第五章缺氧.ppt

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1、1,缺氧,病 理 生 理 学 教 研 室,2,空气 呼吸道 肺 呼吸膜 血 血液循环 细 酶 生物 中氧 泡 液 胞 氧化 肺通气 肺换气 氧的运输 氧的利用 外呼吸 内呼吸 氧的供给 氧的摄取、运输和利用过程,物理溶解氧 化学结合氧,3,一、概念concept,缺氧是指由于氧的供给不足和/或利用障碍，以致组织的机能、代谢，甚至形态结构都可能发生异常变化的病理过程。,4,二、反映血氧变化的指标 （Parameters of blood oxygen）,PaO2 arterial partial pressure oxygen 13.3kPa ( 100mmHg ) PvO2 venous pa

2、rtial pressure oxygen 5.33kPa ( 40mmHg ),1.血氧分压PO2 ( partial pressure oxygen ),(1) 概 念 是指物理溶解于血液中的氧所产生的张力。,(2) 正常值,5,PaO2 吸入气氧分压 肺的外呼吸功能 PvO2 取决于内呼吸状况, 影响因素,6,二、反映血氧变化的指标,是指100ml血液中的血红蛋白 充分氧合时的最大带氧量。,(2)正常值 20ml/dl,(3)影响因素 血红蛋白的数量和质量,2.血氧容量 CO2 max,oxygen binding capacity in blood,(1)概念,7,二、反映血氧变化的指

3、标,(2)正常值 动脉血氧含量（CaO2） 静脉血氧含量（CvO2） 14ml/dl 动静脉氧含量差（Ca-vDO2） 5 ml/dl Arteriovenous difference of oxygen content,19ml/dl,(1)概 念,是指100ml血液实际的带氧量,3.血氧含量 CO2 (oxygen content in blood),8,二、反映血氧变化的指标,CO2 氧分压 氧容量,Ca-vDO2 反映组织的摄氧量,影响因素,9,二、反映血氧变化的指标,(1)概 念 是指血红蛋白结合氧的百分数 血氧含量溶解氧量 氧容量 (2)正常值 SaO2 9597 SvO2 75,

4、100 ,4. 血氧饱和度SO2,( oxygen saturation of hemoglobin ),10,二、反映血氧变化的指标, 影响因素, 2,3-DPG H+ CO2 血液温度, 血氧分压,11,12,二、反映血氧变化的指标,5. P50 (1)概念 是指血红蛋白氧饱和度为50的氧分压 (2)正常值 3.47 3.60kPa(26 27mmHg) 意义 是反映血红蛋白与氧亲和力强弱的 指标 P50 增大，氧离曲线右移 血红蛋白 与氧亲和力 P50 减小 , 氧离曲线左移血红蛋白 与氧亲和力,13,14,三、各种类型的缺氧,（一）低张性缺氧（hypotonic hypoxia） 1.

5、概念 以 PaO2降低为基本特征的组织供 氧不足。 （又称低张性低氧血症 hypotonic hypoxemia),15, 吸入气氧分压过低 （大气性缺氧） Atmospheric hypoxia, 静脉血分流入动脉 （静脉血掺杂） Venous admixture, 外呼吸功能障碍 （呼吸性缺氧） Respiratory hypoxia,2.原 因,16,三、各种类型的缺氧,3.组织缺氧机理 血液与线粒体的氧分压差降低 氧弥散速度减慢 组织,氧供不足。,17,三、各种类型的缺氧,PaO2 SaO2 CO2 max N 、 CaO2 Ca-vDO2 、 N,发 绀,5. 皮肤粘膜颜色:,4.

6、血氧变化,18,增加到5g/dl以上可使皮肤与粘膜呈,（cyanosis),发绀：毛细血管中脱氧血红蛋白平均浓度,青紫色，称为发绀。,发绀是低张性缺氧的特征， 但有两种情况例外： 贫血 有血液性缺氧 不发绀 红细胞增多症 无低张性缺氧 发绀,19,三、各种类型的缺氧,是指由于血红蛋白数量减少或性质改变， 以致动脉血氧含量降低或血红蛋白结合 的氧不易释放所引起的组织缺氧。 又称等张性缺氧（isotonic hypoxia）,（二）血液性缺氧（hemic hypoxia）,1. 概 念 concept,20,2.原因 cause 严重贫血 Hb数量减少 （贫血性缺氧）anemic hypoxia,

7、21,. 碳氧血红蛋白（carboxyhemoglobin HbCO） 形成，Hb失去携氧能力., 一氧化碳(carbon monoxide co)中毒 Hb性质改变,. CO同部分血红素结合将增加其余血红素 对氧的亲和力，使解离曲线左移。,. CO抑制红细胞内糖酵解，2,3- DPG生成 减少氧离曲线左移， HbO2释放O2减少。,22,三、各种类型的缺氧,氧化剂 Hb-Fe2+ Hb-Fe3+ 正常血红蛋白 高铁血红蛋白 （变性血红蛋白）, 高铁血红蛋白血症 Hb性质改变,Methemoglobin, Hb-Fe3+ OH,23,高铁血红蛋引起缺氧的机理 . 高铁血红蛋白三价铁与羟基牢固结

8、,. 氧离曲线左移：高铁血红蛋白未氧化,合失去带氧能力,的 Fe2+ 与氧的亲和力增高,24,三、各种类型的缺氧,肠源性紫绀（enterogenous cyanosis） 腌菜 肠 硝酸盐 亚硝酸盐 细菌 Hb-Fe2+ Hb-Fe3+ 正常血红蛋白 高铁血红蛋白 美兰 肠源性紫绀的发生机理,皮肤粘膜青紫、头痛、衰弱、昏迷、呼吸困难、心动过速等症状,25,三、各种类型的缺氧,3.组织缺氧机理 毛细血管中平均氧分压降低 4.血氧变化 PaO2 N SaO2 N CO2 max 、N Ca-vDO2 ,CaO2 ,26,毛细血管动脉端 毛细血管静脉端,PaO2 N CaO2 N,PvO2 CvO2

9、 ,毛细血管中平均氧分压,毛细血管中平均氧分压 ,PaO2 N CaO2,PvO2 CvO2,27,三、各种类型的缺氧,原 因 皮肤粘膜颜色 严重贫血 苍白 一氧化碳中毒 樱桃红 高铁血红蛋白血症 咖啡色或类似发绀,5. 皮肤粘膜颜色,血液性缺氧的皮肤粘膜颜色,28,三、各种类型的缺氧,（三）循环性缺氧（circulatory hypoxia） 又称低动力型缺氧（hypokinetic hypoxia） 1. 概念 是指由于组织血流量减少或血流速度 减慢而引起的组织供氧不足 。,29,三、各种类型的缺氧, 组织淤血 :,缺血性缺氧 （ischemic hypoxia）,淤血性缺氧 （conge

10、stive hypoxia）, 组织缺血: 动脉压降低 动脉阻塞,2.原 因,静脉回流受阻,cap床淤血,30,三、各种类型的缺氧,3. 组织缺氧机理： 单位时间内供氧不足 4. 血氧变化 PaO2 N SaO2 N CO2 max N CaO2 N Ca-vDO2 ,31,5. 皮肤粘膜颜色： 缺血性缺氧 苍白 淤血性缺氧 发绀,三、各种类型的缺氧,32,PaO2 N CaO2 N,PaO2 N CaO2 N,PvO2 CvO2,PvO2 CvO2,33,三、各种类型的缺氧,（四）组织性缺氧（histogenous hypoxia） 1.概 念 是指由于组织细胞利用氧障碍所引起 的组织缺氧。

11、又称氧利用障碍性缺氧 （dysoxidative hypoxia）,34,NADH FMN Cytb c aa3 O2,FADH2,CN,35,三、各种类型的缺氧, 抑制细胞氧化磷酸化:氰化物、硫化物 （组织中毒性缺氧）histotoxic hypoxia 线粒体损伤 放射线照射、细菌毒素、 吸入高压氧 损伤线粒体 组织供氧不足 抑制线粒体功能 维生素缺乏 呼吸酶合成障碍,2.原 因,36,三、各种类型的缺氧,3.组织缺氧机理 线粒体利用氧障碍 4.血氧变化 Ca-vDO2 5.皮肤粘膜颜色：玫瑰红色,37,四、机能、代谢变化,（一）呼吸系统的变化（Respiratory system） 1.

12、 代偿性反应（Compensatory Responses） 呼吸运动增强 PaO2（60mmHg）呼吸运动增强,Functional and Metabolic Changes,肺泡通气量增加 PaO2 胸廓运动 静脉回流 CO及肺血流量；血液摄取、运输氧,38, 初入高原：呼吸增强 比海平面高65 数日后：呼吸增强 5 7倍 久居高原：仅比海平面高65, 高原居民通气量的时相变化,39,2.损伤性变化 高原肺水肿 肺毛细血管压增高 肺微血管壁通透性增高 呼吸衰竭 PaO2过低直接抑制呼吸中枢,四、机能、代谢变化,40,四、机能、代谢变化,1.代偿性反应 （Compensatory Resp

13、onses） 心输出量增加（cardiac output） 机理 .心率加快 .心肌收缩力增强 .静脉回流量增加 作用 提高全身组织的血供和供氧量,（二）循环系统的变化（ Circulatory system）,41,四、机能、代谢变化,血流重新分布(Blood redistribution), 机理 .交感神经兴奋作用 皮肤、内脏、骨骼肌血管收缩等 .心、脑血管生成乳酸、腺苷、 PGI2 血管扩张 缺氧心脑血管平滑肌膜KCa和KATP开放 K外 流 C膜超极化 Ca2+内流减少 血管扩张, 作用 保证重要脏器的血供,42,缺氧 组织肥大细胞、肺泡巨噬细胞 血管内皮细胞、 平滑肌细胞 LTs、

14、 TXA2、ET 血 管 组胺、NO、PGI2等 收 缩,肺血管收缩 机理 .神经机理： 缺氧 交感兴奋，作用于 a R 血管收缩,.体液机理：,43,缺氧 Kv关闭 K+外流 膜电位 膜去 减 少 降 低 极化 电压依赖性 Ca2+ 内 血 管 钙通道开放 流增加 收 缩,四、机能、代谢变化, 作用 维持V/Q比值,.直接机理：,44,毛细血管增生 （ Capillary proliferation）,四、机能、代谢变化,长期 缺氧诱导因子 血管内皮生长因 缺氧 hypoxia inducible 子基因表达增加 factor-1 HIF-1 脑、心、骨骼肌显著 毛细血管增生 细 胞 供 血

15、氧弥散 氧 增 加 距离缩短,45,四、机能、代谢变化, 肺动脉高压 心力衰竭,2.损伤性变化,. 肺血管收缩 . 平滑肌和成纤维细胞肥大、增生 . RBC 血液粘滞性 ,46,. 缺氧ATP不足 .心肌a转运和分布异常 . 红细胞增加 心肌射血阻力增大 . 严重缺氧心肌发生变性、坏死。, 心肌的收缩与舒张功能,47, 心律失常,.心动过缓 .期前收缩与室颤 .完全传导阻滞,48,. 呼吸中枢抑制，胸廓运动减弱, 静脉回流,. 乳酸、腺苷等代谢产物增加， 引起外周血管舒张，回流, 回心血量减少,49,四、机能、代谢变化, 红细胞和血红蛋白增多 慢性缺氧低氧血症 肾小管旁间 质细胞 促红细胞生成

16、素 （ erythropoietin EPO）,changes of hemic system,（三）血液系统的变化,Compensatory Responses,1.代偿性反应,50,四、机能、代谢变化,对PGK 、DPGM的抑制 ，糖酵解增强；, 2,3-DPG增加，氧合血红蛋白解离曲线右移,. 2,3-DPG增加的原因,激活磷酸果糖激酶 糖酵解 抑制 2,3-DPG磷酸酶 2,3- DPG分解, 代偿性通气过度 呼吸性碱中毒 Hb偏碱性,PH, PaO2 Hb Hb-2,3-DPG 2,3-DPG ，,51,52,53,四、机能、代谢变化,. 2,3-DPG增加使氧离曲线右移的机理, 2

17、,3-DPG与 Hb结合，稳定其空间结构，,使之不易氧合。, 2,3-DPG ， RBC内pH ，,Hb与O2亲和力 。,54,（三）血液系统的变化, RBC ，血流阻力 ，心脏负荷,2. 损伤性变化,妨碍 Hb与结合，失去代偿作用。,加大，易心衰。, 氧离曲线右移，吸入气过低，,55,四、机能、代谢变化,（四）组织细胞的变化, 细胞利用氧的能力增强 糖酵解增强 肌红蛋白增加 低代谢状态,1.细胞的适应 Cellular adaptation,56,（四）组织细胞的变化 细胞缺氧反应 缺氧 组织细胞 颈动脉体 血管平滑 肾小管 产血管内皮生长 化学感受器 肌 细 胞 间质细胞 因子的细胞 神经

18、介质 某些改变 促红素增多 基因表达增加 呼吸增强 舒缩反应 红细胞增加 血 管 增 生,四、机能、代谢变化,及机制,57,活性氧 缺氧 NAD (P)H/NAD(P) GSH/GSSG,缺氧诱导因子-1活性 (HIF-1),Hypoxia inducible factor-1,HIF-1入核,结合启动子基因,基因表达,蛋白质合成,影响细胞代谢,缺氧 细胞膜离子通道变化 膜电位、功能变化,58,四、机能、代谢变化,（四）组织细胞的变化 2. 损伤性变化 细胞膜的变化：细胞膜通透性增加 线粒体的变化,Ca 2 +,Na+,K+,溶酶体的变化,59,（五）中枢神经系统变化,急性：头痛、情绪激动、思

19、维力、记忆力 慢性：易疲劳、嗜睡、注意力不集中、抑郁 严重：烦躁不安、惊厥、昏迷、死亡,脑重2% 血量15% 耗氧23%极为敏感,(Dysfunction of CNS),60,Mechanism of Dysfunction of CNS,同脑水肿和脑细胞受损有关 脑水肿发生机制 缺氧直接扩张脑血管,增加脑血流和Cap内压, 组织液生成增加。 2.缺氧酸中毒,cap通透性增加,造成间质性脑水肿。 3.缺氧ATP减少,钠泵障碍,脑细胞肿胀。 4.脑水肿、脑充血,颅高压,压迫脑血管,加重缺血,缺氧。,61,五、缺氧治疗的病理生理基础,（二）oxygen treatment 吸氧，对低张性缺氧效果

20、最好 但静脉血掺杂的低张性缺氧吸氧效果不佳， 血液性、循环性和组织性缺氧PaO2 和SaO2 正常，吸高浓度氧，SaO2增加有限，但可 增加物理溶解的氧，提高血液与组织间的 PO2梯度。,Pathophysiological principle of hypoxia therapy,（一）etiology therapy 首先消除引起缺氧的原因,62,谢谢！,再见！,63,A. 循环性缺氧 B. 乏氧性缺氧 C. 血液性缺氧 D. 组织中毒性缺氧 E. 低动力性缺氧,1. 严重贫血可引起,64,A. 大气供氧不足 B. 血中红细胞数减少 C. 组织供血量减少 D. 血中红细胞数正常但血红蛋白减少 E. 肺泡弥散到循环血液中的氧量减少,2. 循环性缺氧可由下列何种原因引起,65,A.向组织供氧不足或组织利用氧障碍 B. 吸入气中氧含量减少 C. 血液中氧分压降低 D. 血液中氧含量降低 E. 血液中氧容量降低,3. 缺氧是由于,66,A. 心力衰竭 B. 呼吸衰竭 C. 室间隔缺损 D. 氰化物中毒 E. 慢性贫血,4. 血氧容量正常，动脉血氧分压和 血氧含量正常，而动-静脉血氧含 量差变小见于,67,A. 心脏 B. 大脑 C. 肺 D. 肾 E. 肾肠道,5. 对缺氧最敏感的器官是,