《病理生理学整理7.缺氧.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《病理生理学整理7.缺氧.docx（9页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、缺氧一、常用的血氧指标1 ,血氧分压PO2定义：物理溶解于血液中的氧所产生的张力。正常数值：动脉血氧分压PaOz为IOommHg,静脉血氧分压PvOz为40mmHg0影响因素：PaOz取决于吸入气的氧分压和肺的通气和弥散功能。PvOz取决于组织细胞对氧的摄取和利用情况。2 .血氧容量定义：是指在氧分压为15OmmHg,二氧化碳分压为40mmHg,温度为38时，在体外IoOml血液中的血红蛋白（Hb）所能结合的氧量，即Hb充分氧合后的最大携氧量。影响因素：取决于血液Hb中的含量及其与Oz结合的能力。正常数值：血氧容量为20mldl03 .血氧含量CO2定义：为IOoml血液中实际含有的氧量，包括
2、物理溶解的和化学结合的氧量。影响因素：取决于血氧分压和血氧容量。正常数值：正常动脉血氧含量（CaOz）约为19mldl,静脉血氧含量（CVO2）约为14ml/dI。动-静脉氧含量差（CaO?-CVo2）反映组织的摄氧能力，正常时约为5mI/dIO4 .血红蛋白氧饱和度SO2定义：指血液中氧合Hb占总Hb的百分数，约等于血氧含量与血样容量的比值。正常数值：正常动脉血氧饱和度（SaOz）为95%98%,静脉血氧饱和度（SvO2）为70%75%影响因素：PO2、PH、温度、PCO2红细胞内2,3-二磷酸甘油酸。PH下降、温度升高、PCOz升高或2,3-DPG增多时，亲和力下降，曲线右移。P50:Hb
3、与氧的亲和力可用P50来反映，它是指血红蛋白氧饱和度为50%时的血氧分压，正常为2627mmHgP50增大反映Hb与氧的亲和力降低。二、缺氧的原因、分类和血氧变化的特点1.低张性缺氧定义：以动脉血氧分压降低、血氧含量减少为基本特征的缺氧称为低张性缺氧原因：1 .吸入气氧分压过低（高海拔等）2 .外呼吸功能障碍（肺通气、肺换气障碍）3 .静脉血分流入动脉（房室间隔破损伴肺动脉狭窄或高压）带点：1 .各指标变化见下图2 .正常毛细血管血液中脱氧血红蛋白浓度约为2.6gdl低张性缺氧时，动、静脉血中的脱氧血红蛋白浓度增高。当毛细血管血液中脱氧血红蛋白浓度达到或超过5gdl时，皮肤和黏膜呈青紫色，称为
4、发组。2.血液性缺氧定义：由于血红蛋白含量减少，或血红蛋白性质改变，使血液携氧能力降低或与血红蛋白结合的氧不易释出引起的缺氧，称为血液性缺氧。原因：1.血红蛋白减少。2 .CO中毒（CO与Hb的亲和力是氧的210倍、CO与Hb分子中的某个血红素结合后，将增加其余3个血红素对氧的亲和力，使Hb结合的氧不易释放、CO还可抑制红细胞内糖酵解，使3 ,3-DPG生成减少）4 .高铁血红蛋白血症（血红素中的二价铁可在氧化剂的作用下氧化成三价铁，食用大量含硝酸盐食物后，硝酸盐经肠道细菌作用还原为亚硝酸盐，吸收入血后使大量血红蛋白被氧化，形成高铁血红蛋白血症，皮肤、黏膜可出现青紫色，称为肠源性发绡。）5 .
5、血红蛋白与氧的亲和力异常增高：输入大量库存血、碱性液体。特点:1 .外呼吸功能正常，氧的摄入和弥散正常，PaOz正常。2 .SaOz正常或降低，贫血以及Hb与Oz亲和力增强引起抉氧时，SaOz正常，CO中毒和高铁血红蛋白血症引起缺氧时，SaOz可降低。3 .血红蛋白含量减少（贫血）或性质改变（CO中毒、高铁血红蛋白形成），使血氧容量降低，血氧含量减少。4 .贫血患者，毛细血管床中的平均血氧分压较低，血管-组织间的氧分压差减小，氧向组织弥散的驱动力减小，动-静脉氧含量差减小。6.贫血患者皮肤、黏膜呈苍白色；CO中毒患者，当HbCO增至50%时，皮肤、黏膜呈樱桃红色；Hb与O2的亲和力异常增高时，
6、皮肤、黏膜呈鲜红色；高铁血红蛋白血症患者，皮肤、黏膜呈棕褐色（咖啡色）或类似发绡的颜色。3.循环性缺氧定义：指因组织血流量减少使组织供氧量减少所引起的缺氧。其中，因动脉血灌流不足引起的缺氧称为缺血性缺氧，因静脉血回流障碍引起的缺氧称为淤血性缺氧。原因：1 .全身性循环障碍（心力衰竭和休克）2 .局部性循环障碍钟点：1 .外呼吸功能正常，氧的摄入和弥散正常，PaOz正常，动脉血氧饱和度也正常。2 .血红蛋白的质和量没有改变，血氧容量和血氧含量正常。3 .循环障碍使血液流经组织毛细血管的时间延长，细胞从单位容量血液中摄取的氧量增多，同时由于血流淤滞，二氧化碳含量增加，使氧离曲线右移，释氧增加，动-
7、静脉血氧含量差增大。但单位时间内流经毛细血管的血流量是减少的，因而组织实际获得的氧量是减少的。4 .缺血性缺氧时，组织器官苍白。瘀血性缺氧时，组织器官呈暗红色。由于细胞从血液中摄取的氧量较多，毛细血管中脱氧血红蛋白含量增加，易出现发缉。4.组织性缺氧定义：在组织供氧正常的情况下，因组织、细胞氧利用障碍，引起ATP生成减少，该现象称为组织性块氧或氧利用障碍性缺氧。原因：1 .药物对线粒体氧化磷酸化的抑制1)呼吸链受抑制：兔化物中毒时，使细胞色素氧化酶不能还原，失去传递电子的功能，呼吸链中断，生物氧化受阻。2)氧化磷酸化解偶联2 .呼吸酶合成减少(维生素缺乏)3 .线粒体损伤特点:1 .各指标见下
8、图2 .细胞用氧障碍，毛细血管中氧合血红蛋白较正常时为多，患者皮肤可呈红色或玫瑰红色。表72各型缺H的原因和血叙变化特点缺氯类型动脉血氧分压(PaO2)动脉血粒含量(CaO2)动脉血就容(CaO2max)动脉血就饱和度(SaO2)动-静脉血粒含H(CaO2-CvO2)低张性缺氧IIN或IN或1血液性跳醇NIN或JN或1I循环性缺氧NNNN组织性缺气NNNN1三、缺氧时机体的功能与代谢变化1 .呼吸系统的变化(1)肺通气量增大反应：呼吸加深加快意义：呼吸加深加快可把原来未参与换气的肺泡调动起来，增大呼吸面积，提高氧的弥散，同时更多的新鲜空气进入肺泡，提高肺泡气氧分压、PaOz和SaO2o呼吸深快
9、时胸廓活动幅度增大，胸腔负压增加，促进静脉回流，回心血量增多，促使肺血流量和心输出量增加，有利于气体在肺内的交换和氧在血液的运输。机制：进入高原初期肺通气反应增强是由低PaOz刺激外周化学感受器引起的，但此时的过度通气可导致低碳酸血症和呼吸性碱中毒。在高原久停留的人由于外周化学感受器对低氧的敏感性降低,通气反应逐渐减弱。(2)高原肺水肿临床表现：呼吸困难，严重发绡，咳粉红色泡沫痰或白色泡沫痰，肺部有湿啰音等。发生机制：缺氧引起肺血管收缩，肺动脉压增高，肺毛细血管内压增高，血浆、蛋白和红细胞经肺泡-毛细血管壁漏出至间质或肺泡。缺氧可引起肺血管内皮细胞通透性增高，液体渗出增加。缺氧时外周血管收缁，
10、肺血流量增多，液体容易外漏。肺水清除障碍：肺泡上皮具有主动转运清除肺泡内液体的功能。缺氧时肺泡上皮的钠水主动转运系统相关蛋白表达降低，对肺泡内钠和水的清除能力降低。(3)中枢性呼吸衰羯临床表现：呼吸抑制，呼吸节律和频率不规则，出现周期性呼吸甚至停止。周期性呼吸表现为呼吸加强与减弱减慢甚至暂停交替出现，常见的有潮式呼吸和间停呼吸两种形式。潮式呼吸其特点是呼吸逐渐增强、增快，再逐渐减弱、减慢与呼吸暂停交替出现。间停呼吸其特点是在一次或多次强呼吸后继以长时间呼吸停止之后再次出现数次强的呼吸。2 .循环系统的变化(1)心脏功能和绥构的变化1)心率急性轻度或中度缺氧时，低氧通气反应增强，呼吸运动增强刺激
11、肺牵张感受器，反射性兴奋交感神经，使心率加快，有利于增加血液循环和氧的运揄，是机体对缺氧的一种代偿性反应。严重缺氧可直接抑制心血管运动中枢，并引起心肌能量代谢障碍，使心率减慢。2)心肌收缩力缺氧初期，交感神经兴奋，作用于心脏B-肾上腺素能受体，使心肌收缩力增强。以后，若心肌细胞本身发生了缺氧，则可降低心肌的舒缩功能，使心肌收缩力减弱。极严重的缺氧可直接抑制心血管运动中枢，并引起心肌的能量代谢障碍和心肌收缩蛋白破坏,使心肌收缩力减弱。3)心输出量临床表现：心揄出量进入高原初期，心输出量增加，久居高原后，心输出量逐渐回降。机制：低张性缺氧时，交感神经兴奋使心率加快、心肌收缩力增强，以及因呼吸运动增
12、强而致的回心血量增加，均可使心输出量增加。极严重的缺氧可因心率减慢、心肌收缩力减弱以及回心血量减少，使心揄出量降低。恚义：心输出量增加有利于增加对器官组织的血液供应，是急性缺氧时的重要代偿机制。4)心律临床表现：严重缺氧可引起窦性心动过缓、期前收缩，甚至发生心室颤动。机制：PaOz过度降低可经颈动脉体反射性地兴奋迷走神经，引起窦性心动过缓。缺氧时细胞内外离子分布改变，心肌细胞内(减少，Na/增多，静息膜电位降低，心肌兴奋性和自律性增高，传导性降低，易发生异位心律和传导阻滞。5)心脏结构改变：久居高原或慢性阻塞性肺疾病患者，由于持久的肺动脉压升高和血液黏滞度增加，使右心室负荷加重，右心室肥大，严
13、重时发生心力衰竭。(2)血流重分布临床表现：缺氧时，全身各器官的血流分布发生改变，心和脑的血流量增多，而皮肤、内脏、骨骼肌和肾的组织血流量减少。机制：皮肤、内脏和肾脏的血管-肾上腺素受体密度高，对儿茶酚胺的敏感性较高，扶氧时交感神经兴奋、儿茶酚胺释放增多，这些部位的血管收缩明显，血流量减少。局部代谢产物对血管的调节：心脏和脑组织缺氧时产生大量的乳酸、腺苔、PCI等代谢产物，这些代谢产物可引起局部组织血管扩张，从而使组织血流量增多。不同器官血管对缺氧的反应性不同：缺氧引起心、脑血管平滑肌细胞膜的Ca?激活钾通道(KQ和ATP敏感性钾通道(KATP)开放，钾外流增多，细胞膜超极化，Ca?内流减少，
14、血管平滑肌松弛，血管扩张。与之相反，缺氧引起肺血管平滑肌细胞膜钾离子通道关闭，细胞膜去极化，C/内流增多，肺血管收缩。代偿意义：保证缺氧时心、脑的血氧供应。(3)肺掂环的变化1)缺氧性肺血管收缩：定义：肺循环的特点是流量大、压力低、阻力小、容量大，有利于使流经肺的血液充分氧合。肺泡气PO?降低可引起该部位肺小动脉收缩，称为缺氧性肺血管收缩(HPR)。HPR的生理学意义：减少缺氧肺泡周围的血流，使这部分血流转向通气充分的肺泡，有利于维持肺泡通气与血流的适当比例，从而维持较高的PaO20机制：缺氧抑制肺血管平滑肌钾通道：肺动脉平滑肌细胞上有电压依赖性钾通道(KJ、KCo和Katp,其中凡是决定肺动
15、脉平滑肌细胞静息膜也位的主要钾通道，急性缺氧可抑制该通道的开放，使K外流减少，细胞膜去极化，电压控制的钙离子通道开放，Ca?内流增多引起血管收缩。钾通道开放剂和钙离子通道阻断剂均可抑制HPRo缺氧时平滑肌活性氧产生增多：缺氧引起肺血管平滑肌细胞线粒体功能障碍，导致活性氧(ROS)产生增多。ROS可抑制KV通道，使Ca?内流增多。同时，ROS可激活肌浆网上的雷诺丁受体(RyR),促进肌浆网释放钙，使细胞内游离钙增多，血管收缩。缩血管物质增多，舒血管物质减少：缺氧时，血栓素A2、内皮素、血管紧张素II、5-羟色胺等缩血管物质产生增多，而一氧化鼠、前列环素、肾上腺髓质素、心房钠尿肽等舒血管物质产生减
16、少，导致肺血管收缩。交感神经兴奋：肺小动脉Q-肾上腺素受体分布密度高，与去甲肾上腺素的亲和力大，且有实脸证明，随着氧分压降低，肺血管平滑肌表面的-肾上腺素受体增多，B受体减少。缺氧时，交感神经兴奋，经受体引起肺血管收缩。2)缺氧性肺动脉高压：定义：慢性抉氧不仅使肺小动脉长期处于收缩状态，还可引起肺血管结构改建，表现为无肌型微动脉肌化，小动脉中层平滑肌增厚，管腔狭窄，同时肺血管壁中胶原和弹性纤维沉积，血管硬化，顺应性降低，形成持续的缺氧性肺动脉高压(HPH)。机制：长期缺氧可选择性抑制肺动脉KV通道a亚单位的表达，使外向性K.电流减少，细胞膜去极化，C/内流增加，在引起血管收缩的同时促进平滑肌细
17、胞增殖。缺氧可引起缩血管物质产生增多，舒血管物质产生减少，它们在引起血管收缩的同时，可促进血管平滑肌细胞、成纤维细胞增殖，以及细胞外基质沉积。缺氧时细胞内ROS增多，可激活RhOA、RhO激酶，进而提高肌球蛋白轻链的磷酸化水平(MLC-P),引起平滑肌持续收缩。同时，RhOA可与缺氧诱导因子-1(HIF-1)一起，上调多种增殖相关基因的表达,促进细胞增殖。肺血管持续收缩，可通过细胞骨架应力变化等途径促进细胞增殖（图7-5）。“动H1高压7-5缺税性肺动脓离压发生机制示意图S内皮lwlll- -（4）组织毛细血管的增生定义：慢性缺氧可引起组织中毛细血管增生，尤其是心脏和脑的毛细血管增生更为显著。
18、机制：缺氧时HIFT表达增多，上调血管内皮生长因子（VECF）等基因的表达，进而促进毛细血管增生。另外，缺氧时ATP生成减少，腺苔增多，也可刺激血管生成。意义：组织中毛细血管增生、密度增大，缩短了氧从血管向组织细胞弥散的距离，增加了组织供氧量，具有代偿意义。三、血液系统的变化（1）红细胞和血红蛋白增多原因：慢性缺氧时红细胞增多主要是由骨髓造血增强所致。机制：缺氧引起肾小管旁间质细胞内HIFT表达增多，活性增高，促进促红细胞生成素（EPO）基因表达，使EPO合成释放增多。EPo主要通过调节红系的增生和分化、抑制原红细胞和早幼红细胞洌亡等途径，使红细胞生成增加。（2）红细胞内2,3-DPG增多、红
19、细胞释氧能力增强表现:缺氧时，红细胞中的2,3-DPC含量增多，氧离曲线右移，有利于红细胞释放出更多的氧，供组织、细胞利用。机制：生成增多。低张性缺氧时氧合血红蛋白（HbO”减少，脱氧血红蛋白（HHb）增多。Hbo2的中央孔穴小不能结合2,3-DPG,而HHb的中央空穴大可结合2,3-DPC。HHb增多，对2,3-DPG的结合增加,红细胞内游离的2,3-DPG减少，使2,3-DPG对磷酸果糖激酶和DPCM的抑制作用减弱，从而使糖酵解增强，2,3-DPG生成增多。另外，缺氧时代偿性过度通气引起呼吸性碱中毒，以及由于HHb稍偏碱性，致使PH增高，激活磷酸果糖激酶使糖酵解增强，同时增强DPCM的活性
20、，2,3-DPG合成增加。分解减少。PH增高可抑制DPCP的活性，使2,3-DPG分解减少（图7-7）。DPGPATp 6-P-F-6-P-G-G过度通气一呼胃pHt脱氧Hbt1,3-一磷酸甘油酸2,3DPG-Hbt、2,3-DPG吧J3鼻酸甘油酸比/2厘甘油酸2-磷酸烯稗式丙制酸-内酮酸f乳酸图7-7缺就时红细胞2t3QPG增多的机制四、中枢神经的变化脑的氧耗量占机体总氧耗量的23%。脑组织的能量主要来源于葡萄糖的有氧氧化，而脑内葡萄糖和氧的储备量很少，因此脑组织对缺氧极为敏感。急性缺氧可引起头痛、思维能力降低、情绪激动及动作不协调等。严重者可出现惊厥或意识丧失。慢性缺氧时神经精神症状较为缓
21、和，表现为注意力不集中，记忆力减退，易疲劳，轻度精神抑郁等。缺氧引起脑组织形态学变化主要是脑细胞肿胀、变形、坏死及间质脑水肿。五、组织细胞的变化(1)代偿性反应1 .细胞利用氧能力增强：线粒体数量增多、氧化酶增多。2 .无氧酵解增强3 .肌红蛋白增加，载氧能力高于血红蛋白。4 .低代谢状态(2)损伤性变化1 .细胞膜损伤缺氧时ATP生成减少，细胞膜上NaLK-ATP酶功能降低，加上缺氧时细胞内乳酸增多，pH降低，使细胞膜通透性升高，细胞内Na、水增多，细胞水肿；细胞内Na增多和K减少，还可使细胞膜电位负值变小，影响细胞功能。严重缺氧时，细胞膜对Ca”的通透性增高，Ca内流增多，同时因为细胞膜钙泵和肌浆网对钙的摄取均是主动转运过程，需水解ATP,由于缺氧时ATP减少使Ca*的外流和被肌浆网摄取减少，使胞质Ca”浓度增加。Ca可抑制线粒体的呼吸功能，激活磷脂酶，使膜磷脂分解。此外，Ca还可激活钙依赖的蛋白水解酶，使黄嚓吟脱复酶转变为黄嗦吟氧化酶，从而增加氧自由基的形成，加重细胞的损伤。2 .线粒体损伤当线粒体的氧分压降低到临界点时VImnlHg时，线粒体酶活性降低，更严重时出现结构损伤，呼吸功能降低。3溶酶体破裂溶酶体膜稳定性降低，通透性增高，严重时肿胀破裂。
