09 第九章 缺 氧.ppt

第九章第九章 缺缺 氧氧缺氧缺氧(hypoxia)概念：概念：组织和细胞组织和细胞得不到充足的氧得不到充足的氧，或，或不不能充分利用氧能充分利用氧而致代谢、功能和形而致代谢、功能和形态结构发生变化的态结构发生变化的病理过程病理过程。临床：缺氧临床：缺氧是是极为常见极为常见的病理过程，是疾的病理过程，是疾病引起死亡病引起死亡最重要最重要的原因。的原因。1、血氧分压（、血氧分压（PO2 PaO2 PvO2）指指溶解于血液的氧所产生的张力溶解于血液的氧所产生的张力。第一节第一节 常用血氧指标及其意义常用血氧指标及其意义正常值正常值PaO213.3kPa(100 mmHg)13.3kPa(100 mmHg)吸入气吸入气吸入气吸入气 POPO2 2 外呼吸功能外呼吸功能外呼吸功能外呼吸功能PvO25.33kPa(40 mmHg)5.33kPa(40 mmHg)内呼吸状态内呼吸状态内呼吸状态内呼吸状态2、氧容量、氧容量(oxygen binding capacity,CO2 max)指指100ml血液的血液的 Hb的的最大最大携氧量。携氧量。正常值正常值正常值正常值动脉血动脉血动脉血动脉血 19ml/dl;19ml/dl;静脉血静脉血静脉血静脉血 14ml/dl14ml/dl取决于取决于取决于取决于 氧分压与氧分压与氧分压与氧分压与 氧容量氧容量氧容量氧容量3、氧含量、氧含量（oxygen content,CO2）指指100ml血液的血液的实际实际携氧量携氧量。正常值正常值正常值正常值 20 ml/dl 20 ml/dl 取决于取决于取决于取决于 Hb Hb 的质与量的质与量的质与量的质与量4、氧饱和度、氧饱和度（oxygen saturation,SO2）正常值正常值正常值正常值动脉血动脉血动脉血动脉血 95%;95%;静脉血静脉血静脉血静脉血 70%70%取决于取决于取决于取决于 氧分压氧分压氧分压氧分压 ,两者的关系可两者的关系可两者的关系可两者的关系可用氧解离曲线表示。用氧解离曲线表示。用氧解离曲线表示。用氧解离曲线表示。(血氧含量溶解的氧量血氧含量溶解的氧量血氧含量溶解的氧量血氧含量溶解的氧量)血血血血氧容量氧容量氧容量氧容量SOSO2 2 100%100%氧分压与氧饱和度的关系氧分压与氧饱和度的关系氧解离曲线氧解离曲线2040608010020406080100氧氧氧氧饱饱饱饱和和和和度度度度%氧分压氧分压氧分压氧分压 (mmHg)(mmHg)pHpH2,3-DPG2,3-DPGCOCO2 2 温度温度温度温度 pHpH2,3-DPG2,3-DPGHHCOCO2 2 温度温度温度温度 5、动、动-静脉血氧含量差静脉血氧含量差动动动动-静脉血氧含量差静脉血氧含量差静脉血氧含量差静脉血氧含量差动脉血氧含量静脉血氧含量动脉血氧含量静脉血氧含量动脉血氧含量静脉血氧含量动脉血氧含量静脉血氧含量 正常值正常值正常值正常值5ml/dl 影响因素影响因素影响因素影响因素组织细胞对氧的消耗量组织细胞对氧的消耗量第二节第二节 缺氧的类型、原因和发缺氧的类型、原因和发 病机制（重点）病机制（重点）一、低张性缺氧一、低张性缺氧 (hypotonic hypoxia)二、血液性缺氧二、血液性缺氧 (hemic hypoxia)三、循环性缺氧三、循环性缺氧 (circulatory hypoxia)四、组织性缺氧四、组织性缺氧 (histogenous hypoxia)一、低张性缺氧一、低张性缺氧（Hypotonic Hypoxia）概念：概念：由于氧进入血液不足，使动脉血由于氧进入血液不足，使动脉血氧分压降低，供应组织的氧减少氧分压降低，供应组织的氧减少而引起的缺氧，而引起的缺氧，又称乏氧性缺氧又称乏氧性缺氧（hypoxic hypoxia)。低张性缺氧特征性的血氧变化：低张性缺氧特征性的血氧变化：PaO21、原因与机制、原因与机制 吸入气氧分压过低吸入气氧分压过低 :见于登上高山等、通气不良的矿井等见于登上高山等、通气不良的矿井等 外呼吸功能障碍外呼吸功能障碍:见于肺通气和换气功能障碍见于肺通气和换气功能障碍 静脉血分流入动脉静脉血分流入动脉:见于有右向左分流的心脏病见于有右向左分流的心脏病室间隔缺损室间隔缺损室间隔缺损室间隔缺损伴肺动脉高压伴肺动脉高压伴肺动脉高压伴肺动脉高压右向左分流右向左分流右向左分流右向左分流2、血氧变化的特点、血氧变化的特点组织缺氧的机组织缺氧的机 制制 PaOPaO2 2 毛细血管毛细血管PO2向细胞弥散速度向细胞弥散速度向细胞弥散速度向细胞弥散速度 A-VA-VA-VA-V氧含量差氧含量差氧含量差氧含量差发绀发绀(cyanosis):毛细血管中脱氧血红蛋白的毛细血管中脱氧血红蛋白的平均浓度平均浓度大于大于5g/dl时皮肤粘膜呈青紫色时皮肤粘膜呈青紫色。各型缺氧血氧变化的特点各型缺氧血氧变化的特点低张性低张性 CO CO2 2maxmaxPaOPaO2 2CaOCaO2 2 SaOSaO2 2CO2(a-v)NN二、血液性缺氧二、血液性缺氧（hemic hypoxia）概念：由于概念：由于血红蛋白血红蛋白质或量改变，以致血质或量改变，以致血液的携氧能力降低而引起的缺氧，液的携氧能力降低而引起的缺氧，又称又称等张性低氧血症等张性低氧血症（isotonic hypoxemia）血液性缺氧的特征性血氧变化：血液性缺氧的特征性血氧变化：血氧含量血氧含量降低而血氧分压正常。降低而血氧分压正常。1、原因与机制、原因与机制 贫血贫血（Anemia)单位容积血液内红细单位容积血液内红细胞和胞和Hb量量 CO中毒中毒（Carbon monoxide poisoning）HbCO HbCO（碳氧血红蛋白）（碳氧血红蛋白）CO与与Hb的亲和力比的亲和力比O2大大210倍倍CO抑制抑制RBC内糖酵解内糖酵解2,3-DPG氧氧离曲线左移，导致氧合血红蛋白不易释离曲线左移，导致氧合血红蛋白不易释放放O2，从而加重组织缺氧。从而加重组织缺氧。高铁血红蛋白血症高铁血红蛋白血症（Methemoglobinemia,MHb）HbFe2+HbFe3+OH氧化剂氧化剂氧化剂氧化剂 亚硝酸盐亚硝酸盐亚硝酸盐亚硝酸盐肠源性紫绀肠源性紫绀因进食引起血红蛋白氧化造成的高铁因进食引起血红蛋白氧化造成的高铁血红蛋白血症称血红蛋白血症称肠源性紫绀。肠源性紫绀。2、血氧变化的特点、血氧变化的特点 血液性缺氧时，血液性缺氧时，动脉血氧分压和血氧饱和度动脉血氧分压和血氧饱和度正常正常血氧容量和血氧含量血氧容量和血氧含量降低降低动动-静脉血氧差静脉血氧差小于正常小于正常 血液性缺氧时，血液性缺氧时，一般无紫绀一般无紫绀严重贫血严重贫血苍白色苍白色一氧化碳中毒一氧化碳中毒 樱桃红色樱桃红色高铁血红蛋白血症高铁血红蛋白血症咖啡色咖啡色 各型缺氧血氧变化的特点各型缺氧血氧变化的特点 COCO2max2maxPaOPaO2 2CaOCaO2 2 SaOSaO2 2CO2(a-v)血液性血液性NNNN低张性低张性概念：概念：由于由于血液循环障碍血液循环障碍，组织血流量，组织血流量减少引起的组织供氧不足，又称减少引起的组织供氧不足，又称为为低动力性缺氧低动力性缺氧（hypokinetic hypoxia）。）。循环性缺氧特征性的血氧变化：循环性缺氧特征性的血氧变化：静脉血静脉血氧含量降低，动氧含量降低，动-静脉血氧含量静脉血氧含量差增大。差增大。三、循环性缺氧三、循环性缺氧（Circulatory hypoxia）1、原因与机制、原因与机制 全身性血液循环障碍全身性血液循环障碍：休克、心力衰：休克、心力衰竭、大出血等，心输出量减少，全身组竭、大出血等，心输出量减少，全身组织供血不足而致缺氧。织供血不足而致缺氧。局部性血液循环障碍：局部性血液循环障碍：栓塞、血栓形栓塞、血栓形成、血管病变等，单位时间内流过毛细成、血管病变等，单位时间内流过毛细血管的血量减少，进入到组织细胞氧量血管的血量减少，进入到组织细胞氧量减少导致缺氧。减少导致缺氧。2、血氧变化的特点、血氧变化的特点循环性缺氧时，循环性缺氧时，动脉血氧分压、氧容量、氧含量和动脉血氧分压、氧容量、氧含量和血氧饱和度血氧饱和度均正常均正常 动动-静脉血氧含量静脉血氧含量增大增大 出现出现紫绀紫绀 各型缺氧血氧变化的特点各型缺氧血氧变化的特点 COCO2max2maxPaOPaO2 2CaOCaO2 2 SaOSaO2 2CO2(a-v)血液性血液性NNNN低张性低张性循环性循环性NNNN四、组织性缺氧四、组织性缺氧 (histogenous hypoxia)概念：各种原因引起生物氧化障碍，使概念：各种原因引起生物氧化障碍，使组织、细胞组织、细胞利用氧的能力降低利用氧的能力降低而而引起的缺氧。引起的缺氧。组织性缺氧特征性的血氧变化：组织性缺氧特征性的血氧变化：静脉血静脉血氧含量增高，动氧含量增高，动-静脉血氧含量静脉血氧含量差降低。差降低。组织中毒组织中毒：如氰化物中毒如氰化物中毒（Cyanide Poisoning）氧化型细胞氧化型细胞 氰化物氰化物 氰化高铁氰化高铁色素氧化酶色素氧化酶 细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶 还原型细胞色素氧化酶还原型细胞色素氧化酶 呼吸链电子传递中断，细胞死亡呼吸链电子传递中断，细胞死亡 线粒体损伤线粒体损伤：如大剂量放射线、细菌毒素：如大剂量放射线、细菌毒素 维生素严重缺乏维生素严重缺乏：如：如VicBVicB1 1、VicBVicB2 2 等等1、原因与机制、原因与机制组织性缺氧时，组织性缺氧时，动脉血氧分压、氧含量、氧容量和氧动脉血氧分压、氧含量、氧容量和氧饱和度饱和度均正常均正常动动-静脉氧含量差静脉氧含量差减少减少皮肤、粘膜呈现皮肤、粘膜呈现玫瑰红色玫瑰红色2、血氧变化的特点、血氧变化的特点 各型缺氧血氧变化的特点各型缺氧血氧变化的特点 COCO2max2maxPaOPaO2 2CaOCaO2 2 SaOSaO2 2CO2(a-v)血液性血液性NNNN低张性低张性循环性循环性NNNNNNNN组织性组织性血液性血液性血液性血液性循环性循环性循环性循环性乏氧性乏氧性乏氧性乏氧性组织性组织性组织性组织性供氧供氧供氧供氧 用氧用氧用氧用氧 缺氧缺氧临床上常为混合性缺氧临床上常为混合性缺氧失失血血性性休休克克 失失失失 血血血血 循环障碍循环障碍循环障碍循环障碍肺功能衰竭肺功能衰竭肺功能衰竭肺功能衰竭内毒素血症内毒素血症内毒素血症内毒素血症血液性缺氧血液性缺氧血液性缺氧血液性缺氧循环性缺氧循环性缺氧循环性缺氧循环性缺氧低张性缺氧低张性缺氧低张性缺氧低张性缺氧组织性缺氧组织性缺氧组织性缺氧组织性缺氧第三节第三节 缺氧时机体的功能和缺氧时机体的功能和代谢变化代谢变化Functional and metabolic changes 先代偿后障碍先代偿后障碍低张性缺氧为例低张性缺氧为例一、呼吸系统一、呼吸系统（respiratory system)早期早期早期早期 PaOPaO2 2 呼吸深快呼吸深快呼吸深快呼吸深快后期后期后期后期化学感受器对缺氧敏感性化学感受器对缺氧敏感性化学感受器对缺氧敏感性化学感受器对缺氧敏感性PCOPCO2 2外周和中枢化学感受器外周和中枢化学感受器外周和中枢化学感受器外周和中枢化学感受器呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋肺肺肺肺通气量通气量通气量通气量 肺换气肺换气肺换气肺换气摄氧摄氧摄氧摄氧 胸内负压胸内负压胸内负压胸内负压心输出量心输出量心输出量心输出量运氧运氧运氧运氧 1 1、代偿性反应、代偿性反应 主要表现为主要表现为呼吸加深加快、呼吸功能增强呼吸加深加快、呼吸功能增强PCOPCO2 22 2、呼吸功能障碍、呼吸功能障碍 PaO2过低过低（30mmHg）可直接抑制可直接抑制呼吸中枢，使呼吸运动减弱，肺通气量呼吸中枢，使呼吸运动减弱，肺通气量减少，出现减少，出现周期性呼吸，潮式呼吸周期性呼吸，潮式呼吸，导，导致中枢性呼吸衰竭。致中枢性呼吸衰竭。急性低张性缺氧急性低张性缺氧 高原性肺水肿高原性肺水肿指人快速进入指人快速进入4000m以上高原后，以上高原后，14天内发生的一种急性肺水肿。天内发生的一种急性肺水肿。表现为呼吸困难、咳嗽、血性泡沫痰、表现为呼吸困难、咳嗽、血性泡沫痰、肺部湿性罗音、皮肤粘膜紫绀等。肺部湿性罗音、皮肤粘膜紫绀等。二、循环系统二、循环系统（circulatory system)缺缺缺缺氧氧氧氧交感神经兴奋交感神经兴奋交感神经兴奋交感神经兴奋 心率心率心率心率 心收缩力心收缩力心收缩力心收缩力 呼吸呼吸呼吸呼吸 静脉回流静脉回流静脉回流静脉回流 1 1、代偿性反应、代偿性反应 心输出量增加心输出量增加 血流重新分布血流重新分布早期：早期：缺缺缺缺氧氧氧氧交感兴奋交感兴奋交感兴奋交感兴奋 代谢产物代谢产物代谢产物代谢产物 皮肤内脏血管收缩皮肤内脏血管收缩皮肤内脏血管收缩皮肤内脏血管收缩心、脑血管扩张心、脑血管扩张心、脑血管扩张心、脑血管扩张代偿意义：保证缺氧时心、脑的血代偿意义：保证缺氧时心、脑的血氧供应。氧供应。CaCa2+2+内流内流内流内流 肺血管收缩肺血管收缩 缺氧时肺泡氧分压降低，局部肺小动缺氧时肺泡氧分压降低，局部肺小动脉收缩，使缺氧的肺泡血流量减少，从而脉收缩，使缺氧的肺泡血流量减少，从而能维持肺泡通气与血流恰当的比例，维持能维持肺泡通气与血流恰当的比例，维持较高的较高的PaO2。长期缺氧时，细胞生成缺氧诱导因子增长期缺氧时，细胞生成缺氧诱导因子增多，诱导多，诱导VEGF 等基因高表达，毛细血管等基因高表达，毛细血管增生，尤其是脑、心和骨骼肌。增生，尤其是脑、心和骨骼肌。毛细血管增生毛细血管增生 严重缺氧可导致心脏的形态结构发生严重缺氧可导致心脏的形态结构发生改变，发生高原性心脏病、肺源性心脏病、改变，发生高原性心脏病、肺源性心脏病、贫血性心脏病等，进而导致心力衰竭。贫血性心脏病等，进而导致心力衰竭。肺动脉高压肺动脉高压（Pulmonary arterial hypertension)Pulmonary arterial hypertension)心肌舒缩功能降低心肌舒缩功能降低 （Decrease of myocardial contractility Decrease of myocardial contractility）心律失常心律失常（ArrhythmiaArrhythmia）静脉回流减少静脉回流减少（Reduced venous returnReduced venous return）2 2、循环功能障碍、循环功能障碍三、血液系统三、血液系统(Hemic system)红细胞增多红细胞增多（Increase of RBC）骨髓骨髓骨髓骨髓造血造血造血造血 慢性缺氧慢性缺氧慢性缺氧慢性缺氧促红素促红素促红素促红素 携氧携氧携氧携氧 血液粘滞血液粘滞血液粘滞血液粘滞 急性缺氧急性缺氧急性缺氧急性缺氧交感神经兴奋交感神经兴奋交感神经兴奋交感神经兴奋肝脾血管收缩肝脾血管收缩肝脾血管收缩肝脾血管收缩储血入循环储血入循环储血入循环储血入循环红细胞红细胞红细胞红细胞 氧离曲线右移，红细胞向组织释放氧氧离曲线右移，红细胞向组织释放氧的能力增强。的能力增强。主要原因：主要原因：2,3-DPG糖酵解糖酵解糖酵解糖酵解 2,3-2,3-DPG乳酸乳酸乳酸乳酸 PHPHHbHb与与与与O2O2的亲和力的亲和力的亲和力的亲和力 氧离曲氧离曲线右移线右移缺氧缺氧氧解离曲线右移氧解离曲线右移2040608010020406080100氧氧氧氧饱饱饱饱和和和和度度度度%氧分压氧分压氧分压氧分压 (mmHg)(mmHg)pHpH2,3-DPG2,3-DPGCOCO2 2 温度温度温度温度 pHpH2,3-DPG2,3-DPGHHCOCO2 2 温度温度温度温度 四、中枢神经系统四、中枢神经系统（central nerve system）CNS耗氧量大，对缺氧不耐受，尤以大耗氧量大，对缺氧不耐受，尤以大脑皮质更敏感。脑皮质更敏感。急性缺氧早期兴奋：情绪激动、头痛、急性缺氧早期兴奋：情绪激动、头痛、运动不协调等；缺氧加重转为抑制：表运动不协调等；缺氧加重转为抑制：表情淡漠、反应迟钝、昏迷甚至死亡。情淡漠、反应迟钝、昏迷甚至死亡。慢性缺氧：疲劳、嗜睡、注意力不集中、慢性缺氧：疲劳、嗜睡、注意力不集中、记忆力下降等。记忆力下降等。测定脑静脉血氧分压有助判断是否正常测定脑静脉血氧分压有助判断是否正常或神经错乱、意识丧失、危及生命。或神经错乱、意识丧失、危及生命。五、五、组织细胞的变化组织细胞的变化1 1、代偿性反应、代偿性反应 细胞利用氧能力增强细胞利用氧能力增强（Increase of cells ability to use O2）无氧糖酵解增强无氧糖酵解增强（Anaerobic glycolysis is enhanced)肌红蛋白增加肌红蛋白增加（Increase of myoglobin）2、缺氧性细胞损伤、缺氧性细胞损伤 细胞膜损伤细胞膜损伤ATPATP钠钾泵钠钾泵钠钾泵钠钾泵 NaNa+内流内流内流内流细胞细胞细胞细胞水肿水肿水肿水肿KK+外流外流外流外流代谢障碍代谢障碍代谢障碍代谢障碍钙泵钙泵钙泵钙泵 CaCa+内流内流内流内流组织损伤组织损伤组织损伤组织损伤 线粒体：当线粒体的氧分压降低到线粒体：当线粒体的氧分压降低到临界点临界点1mmHg 时，线粒体酶活性降低，时，线粒体酶活性降低，呼吸功能呼吸功能，ATP产生减少，更严重时产生减少，更严重时出现结构损伤如肿胀、外膜破碎、基质出现结构损伤如肿胀、外膜破碎、基质外溢等。外溢等。溶酶体破裂：溶酶体破裂：溶酶体膜稳定性降低，溶酶体膜稳定性降低，通透性增高，严重时肿胀破裂导致周围通透性增高，严重时肿胀破裂导致周围组织细胞溶解、坏死。组织细胞溶解、坏死。氧自由基的生成增加：参与细胞损氧自由基的生成增加：参与细胞损伤。伤。缺氧的治疗原则缺氧的治疗原则主要是消除病因和纠正缺氧。氧疗对各主要是消除病因和纠正缺氧。氧疗对各种类型的缺氧均有一定的疗效，但种类型的缺氧均有一定的疗效，但应防止因氧疗不当引起氧中毒。应防止因氧疗不当引起氧中毒。第三节第三节 影响机体对缺氧耐受性的因素影响机体对缺氧耐受性的因素一、年龄一、年龄不同年龄对缺氧的耐受性有很大差别，如老不同年龄对缺氧的耐受性有很大差别，如老年人对缺氧耐受性较低年人对缺氧耐受性较低二、机体的代谢和功能状态二、机体的代谢和功能状态 机体代谢率高，耗氧量大，对缺氧的耐受性机体代谢率高，耗氧量大，对缺氧的耐受性低，尤其是中枢神经系统。低，尤其是中枢神经系统。三、机体的代偿适应能力三、机体的代偿适应能力 有明显的个体差异，有心、肺和血液病者，有明显的个体差异，有心、肺和血液病者，代偿能力低。长期锻炼可提高代偿能力。代偿能力低。长期锻炼可提高代偿能力。病例分析病例分析n n病例摘要：病例摘要：患者李某，入院后进行实验室检查各血患者李某，入院后进行实验室检查各血氧指标为：氧指标为：PaO2 97mmHg，PvO2 60mmHg，血氧容量，血氧容量10.8ml/dl，动脉血，动脉血氧饱和度氧饱和度97%，动静脉血氧含量差，动静脉血氧含量差2.8ml/dl。分析题：分析题：此患者可有何种类型缺氧？为什么？此患者可有何种类型缺氧？为什么？参考答案参考答案n n 血液性血液性缺氧缺氧和组织性缺氧。和组织性缺氧。1、血液性缺氧：因为血氧容量降低，正、血液性缺氧：因为血氧容量降低，正常值为常值为20ml/dl。2、组织性缺氧：因为、组织性缺氧：因为PvO2升高、动静升高、动静脉血氧含量差降低。脉血氧含量差降低。