病理生理学5-缺氧

缺氧概述–氧的运输与利用–缺氧的概念–常用的血氧指标缺氧的原因与机制机能代谢变化影响机体对缺氧耐受性的因素氧疗与氧中毒概述(1)氧气的运输与利用外呼吸血液循环组织供氧用氧概述(2)缺氧的概念与类型由于组织供氧不足或不能充分利用氧时，所引起的组织代谢、功能，甚至形态结构发生异常变化的一种病理过程。概念：外呼吸血液循环组织乏氧性血液性循环性组织性供氧↓用氧↓缺氧概述(3)血氧指标1.氧分压（PO2）2.氧容量（CO2max）3.氧含量（CO2）4.氧饱和度（SO2）概述(3)1.氧分压（PO2）物理溶解的O2产生的张力(氧张力)正常值PaO213.3kPa(100mmHg)吸入气PO2外呼吸功能PvO25.33kPa(40mmHg)内呼吸状态概述(3)2.氧容量（CO2max）100mlHb的实际携氧量正常值动脉血19ml/dl;静脉血14ml/dl取决于氧分压与氧容量3.氧含量（CO2）100mlHb的最大携氧量正常值20ml/dl取决于Hb的质与量概述(3)4.氧饱和度（SO2）正常值动脉血95%;静脉血75%取决于氧分压Hb.O2(氧含量)Hb(总)(氧容量)氧分压与氧饱和度的关系——氧离曲线2040608010020406080100氧饱和度%氧分压(mmHg)pH↓2,3DPG↑缺氧概述缺氧的原因与机制–低张性缺氧–血液性缺氧–循环性缺氧–组织性缺氧Ⅰ.低张性缺氧hypotonichypoxia缺氧Ⅰ特征PaO2减少乏氧性缺氧1.原因与机制(1)吸入气氧分压过低(2)外呼吸功能障碍(3)静脉血分流入动脉室间隔缺损伴肺动脉高压右向左分流缺氧Ⅰ2.血氧变化的特点组织缺氧的机制PaO2↓毛细血管PO2↓向细胞弥散速度↓A-V氧含量差发绀(cyanosis):脱氧Hb5g/dl各型缺氧血氧变化的特点低张性CO2maxPaO2CaO2SaO2CO2(a-v)Ⅱ.血液性缺氧hemichypoxia缺氧Ⅱ特征Hb量减少，质改变isotonichypoxemia1.原因与机制(1)Hb量↓——贫血(2)Hb质改变----CO中毒、亚硝酸盐中毒等•CO中毒Hb+CO碳氧Hb亲和力Hb-O2PaO2正常缺氧Ⅱ1.原因与机制•高铁Hb血症HbFe2+HbFe3+OH氧化剂亚硝酸盐肠源性紫绀Fe3+不能携氧Fe2+-O2不能解离高铁血红蛋白血症HbFe3+OH缺氧Ⅱ1.原因与机制(1)Hb量↓——贫血(2)Hb质改变•CO中毒•高铁Hb血症•Hb-O2亲和力异常↑氧离曲线左移：库存血→RBC2,3-DPG↓碱性液体某些Hb病：2.血氧变化的特点各型缺氧血氧变化的特点低张性CO2maxPaO2CaO2SaO2CO2(a-v)血液性2.血氧变化的特点组织缺氧的机制缺氧Ⅱ组织获得的氧量取决于：毛细血管中平均氧分压与组织细胞氧分压差贫血：毛细血管中氧分压降低较快，氧向组织弥散速度减慢，导致组织缺氧，动静脉血氧含量差减小Hb与O2亲和力增强的血液性缺氧，O2不易释出！2.血氧变化的特点皮肤颜色缺氧Ⅱ贫血——苍白Hb-CO——樱桃红HbFe+3-OH——咖啡色Ⅲ.循环性缺氧circulatoryhypoxia缺氧Ⅲ特征组织血流↓1.原因与机制(1)全身性血循环障碍:休克、心力衰竭等。(2)局部性血循环障碍：栓塞、血栓形成、血管病变。2.组织缺氧机制：单位时间流经组织血量，氧供血氧特点皮肤颜色发绀3.皮肤颜色及血氧变化各型缺氧血氧变化的特点低张性CO2maxPaO2CaO2SaO2CO2(a-v)血液性循环性Ⅳ.组织性缺氧histogenoushypoxia缺氧Ⅳ特征细胞利用氧异常1.原因与机制(1)组织中毒:氰化物呼吸链酶活力↓用氧障碍(2)细胞线粒体损伤:(3)呼吸酶合成↓:vitamin缺乏3.血氧变化的特点血氧特点皮肤颜色HbO2↑→玫瑰色缺氧Ⅳ2.缺氧机制：组织用氧障碍。各型缺氧血氧变化的特点低张性CO2maxPaO2CaO2SaO2CO2(a-v)血液性循环性组织性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概述缺氧的原因与机制机能代谢变化机能代谢改变(1)以低张性缺氧为例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PO2外周化学感受器呼吸中枢兴奋肺水肿急性代偿失代偿机能代谢改变(2)循环系统代偿性反应：1.心输出量(CO)↑缺氧交感神经兴奋↑心率↑心收缩力↑呼吸↑静脉回流↑机能代谢改变(2)循环系统2.血液重分布早期：缺氧交感兴奋↑代谢产物↑皮肤内脏血管收缩心、脑血管扩张代偿意义机能代谢改变(2)循环系统3.肺血管收缩缺氧交感兴奋↑血管活性物不平衡（EDCF大于EDRF）直接对血管平滑肌作用，使KV关闭肺血管收缩维持V/Q正常肺动脉高压4.毛细血管增生循环功能障碍以高原性心脏病为例1.肺动脉高压2.心肌的收缩与舒张功能障碍3.心律失常4.静脉回流减少机能代谢改变(2)机能代谢改变(3)血液系统1.红细胞↑骨髓造血↑慢性缺氧促红素↑携氧↑血液粘滞↑机能代谢改变(3)血液系统2.氧离曲线右移原因——2,3-DPG↑2,3-DPG葡萄糖3-P-甘油醛1,3-P-甘油酸3-P-甘油酸2-P-甘油酸乳酸（－）葡萄糖3-P-甘油醛1,3-P-甘油酸3-P-甘油酸2-P-甘油酸乳酸（－）2,3-DPG↓缺氧Hb-2,3-DPG缺氧pH葡萄糖3-P-甘油醛1,3-P-甘油酸3-P-甘油酸2-P-甘油酸2,3-DPG↑乳酸（－）缺氧pH缺氧Hb-2,3-DPG机能代谢改变(3)血液系统2.氧离曲线右移原因——2,3-DPG↑缺氧糖酵解↑HHb↑结合2,3-DPG↑游离↓糖酵解抑制↓旁路产物↑2,3-DPG↑机能代谢改变(3)血液系统2.氧离曲线右移2,3-DPG↑与HHb结合稳定Hb构型Hb-O2↓RBCpH↓氧离曲线右移Bohr效应：HbO2+H++CO2Hb+O2H+CO2组织肺机制：1122HbO21122HHb2,3-DPG不能结合2,3-DPG结合部位2,3-DPG结合于HHb中央空穴中枢神经系统CNS耗氧量大，对缺氧不耐受，尤以灰质更敏感。缺氧对CNS的作用基本上表现为损伤。急性：头痛、激动、记忆力下降等；慢性：疲劳、嗜睡、注意力不集中等；严重：烦躁、惊厥、昏迷、脑水肿、死亡。缺氧对CNS的损伤机制较复杂！机能代谢改变(4)组织细胞变化代偿性反应（1）线粒体密度↑组织利用氧的能力↑尽可能利用多一点氧。（2）无氧酵解↑尽可能产生多一点ATP。（3）肌红蛋白↑尽可能储备多一点氧。（4）低代谢状态缺氧使细胞合成和耗能过程减弱细胞对缺氧反应的机制•缺氧活性氧↓、NAD（P）H/NAD（P）、GSH/GSSG↑HIF-1等转录因子被激活使与缺氧反应有关的基因表达增强EPO、VEGF、NOS、GSH、糖酵解酶等合成↑影响细胞的代谢功能，引起细胞的缺氧反应机能代谢改变(4)机能代谢改变(4)组织细胞严重——细胞损伤（1）细胞膜ATP↓钠钾泵↓Na+内流细胞水肿K+外流代谢障碍钙泵↓Ca++内流组织损伤机能代谢改变(4)组织细胞缺氧严重——细胞损伤（2）线粒体呼吸功能↓（3）溶酶体破裂（1）细胞膜影响机体对缺氧耐受性的因素代谢耗氧率机体的代偿能力氧疗与氧中毒1.氧疗对低张性缺氧效果最好2.氧中毒取决于氧分压