病理生理学第五章

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1、第五章 缺 氧 Hypoxia第一节 常用血氧指标 (Parameters of Blood Oxygen)n血氧分压n血氧容量n血氧含量n动-静脉血氧差n血氧饱和度血氧分压n（partial pressure of oxygen, PO2）n概念：n指以物理状态溶解在血浆内的氧分子所产生 的张力（故又称氧张力）。n正常值：n动脉血氧分压（PaO2）约为 13.3kPa(100mmHg)；n静脉血氧分压（PvO2）约为 5.32kPa(40mmHg)。n影响因素：n吸入气氧分压n呼吸功能：肺通气、肺换气n动-静脉血分流血氧容量 (oxygen binding capacity, CO2max)

2、n概念：n氧分压为19.95kPa（150mmHg），二氧 化碳分压为5.32kPa（ 40mmHg），温度38 ，在体外100毫升血液内血红蛋白，所结合氧 的最大毫升数。n反映血液中Hb的最大带氧能力n正常值：n动脉血和静脉血氧容量约200ml/L(20ml%)n影响因素：n血液中Hb的质(与O2结合的能力)和量。血氧含量(oxygen content, CO2)n概念：n指100毫升血液内所含的氧毫升数，包括 实际与血红蛋白结合的氧和溶解在血浆内的氧 。n正常值：n动脉血氧含量(CaO2)约190ml/L(19ml/dl)n静脉血氧含量(CvO2)约140ml/L(14ml/dl)n影响因

3、素：n氧分压n氧容量血氧饱和度（oxygen saturation, SO2）n概念： nHb的氧饱和度，即Hb结合氧的百分数，约等于 血氧含量和血氧容量的比值。n氧饱和度（）(氧含量-溶解氧量)/氧容量= 氧含量/氧容量n正常值：n动脉血氧饱和度(SaO2)约9398%n静脉血氧饱和度(SvO2)约70 75。n影响因素：n取决于氧分压的高低n氧离曲线氧离曲线动-静脉血氧差(CaO2-CvO2)n概念：n即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的 毫升数。n反映组织对氧的消耗量。n正常值：n50ml/L(5ml%)n影响因素：n组织从单位容积血液内摄取氧的多少。nPaO2n流经真毛细血管的血量n血

4、液流变性n细胞利用氧的能力缺氧的概念（hypoxia） ：概念：由于组织氧供应减少或是对 氧的利用障碍，不能满足机体需要，而 引起机体代谢、机能、以至形态结构变 化的病理过程称为缺氧。1第二节 缺氧的原因和类型 (Classification of Etiology)缺氧供氧不足用氧障碍乏氧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组织中毒呼吸酶合成减少线粒体损伤 线粒体 功能受抑制n【病例5-1】某男性患者，77岁，咳嗽，痰多， 喘憋加重伴发热3天入院。患者20年前开始反复发

5、作 咳嗽、咳痰并有时伴喘憋，上述症状逐年加重。本 次于入院前3天受凉后出现发热，畏寒，咳嗽，咳脓 痰，喘憋加重并且夜间不能平卧，来院就诊。n体格检查：口唇、指尖部皮肤出现发绀。体温 38.9 ,脉搏 120次/分，呼吸 28次/分。胸廓略呈桶 状，肋间隙增宽，双肺呼吸音粗并可闻大量痰鸣音 ，右下肺呼吸音低。n辅助检查：动脉血气分析结果：pH 7.14 ,PaO2 42mmHg, PaCO2 80mmHg。n【思考题】n该患者缺氧原因是什么？属何种类型缺氧？为什 么？n该患者为何发生呼吸心跳加快？n该患者发绀的机制是什么？一、乏氧性缺氧（Hypoxic Hypoxia）概念：乏氧性缺氧是指由于肺

6、泡氧分压降低，或静脉血分流入动脉，血液从肺摄取的氧减少，以致PaO2 降低，动脉血氧含量减少，组织供氧不足，又称低张性低氧血症（hypotonic hypoxemia）。（一）原因(causes)n吸入气氧分压低 n由于吸入气氧分压低，PAO2和PaO2随之 降低。n外呼吸功能障碍 n静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）增多 （二）血氧变化特点(characteristics of blood oxygen) 动脉血氧分压 血氧容量 动-静脉血氧差 紫绀 皮肤粘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，氧容量增加降低或正常 静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量降低 动脉血氧饱和度 动

7、脉血氧含量降低降低紫绀 (cyanosis) ：n概念：n毛细血管血液中还原血红蛋白浓度达 到或超过50g/L时，可使皮肤和粘膜呈青紫 色，称为紫绀。n缺氧不一定有发绀，发绀不一定有缺氧。n当血红蛋白过多或过少时，发绀与缺氧常不一致。例如n重度贫血患者，血红蛋白可降低，出现严重缺氧， 但还原血红蛋白不会降至50g/L(5g/dl)以下，不会发 生紫绀。n红细胞增多病患者，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。n【案例5-2】n某男性患者，因头痛、头晕、恶心、呕吐30min 入院。入院前中午烧菜时不慎将白色粉末状物当盐撒 入菜中，半小时后患者突觉恶心、呕吐。入

8、院查体： 体温36.8，脉搏90次/min，呼吸23次/min，血 压115/80mmHg，神志清，口唇、四肢青紫。心脏 （-），呼吸急促，双肺可闻及少许干性啰音，全腹 无压痛；实验室检查，血常规：Hb 125g/L，N 0.70，L 0.30，抽血查高铁血红蛋白定性试验（+） ，吸氧紫绀无明显改善。给予洗胃，输入维生素C， 亚甲蓝60mg、50%GS 40ml缓慢静注，约30min 紫绀减轻，2h后重复应用1次，紫绀消失，消化道症 状明显改善；继续住院观察2天，患者无异常，痊愈 出院。n【思考题】n该患者发生何种类型缺氧？机制是什么？n为何吸氧紫绀无明显改善？n【案例5-3】n某男性患者，因

9、当日清晨4时在蔬菜温室内为火炉 添煤时，昏倒在温室台阶上，4h后被发现,急诊入院 。患者既往健康。体检：体温37.5，呼吸24次 /min，脉搏110次/min,血压100/70mmHg。神志 不清，口唇呈樱桃红色，其他无异常。实验室检查： PaO295mmHg, HbCO 30%,血浆HCO3- 13.5mmol/L。入院后立即吸氧，不久渐醒，给于纠 酸补液等处理后，病情迅速好转。n【思考题】n1讨论引起该患者昏倒的原因和机制。n2该患者属何种类型缺氧？n3该患者为何会有血浆HCO3-降低？为什么会有 呼吸和心率加快？二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia）n概念：n血液性缺氧是指由于红

10、细胞数量 和血红蛋白含量减少，或血红蛋白的 性质发生改变，致血液携氧能力降低 ，血氧含量减少，或血红蛋白结合的 氧不易释出所引起的缺氧，而导致组 织缺氧。（一）原因(causes)血液性缺氧最主要的原因是由于红细胞数量和血红蛋白含量减少n贫血（anemia）n单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量减少n氧容量降低，氧含量随之减少。n高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia）n血红蛋白的二价铁，在氧化剂的作用下，可氧化成三 价铁，形成高铁血红蛋白（methemoglobin,HbFe3+OH），也 称变性血红蛋白或羟化血红蛋白。n高铁血红蛋白与氧的亲和力增高，导致氧离曲线左移 ，使组织缺

11、氧。n较常见的是食用大量含硝酸盐的腌菜后，经肠道细菌 将硝酸盐还原为亚硝酸盐，吸收后形成高铁血红蛋白血症， 当血液中HbFe3+OH达到15g/L时，皮肤、粘膜可出现青紫色 ，称为“肠源性发绀”（enterogenous cyanosis）。n碳氧血红蛋白血症（ carboxyhemoglobinemia, HbCO）特点1.CO与氧的亲和力比Hb与氧的亲和力 大 210倍.2.HbCO无携带氧的能力.3. CO抑制红细胞糖酵解，2，3-DPG 减少n血红蛋白与氧的亲和力异常增高见于碱中毒；输入大量库存血（二）血氧变化特点(characteristics of blood oxygen) 动脉

12、血氧分压 血氧容量 动-静脉血氧差 皮肤粘膜正常降低正常 动脉氧饱和度 动脉血氧含量降低或正常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咖啡色 樱桃红色三、循环性缺氧（Circulatory Hypoxia）n概念：n循环性缺氧是指由于血流速度减慢 ，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（hypokinetic hypoxia）。n分类：n局部性的（如血管狭窄或阻塞）；n全身性的（如心力衰竭、休克）。n缺血性缺氧（ischemic hypoxia）；（一）原因(causes)n全身性循环障碍n局部性循环障碍（二）血氧变化特点 (character

13、istics of blood oxygen) 动脉血氧分压 血氧容量 动-静脉血氧差 皮肤粘膜正常增高正常 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（Histogenous Anoxia）n概念：n由于组织细胞利用氧的能力不足而引起 的缺氧称为组织性缺氧。（一）原因(causes)n组织中毒 n线粒体功能受抑制n呼吸酶合成减少n线粒体损伤NADH琥珀酸FMNFAD胍乙腚 巴比妥 鱼藤酮 CoQcyt bcyt c1cyt ccyt aa3O2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n组织水肿 n组织

14、间液和细胞内液的异常增多，使气体弥散距离 增大，引起内呼吸障碍。n组织需氧过多 n如冠状动脉硬化的病人运动或情绪激动时，心肌耗 氧量增加可诱发心绞痛。（二）血氧变化特点 (characteristics of blood oxygen)动脉血氧分压血氧容量动静脉血氧差 皮肤粘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变化和皮肤粘膜改变缺氧类型动脉血 氧分压动脉血 氧饱和度血氧容量动脉血 氧含量动-静脉 血氧差皮肤粘膜乏氧性 缺氧N或N紫绀血液性 缺氧NN苍白 咖啡色 樱桃红色循环性 缺氧NNNN苍白 发绀组织性 缺氧NNNN鲜红色缺氧虽

15、分为上述四型，但在实际情况中所见的 ，往往是混合型。例如失血性休克，既有血红蛋白 减少所致的血液性缺氧，又有有微循环障碍所致的 循环性缺氧。又如心力衰竭，既有循环障碍引起的 循环性缺氧，又可继发肺淤血、水肿而引起呼吸性 缺氧。第三节 缺氧时机体的机能代谢变化 (Functional and Metabolic Changes of the Body in Hypoxia)特点：n缺氧对机体的影响取决于缺氧发生的程度、速度、持 续时间和机体的机能代谢状态。n代偿反应：轻、短。n机能代谢障碍：重、长，代偿不全n急性缺氧是由于机体来不及代偿而较易发生代谢的机 能障碍。 各种类型的缺氧，既有相似之处，

16、又各具特点，O2O2O2O2HIF-1一、缺氧时机体的代偿性反应 (Compensatory Responses)颈动脉体肺血管血管内皮特定的氧 感受细胞代谢酶类肺通气循环代偿红细胞 增多糖酵解增强毛细血管增生肺血管 收缩颈动脉体（一）呼吸系统主动脉体 颈动脉体肺通气肺泡通气量PaO2PAO2PaCO2CO2 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/血流慢性缺氧 使之钝化肾脏排 出HCO3-CSF HCO3- CSF pH2-3天之后：PaO2久居高原者较世居平原人颈动脉体大 6.7倍； 慢阻肺比正常人大1倍； 慢性低张性缺氧早期，颈动脉体增大 ，嗜锇小体的中心缩小，晕轮加宽，有 时整个嗜锇小体被空泡所取代；特点(characteristics)：n 肺通气量