病理生理學(xué) 缺氧.ppt

第四章缺氧 高等教育出版社 新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室高建芝 本章主要內(nèi)容 缺氧的原因 分類和血氧變化特點 2 缺氧時機體的功能和代謝變化 3 缺氧治療的病理生理基礎(chǔ) 4 常用的血氧指標 1 氧氣的獲得和利用 氧氣的獲得和利用 外呼吸 內(nèi)呼吸 氣體在血液中的運輸 HbO2 HbO2 HbO2 低氧血癥 指動脈血氧含量明顯降低引起對組織供氧不足 Oxygencontentofthearterialbloodislowerthannormalthatiscalledhypoxemia 第一節(jié)常用的血氧指標 基本血氧指標 血氧分壓 血氧容量 血氧含量 概念正常值影響因素 意義 PaO2高低直接影響動脈血氧含量 O2與Hb結(jié)合 血氧飽和度 氧彌散速度 正常值 PaO2 80 110mmHg PvO2 5 32kPa 40mmHg 影響因素 吸入空氣的pO2 肺的呼吸功能 靜脈血摻雜程度 正常氧分壓 梯度 示意圖 氧容量 CO2max 定義 指PO2為19 95kPa 150mmHg PCO2為40mmHg和38 條件下 100ml血液中Hb所能結(jié)合的最大氧量 意義 血氧容量大小反映血液攜氧能力 Oxygen carryingcapacity 正常值 CO2max 8 92mmol L 1 34ml g 15gHb dl 20ml dl 影響因素 Hb的質(zhì) Hb結(jié)合氧的能力 和量 Hypoxia 氧含量 CO2 定義 指100ml血液實際含有的O2量稱為氧含量 包括結(jié)合氧和游離氧 意義 提示血液實際供氧水平 正常值 CaO2約8 47mmol L 19 3ml dl CvO2為5 35mmol L 14ml dl 影響因素 PaO2 Hb的量與質(zhì) Hypoxia 正常值 SaO2 93 98 SvO2 70 75 意義 反映Hb與氧的結(jié)合程度 影響因素 PaO2 血液的PH T PaCO2 2 3 DPG Factorsaffectingoxygendissociationcurve 即當Hb某亞基與O2結(jié)合或解離后 Hb變構(gòu) 其他亞基的親O2力 or Hb4個亞基的協(xié)同效應(yīng)便呈現(xiàn)S形的氧離曲線特征 機制 與Hb的變構(gòu)有關(guān) 氧合Hb為疏松型 R型 去氧Hb為緊密型 T型 R型的親O2力為T型的數(shù)百倍 PH7 2 PH7 4 PH7 5 1 上段 坡度較平坦 表明此時PO2變化大時 血氧飽和度變化小 意義 保證低氧分壓時的高載氧能力 2 中段 坡度較陡 PO2降低能促進大量氧離意義 維持正常時組織氧供 3 下段 坡度更陡 PO2稍有下降 血氧飽和度就急劇下降 意義 維持活動時組織氧供 衍生血氧指標 P50 為反映Hb與O2的親和力的指標 是指使氧飽和度達到50 時的血氧分壓 正常成人P50約為3 59kPa 27mmHg 動靜脈血氧差 即動脈血氧含量減去靜脈血氧含量所得的毫升 說明組織對氧消耗量 P50 定義 指使氧飽和度達到50 時的血氧分壓 意義 TheP50indicatesaffinityofhemoglobinforoxygen 正常值 3 47 3 6kPa 26 27mmHg 影響因素 H CO2 溫度 2 3 DPG Hypoxia 動 靜脈氧差 A VdO2 定義 指動脈血氧含量減去靜脈血氧含量的差值 意義 反映組織從血液攝取的氧量的多少和組織對氧利用的能力 正常值 A VdO2通常為2 23 3 57mmol L 5ml dl 8ml dl Hypoxia 影響因素 組織代謝率 PaO2 血液速度 Hb與O2的親和力 第二節(jié)缺氧的類型 原因和發(fā)病機制 肺部攝氧 血液攜氧 循環(huán)運氧 組織用氧 低動力性缺氧 血液性缺氧 循環(huán)性缺氧 乏氧性 血液性 循環(huán)性 組織性 供氧 用氧 缺氧 一 乏氧性缺氧 Hypoxichypoxia 乏氧性缺氧是指由于動脈氧分壓降低 或靜脈血分流入動脈 動脈血氧含量減少 導(dǎo)致組織供氧不足的缺氧 吸入氣氧分壓過低 大氣性缺氧 外呼吸功能障礙 呼吸性缺氧 靜脈血分流入動脈 靜脈血摻雜 原因 法洛氏四聯(lián)癥 低張性缺氧的特點 正常 血液性缺氧 組織性缺氧 循環(huán)性缺氧 低張性缺氧 HHb HbO2 2 6g dl 5g dl 毛細血管血液中脫氧血紅蛋白 5g dl 使皮膚 粘膜呈青紫色 發(fā)紺 cyanosis Hb正常的人 缺氧與發(fā)紺是一致的 Hb不正常的人 缺氧與發(fā)紺是不一致的 如 紅細胞增多癥患者 5g dl發(fā)紺 不缺氧 貧血患者 5g dl不發(fā)紺 缺氧 二 血液性缺氧 HemicHypoxia 血紅蛋白含量減少或性質(zhì)發(fā)生改變 血液攜帶的氧減少 血氧含量降低 血紅蛋白結(jié)合的氧不易釋出 缺氧 原因 貧血 anemia 各種原因引起的貧血 單位容積血液內(nèi)紅細胞數(shù)和血紅蛋白量減少 雖然PaO2和氧飽和度正常 但氧容量降低 氧含量隨之減少 CO中毒高鐵血紅蛋白血癥 methemoglobinemia 血紅蛋白與氧的親和力異常增高 如輸入大量庫存血 或輸入大量堿性液體 某些血紅蛋白病 碳氧血紅蛋白血癥 CO與Hb的親和力是O2的210倍 形成HbCOCO與Hb一個血紅素結(jié)合后 將增加其余3個血紅素對氧的親和力CO抑制糖酵解 2 3 DPG生成減少 氧離曲線左移 原因 貧血 anemia 各種原因引起的貧血 單位容積血液內(nèi)紅細胞數(shù)和血紅蛋白量減少 雖然PaO2和氧飽和度正常 但氧容量降低 氧含量隨之減少 CO中毒高鐵血紅蛋白血癥 methemoglobinemia 血紅蛋白與氧的親和力異常增高 如輸入大量庫存血 或輸入大量堿性液體 某些血紅蛋白病 Fe3 與羥基牢固結(jié)合 失去攜氧能力 剩余的Fe2 與O2親和力增強 氧離曲線左移 高鐵血紅蛋白血癥 貧血 anemia 各種原因引起的貧血 單位容積血液內(nèi)紅細胞數(shù)和血紅蛋白量減少 雖然PaO2和氧飽和度正常 但氧容量降低 氧含量隨之減少 CO中毒高鐵血紅蛋白血癥 methemoglobinemia 血紅蛋白與氧的親和力異常增高 如輸入大量庫存血 或輸入大量堿性液體 某些血紅蛋白病 原因 血液性缺氧的特點 皮膚 粘膜顏色 乏氧性缺氧 紫紺高鐵血紅蛋白血癥 咖啡色碳氧血紅蛋白血癥 櫻桃紅色 嚴重貧血病人 紅細胞增多癥 正常 血液性缺氧 組織性缺氧 循環(huán)性缺氧 低張性缺氧 三 循環(huán)性缺氧 CirculatoryHypoxia 血液循環(huán)障礙供給組織的血液減少 缺氧 缺血 局部性的 如靜脈栓塞或靜脈炎 全身性的 如右心衰竭 動脈 靜脈 毛細血管內(nèi)壓 機制 血流 進入組織血量 組織供氧 局部性的 如血管狹窄或阻塞 全身性的 如心力衰竭 休克 淤血 循環(huán)性缺氧的特點 正常 血液性缺氧 組織性缺氧 循環(huán)性缺氧 低張性缺氧 四 組織性缺氧 Histogenoushypoxia 組織細胞利用氧障礙所引起的缺氧 組織性缺氧 抑制細胞氧化磷酸化線粒體損傷維生素缺乏 原因 cytaa3 FeCNa3 0 06gHCN可使人死亡 氧化磷酸化的關(guān)鍵 細胞色素分子中的鐵通過可逆性氧化還原反應(yīng)進行電子傳遞 1 線粒體損傷 線粒體底物水平磷酸化ATP的生成 氰化物一氧化碳硫化氫疊氮化合物 抗霉素A苯乙雙胍8 氫 羥基喹啉萘醌 胍乙腚巴比妥魚藤酮 3 線粒體損傷 輻射 細菌毒素 2 呼吸酶合成 VitB1 B2 PP缺乏 組織性缺氧的特點 由于氧合Hb含量高 皮膚粘膜呈鮮紅或玫瑰紅 正常 血液性缺氧 組織性缺氧 循環(huán)性缺氧 低張性缺氧 內(nèi)毒素血癥 肺淤血 水腫 循環(huán)障礙 失血Hb 臨床上常為混合性缺氧 失血性休克 第三節(jié)缺氧對機體的影響 一 呼吸系統(tǒng)的變化 一 代償性反應(yīng) 肺通氣量增加是對急性低張性缺氧的最重要代償反應(yīng) O 2 主動脈體頸動脈體 肺通氣 肺泡通氣量 PaO2 PAO2 PaCO2 CO2對中感器 肺血流量 心輸出量 胸廓運動 胸內(nèi)負壓 靜脈回流 氧攝取 氧運輸 參與呼吸的肺泡數(shù) 呼吸面積 氧彌散 肺血管收縮 局部血流量 肺動脈壓 肺上部血流 通氣 血流 PaO2 一 代償性反應(yīng) 二 損傷性變化 高原肺水腫 highaltitudepulmonaryedema HAPE 進入4000m高原后1 4d內(nèi)出現(xiàn)發(fā)病率 5 7 17 7 臨床表現(xiàn) 胸悶 咳嗽 發(fā)紺 呼吸困難 血性泡沫痰體征 肺部濕羅音 發(fā)病機制 中樞性呼吸衰竭 抑制呼吸中樞 PaO2 30mmHg 潮式呼吸 間停呼吸 二 循環(huán)系統(tǒng)變化 一 代償性反應(yīng)1 心輸出量增加心率增加肺牽張反射器興奮引起心肌收縮力增加回心血量增加 心 腦供血增多 皮膚 內(nèi)臟 骨骼肌和腎血流減少 器官血流量取決于 血液灌注的壓力 即動 靜脈壓差 器官血流的阻力 開放的血管數(shù)量 內(nèi)徑大小 2 血流重新分布 缺氧時 交感神經(jīng)興奮 血管收縮 血管擴張 局部組織代謝產(chǎn)物 一 代償性反應(yīng) 3 缺氧性肺血管收縮 hypoxiapulmonaryvasoconstriction HPV 一 代償性反應(yīng) 是維持通氣和血流比相適應(yīng)的代償性保護機制 代償意義 4 組織毛細血管密度增加 HIF 1增多誘導(dǎo)VEGF等基因高表達 縮短血氧彌散至細胞的距離 增加對細胞的供氧量 一 代償性反應(yīng) 二 損傷性變化 循環(huán)系統(tǒng)損傷 高原性心臟病 肺心病 缺氧肺血管收縮循環(huán)阻力 肺A高壓RBC 血液粘滯 右心后負荷 慢性缺氧肺血管平滑肌肥大 血管硬化心衰 1 肺動脈高壓 Pulmonaryarterialhypertension 二 損傷性變化 二 損傷性變化 1 紅細胞和血紅蛋白增多 促紅細胞生成素 EPO 增加 提高血氧含量和血氧容量 提高血液攜氧能力 增加組織供氧 EPO能促進肌肉中氧氣生成 增強運動員的耐力 EPO對人體危害極大 長期服用可使人血液黏稠 增加心臟負擔(dān) 導(dǎo)致血栓 甚至死亡 一 代償性反應(yīng) 三 血液系統(tǒng)的變化 2 血紅蛋白釋放氧能力增強 2 3 DPG含量升高 氧離曲線右移 有利于氧的釋放 一 代償性反應(yīng) 二 損傷性變化 血液粘滯度增高外周阻力增大心臟后負荷增高 四 中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化 輕度缺氧或缺氧早期 血液重新分布保證腦組織血供 嚴重缺氧或長時間缺氧 神經(jīng)系統(tǒng)障礙 腦水腫和腦細胞受損 機制 與腦水腫有關(guān) 1 缺氧擴張腦血管2 缺氧致酸中毒增加毛細血管的通透性3 缺氧致ATP生成減少細胞膜鈉泵功能障礙 細胞內(nèi)鈉水潴留 急性 頭痛 情緒激動 記憶力等降低 嚴重可出現(xiàn)驚厥和昏迷慢性 注意力不集中 易疲勞 嗜睡及精神抑郁 一 代償性反應(yīng) 細胞利用氧的能力增強糖酵解增強肌紅蛋白增加低代謝狀態(tài) 缺氧時細胞內(nèi)線粒體的數(shù)目和膜表面積增加 呼吸鏈中的酶表達量增加 活性增強 缺氧時 ATP生成減少 ATP ADP比值降低 可激活磷酸果糖激酶 酵解增強 肌紅蛋白和氧的親和力較大肌紅蛋白的增加可能具有儲存氧的作用 五 組織細胞的變化 二 損傷性變化 細胞膜 線粒體和溶酶體的損傷 膜通透性 Na i Ca2 進入線粒體形成不溶性鈣 ATP生成 細胞水腫 Na 內(nèi)流 嚴重缺氧 K 外流 K i 酶合成 鈣離子內(nèi)流 激活磷脂酶促進膜磷脂降解 Ca2 i Ca2 i可促進自由基生成 細胞膜的變化 輕度缺氧或缺氧早期線粒體呼吸功能增強嚴重缺氧首先影響線粒體外氧的利用 使神經(jīng)介質(zhì)的生成和生物轉(zhuǎn)化過程等降低嚴重時線粒體可出現(xiàn)腫脹 嵴崩解 外膜破裂和基質(zhì)外溢等病變 線粒體的變化 酮體增多 導(dǎo)致酸中毒 pH鈣超載可引起磷脂酶活性增高溶酶體腫脹 破裂 和大量溶酶體酶的釋出 進而導(dǎo)致細胞本身及其周圍組織的溶解 壞死 溶酶體的變化 第四節(jié)影響機體對缺氧耐受性的因素 1 機體的功能和代謝狀態(tài)精神緊張 交感興奮 發(fā)熱 甲亢等中樞抑制 低溫環(huán)境等2 個體或群體差異年齡 居住地等3 適應(yīng)性鍛煉心肺功