期三四、組織性缺氧（histogenousanoxia）由于組織細胞利用氧的能力不足而引起的缺氧稱為組織性缺氧?，F(xiàn)在是24頁\一共有69頁\編輯于星期三(一).原因和機制線粒體功能受抑制：某些藥物或毒物阻斷呼吸鏈。呼吸酶合成減少：輔酶缺乏：VB1，VB2，VPP線粒體損傷：高溫、放射線、細菌毒素→NADH琥珀酸FMNFAD→胍乙腚巴比妥魚藤酮↓CoQcytbcytc1cytccytaa3O2→→→→→抗霉素A苯乙雙胍8-氫-羥基喹啉萘醌↓氰化物一氧化碳硫化氫疊氮化合物↓現(xiàn)在是25頁\一共有69頁\編輯于星期三(二).血氧變化特點動脈血氧分壓血氧容量動-靜脈血氧含量差皮膚黏膜正常降低正常動脈氧飽和度動脈血氧含量正常正常鮮紅靜脈血氧分壓、氧飽和度和氧含量增高現(xiàn)在是26頁\一共有69頁\編輯于星期三各型缺氧的血氧和皮膚黏膜改變缺氧類型PaO2SaO2血氧容量血氧含量動靜脈血氧含量差皮膚黏膜乏氧性缺氧↓↓N↓N或↓發(fā)紺血液性缺氧NN或↓N或↓↓或N

↓蒼白,咖啡,櫻桃紅循環(huán)性缺氧NNNN↑蒼白發(fā)紺組織性缺氧NNNN↓鮮紅色現(xiàn)在是27頁\一共有69頁\編輯于星期三O2O2O2HbO2O2供氧過程利用氧1111低張性缺氧血液性缺氧循環(huán)性缺氧組織性缺氧小結現(xiàn)在是28頁\一共有69頁\編輯于星期三第三節(jié)缺氧時對機體的影響代償變化損傷表現(xiàn)呼吸系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)血液系統(tǒng)中樞神經系統(tǒng)組織細胞現(xiàn)在是29頁\一共有69頁\編輯于星期三一、呼吸系統(tǒng)早期PaO2↓呼吸深快嚴重PaO2↓↓呼吸中樞↓慢性外周化學感受器對缺氧敏感性↓肺水腫急性代償失代償現(xiàn)在是30頁\一共有69頁\編輯于星期三低氧通氣反應（hypoxicventilationreaction，HVR）

主動脈體頸動脈體肺通氣↑肺泡通氣量↑PaO2↑PaO2↑→PaCO2↓CO2

對中感器↓→肺血流量↑心輸出量↑→胸廓運動↑胸內負壓↑靜脈回流↑氧攝取↑氧運輸↑參與呼吸的肺泡數→↑呼吸面積↑氧彌散↑→肺血管收縮局部血流量↓肺動脈壓↑肺上部血流↑通氣/血流↑→→－PaO2↓現(xiàn)在是31頁\一共有69頁\編輯于星期三呼吸系統(tǒng)的損傷性變化中樞性呼吸衰竭

嚴重的急性缺氧可直接抑制呼吸中樞，出現(xiàn)周期性呼吸，呼吸減弱甚至呼吸停止。PaO2過低可直接抑制呼吸中樞。當PaO2<30mmHg時，缺氧對呼吸中樞的直接抑制作用超過PaO2降低對外周化學感受器的興奮作用，發(fā)生中樞性呼吸衰竭，表現(xiàn)為呼吸抑制、呼吸節(jié)律不規(guī)則、通氣量減少。現(xiàn)在是32頁\一共有69頁\編輯于星期三高原肺水腫（highaltitudepulmonaryedema,HAPE），少數人從平原快速進入3000m以上高原時，發(fā)生高原肺水腫。發(fā)病率1％左右。表現(xiàn)為呼吸困難，發(fā)紺，咳嗽，咳白色或粉紅色泡沫痰，肺部出現(xiàn)濕羅音等。發(fā)病高峰在進入高原后48～72小時，多于夜間發(fā)病。寒冷、勞累、肺部感染、過量吸煙飲酒、精神緊張等可誘發(fā)高原肺水腫?，F(xiàn)在是33頁\一共有69頁\編輯于星期三發(fā)病機制

缺氧引起肺內小動脈不均勻收縮，局部肺毛細血管內壓過高肺血管內皮細胞通透性增強，液體滲出與ROS、VEGF）、IL-1）、TNF-α等增多有關交感-腎上腺髓質系統(tǒng)興奮性增強，外周血管收縮，肺血流量增多肺水清除障礙,肺泡上皮的鈉水主動轉運功能降低

液體漏出、滲出增多，清除減少，引起肺水腫現(xiàn)在是34頁\一共有69頁\編輯于星期三二、循環(huán)系統(tǒng)

低張性缺氧引起的代償性心血管反應，主要表現(xiàn)為：

1.輸出量增加

2.血流分布改變

3.肺血管收縮

4.毛細血管增生現(xiàn)在是35頁\一共有69頁\編輯于星期三1.心輸出量增加

PaO2↓化學感受器呼吸運動↑肺牽張反射交感N＋迷走N－心血管中樞β受體血管擴張血壓下降壓力感受器心率↑心收縮性靜脈回流量↑CO2↑藍斑兒茶酚胺↑現(xiàn)在是36頁\一共有69頁\編輯于星期三2.血流分布改變

缺氧交感神經興奮血管收縮局部組織乳酸、腺苷等代謝產物堆積血管擴張皮膚、腹腔內臟心、腦現(xiàn)在是37頁\一共有69頁\編輯于星期三3.缺氧性肺血管收縮（hypoxicpulmonaryvasoconstriction，HPV）

肥大細胞肺泡巨噬細胞血管內皮細胞交感神經α受體縮血管組胺-H1、白三烯、TXA2、PGF2a組胺-H2、PGI2、PGE1擴血管細胞膜對Na+、Ca2+通透性Na+、Ca2+內流興奮性收縮性↑現(xiàn)在是38頁\一共有69頁\編輯于星期三4.毛細血管增生長期慢性缺氧可促使毛細血管增生，尤其是腦、心臟和骨骼肌的毛細血管增生更顯著。毛細血管的密度增加可縮短血氧彌散至細胞的距離，增加對細胞的供氧量，具有代償意義。機制：腺苷可刺激血管生成缺氧時ATP生成減少，腺苷形成增多血管內皮生長因子產生和釋放現(xiàn)在是39頁\一共有69頁\編輯于星期三缺氧時循環(huán)系統(tǒng)的損傷性變化主要表現(xiàn)為：

缺氧性肺動脈高壓心肌的收縮與舒張功能降低心律失常靜脈回流減少現(xiàn)在是40頁\一共有69頁\編輯于星期三1.肺動脈高壓

機制：①肺泡缺氧→肺血管收縮。②慢性缺氧→肺小動脈長期處于收縮狀態(tài)→肺血管中膜平滑肌肥大，血管硬化，形成穩(wěn)定的肺動脈高壓。③紅細胞增多→血液黏度增高→增加肺循環(huán)阻力。

肺動脈高壓可導致右心室肥大，甚至心力衰竭?，F(xiàn)在是41頁\一共有69頁\編輯于星期三缺氧性肺動脈高壓的發(fā)生機制細胞因子血管活性物質細胞外基質↑缺氧肺血管改建肺血管收縮肺動脈高壓Kv↓[Ca2+]i↑成纖維細胞增殖內皮細胞ROS↑增殖收縮平滑肌細胞其他細胞NOXAMP/ATP↑AMPKRhoA/ROCKROS↑Ca2+cADPRHIF1RyR鈣通道H2O2↑MLC-P↑紅細胞增多血液粘度增加現(xiàn)在是42頁\一共有69頁\編輯于星期三2.心肌收縮與舒張功能降低

心肌缺氧可降低心肌的舒縮功能，甚而使心肌發(fā)生變性、壞死。ATP減少

心肌細胞損傷

外周阻力增大現(xiàn)在是43頁\一共有69頁\編輯于星期三3.心律失常

嚴重缺氧可引起竇性心動過緩、期前收縮、甚至室顫致死。機制：影響心肌自律細胞功能的穩(wěn)定性增加異常的自律性活動傳導阻滯復極化不一致

現(xiàn)在是44頁\一共有69頁\編輯于星期三4.靜脈回流減少

腦嚴重缺氧時，呼吸中樞的抑制使胸廓運動減弱，可導致靜脈回流減少乳酸、腺苷→擴張外周血管回心血量減少，使心輸出量減少，而引起循環(huán)衰竭現(xiàn)在是45頁\一共有69頁\編輯于星期三三、血液系統(tǒng)缺氧時血液系統(tǒng)的代償性反應主要有紅細胞增多和血紅蛋白氧解離曲線右移、向組織釋放氧的能力增強。紅細胞增多氧離曲線右移現(xiàn)在是46頁\一共有69頁\編輯于星期三1.紅細胞增多骨髓造血↑慢性缺氧EPO↑攜氧↑血液黏滯↑當低氧血→腎小管間質細胞→生成并釋放（EPO）促使紅細胞系單向干細胞分化為原紅細胞,并促進其分化、增殖和成熟加速Hb的合成促使骨髓內的網織紅細胞和紅細胞釋放入血液。現(xiàn)在是47頁\一共有69頁\編輯于星期三2.氧解離曲線右移2,3-DPG↑缺氧糖酵解↑HHb↑結合2,3-DPG↑游離↓糖酵解抑制↓旁路產物↑2,3-DPG↑現(xiàn)在是48頁\一共有69頁\編輯于星期三G6-P-G6-P-F1,6-DPF磷酸二羥丙酮1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛PFKADPATP丙酮酸乳酸2,3-DPGDPGMDPGPDPGP脫氧Hb↑--2,3DPG-Hb↑-過度通氣pH↑+DPGP-呼堿-

缺氧時紅細胞2,3-DPG增多的機制現(xiàn)在是49頁\一共有69頁\編輯于星期三血液系統(tǒng)的損傷性變化主要有血液黏滯度增高、血紅蛋白與氧的親和力降低紅細胞過度增多，可使血液黏滯度和血流阻力明顯增加，并加重心臟負擔，對機體不利。嚴重缺氧時，紅細胞內2，3-DPG增多引起的氧解離曲線右移將減少血紅蛋白在肺中的氧合，使動脈血氧飽和度降低。現(xiàn)在是50頁\一共有69頁\編輯于星期三久居高原者如紅細胞過度增多(男性Hb>210g/L，女性Hb>190g/L)即為高原紅細胞增多癥，是常見的慢性高原病。多發(fā)生于海拔3500m以上地區(qū)，由于血液黏滯度異常增高、微循環(huán)障礙，組織嚴重缺氧，易導致血栓形成或局部組織壞死等各種并發(fā)癥?，F(xiàn)在是51頁\一共有69頁\編輯于星期三四、中樞神經系統(tǒng)CNS耗氧量大，對缺氧不耐受，尤以灰質更敏感。輕度缺氧或缺氧早期：血液重新分布保證腦組織血供嚴重缺氧或長時間缺氧：神經系統(tǒng)功能障礙

腦水腫和腦細胞受損現(xiàn)在是52頁\一共有69頁\編輯于星期三缺氧對CNS的作用基本上表現(xiàn)為損傷急性缺氧：頭痛、情緒激動、思維力、記憶力、判斷力降低或喪失以及運動不協(xié)調等。慢性缺氧：易疲勞、嗜睡、注意力不集中及精神抑郁等。嚴重缺氧：可導致煩躁不安、驚厥、昏迷甚而死亡。ATP生成不足酸中毒腦血管擴張神經細胞膜電位降低神經遞質合成減少細胞內鈣超載溶酶體酶釋放細胞水腫間質水腫血腦屏障受損機制：表現(xiàn)：現(xiàn)在是53頁\一共有69頁\編輯于星期三高原腦水腫缺氧和酸中毒損傷腦血管內皮細胞，使血管壁通透性增高，血管內液體滲出，引起腦間質水腫。缺氧時，腦細胞能量生成減少，細胞膜鈉泵功能障礙，導致細胞內鈉水潴留，腦細胞水腫。

現(xiàn)在是54頁\一共有69頁\編輯于星期三五、組織和細胞代償性反應攜氧蛋白表達增加肌紅蛋白、腦紅蛋白、胞紅蛋白增加組織細胞對氧利用的能力增強組織細胞對氧的消耗減少現(xiàn)在是55頁\一共有69頁\編輯于星期三1.攜氧蛋白表達增加

細胞中存在攜氧蛋白，它們與氧的親和力高于血紅蛋白，可有效地促進氧分子向細胞內轉移，增強細胞對氧的攝取能力。在細胞氧供-需不平衡時，攜氧蛋白釋放所結合的氧供細胞利用。

現(xiàn)在是56頁\一共有69頁\編輯于星期三肌紅蛋白慢性缺氧使肌肉中Mb增多。Mb和氧的親和力較大。當PO2為10mmHg時，Hb的SaO2約為10％，而肌紅蛋白的氧飽和度可達70％。氧分壓進一步降低時，Mb釋出大量的氧供細胞利用。肌紅蛋白的增加可能具有儲存氧的作用?，F(xiàn)在是57頁\一共有69頁\編輯于星期三2.組織、細胞利用氧能力增強細胞內線粒體的數目和膜的表面積增加呼吸鏈中的酶表達量增加，活性增強琥珀酸脫氫酶細胞色素氧化酶如胎兒在母體內處于相對缺氧的環(huán)境，其細胞線粒體的呼吸功能為成年動物的3倍，至出生后10～14天，線粒體呼吸功能才降至成年動物水平。

現(xiàn)在是58頁\一共有69頁\編輯于星期三3.組織細胞對氧的消耗減少葡萄糖代謝能力加強，節(jié)約用氧葡萄糖攝取增強，葡萄糖攝取能力貯備增強無氧酵解增強嚴重缺氧時，ATP生成減少，ATP／ADP比值下降，磷酸果糖激酶活性增強，糖酵解過程加強，在一定的程度上可補償能量的不足。關鍵酶表達增強低代謝狀態(tài)現(xiàn)在是59頁\一共有69頁\編輯于星期三代償反應的分子機制O2O2O2O2HIF-1頸動脈體肺血管血管內皮特定的氧感受細胞代謝酶類肺通氣循環(huán)代償紅細胞增多糖酵解增強毛細血管增生肺血管收縮頸動脈體現(xiàn)在是60頁\一共有69頁\編輯于星期三組織和細胞的損傷性變化主要表現(xiàn)為細胞膜損傷線粒體損傷溶酶體損傷細胞凋亡現(xiàn)在是61頁\一共有69頁\編輯于星期三細胞膜的變化膜通透性[Na+]i↑Na+-K＋泵ATP消耗↑Mt呼吸↓ATP生成↓細胞水腫堵塞微血管加重微循環(huán)缺氧[ATP]i↓Na+外排↓Na+內流↑↑嚴重缺氧K+外流↑[K+]i↓酶合成↓鈣超載鈣超載mt鈣攝取鈣外流Ca2+增多可抑制線粒體的呼吸功能；可激活磷脂酶，使膜磷脂分解，溶酶體酶釋出；增加自由基產生現(xiàn)在是62頁\一共有69頁\編輯于星期三線粒體的變化細胞內的氧約有80%～90%在線粒體內用于氧化磷酸化生成ATP，僅10%～20%在線粒體外用于生物合成、降解及生物轉化（解毒）作用等。輕度缺氧或缺氧早期線粒體呼吸功能是增強的。嚴重缺氧首先影響線粒體外氧的作用，使神經介質的生成和生物轉化過程等降低。當線粒體部位氧分壓降到臨界點(＜1mmHg