缺氧.

缺氧(Hyposia)倪秀雄1.掌握缺氧的概念2.掌握各种类型缺氧的原因和主要特点3.熟悉缺氧时机体的主要机制和代谢变化4.了解影响机体缺氧耐受性的因素5.掌握缺氧的治疗方法和氧中毒的预防目的要求氧是生命活动的第一需要物质。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缺氧的概念由于供氧不足或组织利用氧障碍导致机体功能、代谢和形态改变的病理过程称为缺氧（hypoxia）学习内容第一节缺氧概念与血氧指标第二节缺氧的类型、原因和发病机制第三节缺氧对机体的影响第四节影响机体缺氧耐受性的因素第五节氧疗与氧中毒常用血氧指标血氧分压血氧容量血氧含量动-静脉血氧差血氧饱和度血氧分压（partialpressureofoxygen,PO2）概念：是指物理溶解于血液中的氧所产生的张力，又称血氧张力（oxygentension）。正常值：动脉血氧分压（PaO2）约为100mmHg(13.3kPa)静脉血氧分压（PvO2）约为40mmHg(5.32kPa)血氧容量(oxygenbindingcapacity,CO2max)概念：氧分压为150mmHg，二氧化碳分压为40mmHg，温度38℃时，体外100ml血液内血红蛋白，所结合氧的最大毫升数。此时，每克Hb可结合1.34ml氧正常值：动脉血和静脉血氧容量约200ml/L(20ml%)影响因素：血液中Hb的质(与O2结合的能力)和量血氧含量(oxygencontent,CO2)概念：指100ml血液中实际含有的氧量，包括物理溶解的和与Hb结合的氧量(全身1500ml，每分钟250ml)正常值：动脉血氧含量(CaO2)约190ml/L(19ml%)静脉血氧含量(CvO2)约140ml/L(14ml%)影响因素：血氧分压血氧容量:Hb的质和量动-静脉血氧含量差(CaO2-CvO2)概念：即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升数反映组织对氧的消耗量正常值：50ml/L(5ml%)血氧饱和度（oxygensaturation,SO2）概念：指Hb结合氧的百分数。SO2＝(氧含量-溶解氧量)/氧容量≌血氧含量/血氧容量正常值：动脉血氧饱和度(SaO2)约93％～98％静脉血氧饱和度(SvO2)约70％～75％影响因素：取决于氧分压的高低氧解离曲线（oxygendissociationcurve）0204060801000204060801002,3-DPG↓pH↑CO2↓温度↓2,3-DPG↑pH↓CO2↑温度↑氧分压(mmHg)氧饱和度(%)血氧分压与血氧饱和度的关系——氧解离曲线血红蛋白在标准状态下的氧解离曲线及其影响因素缺氧供氧不足用氧障碍低张性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧通气、换气功能障碍肺吸入气中氧分压降低静脉血分流入动脉血红蛋白含量减少血红蛋白结构、功能异常全身循环功能障碍局部循环功能障碍呼吸酶合成减少线粒体损伤线粒体功能受抑制缺氧的类型、原因和发病机制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（hypoxichypoxia）一、低张性缺氧hypotonichypoxia1.原因吸入气氧分压低吸入气氧分压低，PaO2随之降低。如意外事故、高原等外呼吸功能障碍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（respiratoryhypoxia）。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。（病例1）阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructivesleepapnea-hypopneasyndrome,OSAHS）概念：是指睡眠时上气道塌陷、阻塞，引起呼吸暂停和通气不足。表现：患者睡眠时严重打鼾，出现反复的呼吸暂停、血氧饱和度降低、高碳酸血症和睡眠结构紊乱。危害：白天嗜睡、心脑肺血管并发症乃至多脏器损害，严重影响患者的生活质量。2.血氧变化特点动脉血氧分压血氧容量动-静脉血氧含量差紫绀皮肤黏膜降低正常慢性缺氧时，单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量增多，氧容量增加正常或降低静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量降低动脉血氧饱和度动脉血氧含量降低降低发绀(cyanosis)概念：毛细血管血液中还原血红蛋白浓度达到或超过5g/dl时，可使皮肤和黏膜呈青紫色的现象，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。紫娃高原5100m先天性心脏病二、血液性缺氧（hemichypoxia）是指由于血红蛋白量减少或性质改变，致血液携氧能力降低而导致的缺氧。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（isotonichypoxia）。1.原因•血红蛋白数量减少：贫血（anemia）•血红蛋白性质改变：一氧化碳中毒特点：不知不觉中毒（病例2）、樱桃红色（病例3）Hb+COCO-Hb亲和力Hb-O2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，肠源性发绀（enterogenouscyanosis）：当血液中HbFe3+OH达到1.5g/dl时，皮肤、黏膜可出现青紫颜色，称为肠源性紫绀。（病例4）HbFe2+HbFe3+OH氧化剂亚硝酸盐Fe3+不能携氧Fe2+-O2不易解离高铁血红蛋白血症血红蛋白与氧的亲合力异常增高输入大量库存血：RBC2,3-DPG↓输入大量碱性液体：(pH升高通过Bohr效应增强Hb与O2的亲和力)Hb-O2亲和力异常↑：氧离曲线左移，氧不易释出0204060801000204060801002,3-DPG↓pH↑CO2↓温度↓2,3-DPG↑pH↓CO2↑温度↑氧分压(mmHg)氧饱和度(%)-血红蛋白在标准状态下的氧离曲线及其影响因素2.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青石板色樱桃红色贫血性缺氧高铁血红蛋白血症、碳氧血红蛋白血症三、循环性缺氧（circulatoryhypoxia）•由于血流速度减慢，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（hypokinetichypoxia）•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（ischemichypoxia）–淤血性缺氧（stagnanthypoxia）1.原因•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(局部性)和心力衰竭2.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四、组织性缺氧（histogenousanoxia）由于组织细胞利用氧的能力障碍而引起的缺氧称为组织性缺氧。1.原因•线粒体功能受抑制：某些药物或毒物阻断呼吸链。（病例5）•呼吸酶合成减少：辅酶缺乏：VB1，VB2，VPP•线粒体损伤：高温、放射线（病例6）、细菌毒素→NADH琥珀酸FMNFAD→胍乙腚巴比妥鱼藤酮↓CoQcytbcytc1cytccytaa3O2→→→→→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↓→NADH琥珀酸FMNFAD→胍乙腚巴比妥鱼藤酮↓CoQcytbcytc1cytccytaa3O2→→→→→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↓2.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↓↓N↓N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↓鲜红色临床上常为混合性缺氧失血性休克失血循环障碍肺功能衰竭内毒素血症血液性缺氧循环性缺氧低张性缺氧组织性缺氧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低氧通气反应（hypoxicventilationreaction，HVR）主动脉体颈动脉体肺通气↑肺泡通气量↑PaO2↑PaO2↑→PaCO2↓CO2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↓肺泡气氧分压与肺通气量之间的关系01020304050020406080100肺泡气氧分压(mmHg)通气量(L/min)呼吸系统的损伤性变化中枢性呼吸衰竭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PaO230mmHg时，缺氧对呼吸中枢的直接抑制作用超过PaO2降低对外周化学感受器的兴奋作用，发生中枢性呼吸衰竭，表现为呼吸抑制、呼吸节律不规则、通气量减少。高原肺水肿（highaltitudepulmonaryedema,HAPE），少数人从平原快速进入3000m以上高原时，发生高原肺水肿。发病率1％左右。表现为呼吸困难，发绀，咳嗽，咳白色或粉红色泡沫痰，肺部出现湿罗音等。发病高峰在进入高原后48～72小时，多于夜间发病。寒冷、劳累、肺部感染、过量吸烟饮酒、精神紧张等可诱发高原肺水肿。发病机制缺氧引起肺内小动脉不均匀收缩，局部肺毛细血管内压过高肺血管内皮细胞通透性增强，液体渗出与ROS、VEGF）、IL-1）、TNF-α等增多有关交感-肾上腺髓质系统兴奋性增强，外周血管收缩，肺血流量增多肺水清除障碍,肺泡上皮的钠水主动转运功能降低液体漏出、渗出增多，引起肺水肿二、循环系统低张性缺氧引起的代偿性心血管反应，主要表现为：1.输出量增加2.血流分布改变3.肺血管收缩4.毛细血管增生1.心输出量增加PaO2↓化学感受器呼吸运动↑肺牵张反射交感N＋迷走N－心血管中枢β受体血管扩张血压下降压力感受器心率↑心收缩性静脉回流量↑CO2↑蓝斑儿茶酚胺↑2.血流分布改变缺氧交感神经兴奋血管收缩局部组织乳酸、腺苷等代谢产物堆积血管扩张皮肤、腹腔内脏心、脑机制：细胞外液pH下降缺氧时PO2下降刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器反射性引起脑血管扩张代谢产物的作用脑血管扩张，脑血流量增加冠脉血流量增加机制：交感神经兴奋心肌收缩力增强，心室内压升高，主动脉压增高，冠状血管灌流压增高以β-肾上腺素能受体占优势的小冠状动脉扩张局部代谢产物的扩张作用缺氧→ATP↓→腺苷↑→腺苷脱氨酶活性↓→腺苷↑3.缺氧性肺血管收缩（hypoxicpulmonaryvasoconstriction，HPV）肥大细胞肺泡巨噬细胞血管内皮细胞交感神经α受体缩血管组胺-H1、白三烯、TXA2、PGF2a组胺-H2、PGI2、PGE1扩血管细胞膜对Na+、Ca2+通透性Na+、Ca