病理生理04缺氧

缺氧是一种病理生理状态，当组织氧供不足或利用氧的能力障碍时，会引起组织器官的机能、代谢和形态结构发生异常变化。

缺氧

• 概述
  • 氧气的运输与利用
    • 供氧：是指从外呼吸进入到血液循环，与血红蛋白结合，到循环的这个过程称为供氧。 用氧：是指从血液循环把氧气输送给组织细胞利用加工的过程就是用氧。
    • 大气中的氧通过呼吸进入肺泡（外呼吸），并弥散入血液，与血红蛋白相结合，由血液循环输送到全身，最后被组织、细胞摄取利用（内呼吸）。
  • 缺氧的概念
    • 是指组织、细胞因供氧不足或用氧障碍而导致代谢、功能和形态结构改变的病理过程。
  • 常用的血氧指标
    • 用于判断缺氧的进程
    • 血氧分压（PO2）
      • 动脉血氧分压（PaO2）正常值约为100mmHg，主要取决于吸入气体的血氧分压和外呼吸的功能状态 静脉血氧分压（PvO2）正常值约为40mmHg
      • 是物理溶解于血液中的氧所产生的的张力，又称血氧张力
    • 血氧容量（C-O2max）
      • 是理想状态，在氧分压为150mmHg，PaCO2分压为40mmHg，温度为38℃时，Hb可完全氧合。 正常人Hb为15g/dL，血氧容量为20ml/dL
      • 是指100mL血液中的血红蛋白（Hb）完全氧合（即被氧充分饱和）后的最大带氧量，取决于血液中的Hb的质（就是结构，Hb与O2结合的能力）和量。
    • 血氧含量（C-O2）
      • 正常动脉血氧含量（CaO2）约为19mL/dL，静脉血氧含量（CvO2）约为14ml/dL 动-静脉氧含量差（Da-v O2）约为5ml/dL，它可反映内呼吸状态（组织细胞的用氧的状态）。差值越大说明组织细胞摄取氧的能力越高，或者当摄取能力不变时，释放的氧越多。
      • 是指100mL血液中试剂含有的氧毫升数，包括物理溶解和化学结合的氧量。血氧含量取决于血氧分压（分压越大，物理溶解越多）和血氧容量。
    • 血氧饱和度（SO2）
      • 正常动脉血氧饱和度（SaO2）为95%~98%，混合静脉血氧饱和度(SvO2）为70%~75% P50是指血红蛋白氧饱和度为50%时的血氧分压，反映Hb与O2的亲和力。正常值为26~27mmHg。P50增大表示Hb与O2的亲和力降低，P50减小表示亲和力升高。
      • 是指血液中氧合血红蛋白（HbO2）占总血红蛋白的百分数。 血氧饱和度（%）=[血氧含量-溶解氧量(含量极少可忽略)]/血氧容量
      • SO2主要取决于PO2与SO2之间的关系曲线呈S形，称为氧解离曲线
        • 此外SO2还受血液pH、温度、CO2分压，以及红细胞内2,3-双磷酸甘油酸的影响。pH下降、温度升高、CO2分压升高或红细胞内2,3-双磷酸甘油酸（2,3-DPG）增多时，SO2变小，氧解离曲线右移；反之，SO2增大，氧解离曲线左移。
• 分类
• 不同类型缺氧的原因和血氧变化特点
  • 乏氧性缺氧
    • 概念
      • 是由于动脉血氧分压降低，血氧含量减少，导致组织供氧不足的缺氧，又称低张性缺氧。
        • 低张性缺氧发生的关键是进入血液中的氧减少或动脉血被静脉血稀释
    • 原因
      • 1.吸入气氧分压过低（大气性缺氧）
        • 多发生于海拔3000m以上的高原、高空，或通风不良的坑道、矿井，或吸入低氧混合气体及被惰性气体或麻醉剂过度稀释的空气。
        • 体内供氧的多少，首先取决于吸入气的氧分压。在高原，海拔越高，大气压越低，吸入气氧分压越低。肺泡气氧分压和PaO2也越低，缺氧越严重。
      • 2.外呼吸功能障碍
        • 肺的通气和（或）换气功能障碍，可导致PaO2和血氧含量降低而发生缺氧，又称呼吸性缺氧。
      • 3.静脉血分流入动脉
        • 多见于先天性心脏病，eg：房室隔或室间隔缺损伴有肺动脉狭窄或肺动脉高压，或法洛四联症等，由于右心室的压力高于左心，出现右向左的分流，未经氧合的静脉血掺入左心的动脉血中，导致PaO2和血氧含量降低。
    • 血氧变化特点
      • ①进入血液的氧减少，动脉血氧分压（PaO2）降低。
      • ②血液中与血红蛋白结合的氧量减少，动脉血氧含量（CaO2）降低。
      • ③动脉血氧饱和度（SaO2）降低。
        • 氧分压在60mmHg以上时，氧饱和度的变化幅度较小； 当PaO2降至60mmHg以下时，动脉血氧含量和氧饱和度明显降低，引起组织、细胞缺氧。
      • ④血氧容量(C-O2)正常或增高。
        • 急性低张性缺氧时，因血红蛋白无明显变化，故血氧容量一般在正常范围内；但慢性缺氧者可因红细胞和血红蛋白代偿性增多而使血氧容量增加。
      • ⑤动-静脉血氧含量差（Da-v O2）降低或正常。
        • 驱使氧从血液向组织弥散的氧量减少（血液中氧弥散入细胞的动力，取决于两者之间的氧分压差），Da-v O2降低； 但在慢性缺氧时，由于组织利用氧的能力代偿性增强，则Da-vO2变化不明显。
    • ①正常毛细血管血液中脱氧Hb浓度为26g/L。乏氧性缺氧时，动、静脉血中的脱氧Hb浓度增高。 ②在毛细血管血液中脱氧Hb浓度达到或超过5g/dL时，可使皮肤和黏膜呈青紫色，称为发绀。 ③在Hb正常的人，发绀与缺氧同时存在，可根据发绀的程度大致估计缺氧的程度。当Hb过多或过少时，发绀与缺氧常不一致。eg：重度贫血患者，Hb可降至5g/dL以下，出现严重缺氧，但不会发绀。而红细胞增多症患者，血中脱氧Hb超过5g/dL，出现发绀，但可无缺氧症状。
  • 血液性缺氧
    • 概念
      • 是由于Hb含量减少或那个纸改变导致的缺氧。此时动脉血的氧分压和氧饱和度均正常，故又称等张性缺氧。
        • 血液性缺氧发生的关键是血红蛋白的质或量改变。
    • 原因
      • 1.血红蛋白含量的减少
        • 见于各种原因引起的严重贫血。
      • 2.血红蛋白性质的改变
        • 一氧化碳中毒
          • ①CO与Hb的亲和力比O2与Hb的亲和力高210倍。（当吸入其中含有0.1%的CO时，血液中的Hb可有50%为碳氧血红蛋白HbCO。HbCO本身不能结合O2。） ②CO和Hb分子中的某个血红素结合后，可增加其他三个血红素与O2的亲和力，使与之结合的氧不易释放。 ③CO还可以抑制红细胞的糖酵解，使2,3-DPG生成减少，氧解离曲线左移，HbO2中的O2不易释放，从而加重组织缺氧。
        • 高铁血红蛋白血症
          • 亚硝酸盐（强氧化剂）、过氯酸盐及磺胺衍生物等可使血红素中二价铁氧化为三价铁，形成高铁血红蛋白（HbFe3+OH），导致高铁血红蛋白血症。
          • 缺氧机制
            • ①HbFe3+OH中的三价铁因与羟基结合牢固，失去结合氧的能力， ②或者Hb分子中的四个二价铁中有部分氧化成三价铁，而对Hb的四级结构产生影响，使得剩余的二价铁虽能结合氧，但与氧的亲和力增高，导致氧解离曲线左移，使组织缺氧。
          • 生理情况下
            • 血液中不断形成极少量的高铁血红蛋白，有不断被血液中的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）、维生素C、还原型谷胱甘肽等还原剂还原为二价铁。所以正常成人血液中的高铁血红蛋白含量不超过Hb总量的1%~2%。
          • 病理情况下
            • 当亚硝酸盐等强氧化剂中毒时，如高铁血红蛋白含量超过Hb总量的10%，就可以出现缺氧表现；达到30%~50%，则发生严重缺氧，表现为全身青紫、头痛、精神恍惚、意识不清以至昏迷。
          • 肠源性发绀
            • 高铁血红蛋白血症最常见于亚硝酸盐中毒，如食用大量含硝酸盐的腌菜后，硝酸盐经肠道细菌作用还原为亚硝酸盐，大量吸收入血后，导致高铁血红蛋白血症。当血液中HbFe3+OH达到1.5g/dL时，皮肤、黏膜可呈咖啡色，称为肠源性发绀。
        • 血红蛋白与氧的亲和力异常增高
          • 某些因素可增强Hb与氧的亲和力，氧解离曲线左移，氧不易释放。eg：输入大量库存血或输入大量碱性液体等。库存血中2,3-DPG明显减少，引起氧解离曲线左移，血红蛋白氧亲和力增加，氧不易释放，而不利于向组织供氧。
      • ①单纯贫血时，患者皮肤、黏膜呈苍白色； ②CO中毒时，患者皮肤、黏膜呈樱桃红色； ③氧与Hb的亲和力增高时，患者皮肤、黏膜呈鲜红色； ④高铁血红蛋白症患者，皮肤、黏膜呈咖啡色或类似发绀的颜色。
    • 血氧变化特点
      • ①外呼吸功能正常，氧的摄入和弥散正常，PaO2正常。
      • ②SaO2正常或降低
        • 贫血以及Hb与O2亲和力增加引起缺氧时，SaO2正常； CO中毒和高铁血红蛋白血症引起缺氧时，SaO2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），使血容量降低，血氧含量减（C-O2）少。
        • 由于血氧容量是在体外用氧充分饱和后测得的Hb最大携氧量，因此CO中毒时，在体外测得的血氧容量虽可正常，但此时患者血液中的部分Hb已与CO结合形成HbCO，在体内Hb结合的O2减少。
      • ④贫血患者，毛细血管床中的平均血液分压较低，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。
      • ⑤Hb与O2亲和力增强引起的血液性缺氧较为特殊，其动脉血容量和氧含量可不降低但是由于Hb与O2的亲和力较大，结合的氧不易释出，其动-静脉血氧含量差小于正常。
    • 颜色变化
      • ①单纯贫血时，患者皮肤、黏膜呈苍白色；②CO中毒时，患者皮肤、黏膜呈樱桃红色；③氧与Hb的亲和力增高时，患者皮肤、黏膜呈鲜红色；④高铁血红蛋白症患者，皮肤、黏膜呈咖啡色或类似发绀的颜色。
  • 循环性缺氧
    • 概念
      • 是指因阻止血液灌流量减少而引起的缺氧，又称为低血流性缺氧或低动力性缺氧。在循环性缺氧中，因动脉血流灌溉不足的缺氧称为缺血性缺氧，因静脉回流障碍引起的缺氧称为淤血性缺氧。
        • 循环性缺氧发生的关键是组织血流量减少，使组织、细胞供氧量减少引起缺氧。
        • 缺血性缺氧：动脉狭窄或阻塞，致动脉血流灌溉不足
          • 局部：动脉血栓形成；全身：休克、心衰等
        • 淤血性缺氧：静脉回流受阻血流缓慢，微循环淤血，导致动脉血灌流减少。
          • 局部：如静脉栓塞、静脉炎等；全身：如右心衰等
    • 原因
      • 1.全身性循环障碍
        • 见于心力衰竭和休克。心力衰竭的人心排血量减少，向全身各组织器官运送的氧量减少，同时又可因静脉回流受阻，引起组织淤血和缺氧。
        • 全身性循环障碍引起的缺氧，易致酸性代谢产物蓄积，发生酸中毒，使心肌收缩力进一步减弱，心排血量降低、加重循环性缺氧，形成恶性循环，病人可因心、脑、肾等重要器官严重缺氧、功能衰竭而死亡。
      • 2.局部循环障碍
        • 见于动脉硬化、血管炎、血栓形成、和栓塞、血管痉挛或受压等。因血管阻塞或受压，引起局部组织缺血性或淤血性缺氧。
    • 血氧变化特点
      • ①外呼吸功能正常，氧的摄入量和弥散正常，PaO2正常，动脉血氧饱和度（SaO2）也正常
      • ②血红蛋白的质与量没有改变，血氧容量（C-O2max）和血氧含量(C-O2)正常
      • ③动静脉血氧分压和氧含量降低，动-静脉氧含量差增大。
        • 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，同时由于血流瘀滞，二氧化碳含量增加，使氧解离曲线右移，释放氧增加，动-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时减少的，因而组织实际获得的氧量是减少的，因而导致组织细胞缺氧。
        • 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（HHb）含量增加，易出现发绀。
    • ①缺血性缺氧时，组织器官苍白。皮肤缺血 ②淤血性缺氧时，组织器官呈暗红色。血液中脱氧Hb增多
  • 组织性缺氧
    • 概念
      • 是指组织、细胞对氧的利用发生障碍而引起的缺氧。（其本质并不是氧的缺乏，但传统仍称为组织性缺氧或氧化障碍性缺氧。）
        • 组织性缺氧发生的关键是细胞对氧的利用障碍。
    • 原因
      • 1.线粒体功能受抑制
        • 组织中毒
          • 任何影响线粒体呼吸或氧化磷酸化的因素都可以引起组织缺氧。
        • 呼吸酶合成减少
          • 呼吸酶减少也会影响线粒体氧化磷酸化过程，引起组织性缺氧。
      • 2.线粒体结构损伤
        • 高温、大量放射线辐射和细菌毒素等可以损伤线粒体结构，引起线粒体功能障碍，ATP生成减少。
      • 皮肤颜色：毛细血管中氧合血红蛋白含量升高，呈玫瑰红色。
    • 血氧变化特点
      • ①动脉血氧分压、血氧含量、血氧容量和血氧饱和度均正常。
      • ②由于组织对氧的利用减少，静脉血氧分压、氧含量和氧饱和度都高于正常，动-静脉血氧含量差减小。
      • ③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。
• 缺氧治疗的病理生理基础（自学）
• 缺氧时机体的功能与代谢变化（熟悉）
  • 以乏氧性缺氧为例
  • 两个原则
    • 代偿性反应
    • 损伤性反应
    • • 严重的急性缺氧可直接抑制呼吸中枢，出现周期性呼吸，，呼吸减弱甚至停止（中枢性呼吸衰竭），主要原因是缺氧直接影响中枢神经系统的能量代谢。
  • 呼吸系统的变化
    • 1.代偿性反应
      • 低氧通气反应
        • 这是对急性缺氧最重要的代偿反应，血液性缺氧、循环性缺氧和组织性缺氧时，由于动脉血氧分压正常，肺通气量无明显的变化。
        • PaO2降低→外周化学感受器（颈动脉体和主动脉体化学感受器）→反射性地兴奋呼吸中枢→呼吸加深加快→肺泡通气量增加
    • 2.损伤性反应
      • 高原性肺水肿发病机制
        • 临床表现为呼吸困难，严重发绀，咳粉红色泡沫痰或白色泡沫痰，肺部有湿罗音等。
        • • 缺氧可以引起交感肾上腺髓质兴奋，使得交感神经兴奋，从而产生一些体液因子（例如去甲肾上腺素和肾上腺素），具有使外周的血管收缩的作用，肌性微静脉、小静脉等储血器官收缩，使得储存的血液流出回心血量暂时增加。交感神经兴奋导致，心肌收缩力增强，心脏射血增加，肺动脉压增高，肺毛细血管内压也增高，肺血流量增大。
            • 交感神经系统的活动比较广泛，交感神经兴奋能引起腹腔内脏及皮肤末梢血管收缩、心搏加强和加速、新陈代谢亢进、瞳孔散大、疲乏的肌肉工作能力增加等。
      • 中枢性呼吸衰竭
        • • 当PaO2<30mmHg时，可严重影响中枢神经系统的能量代谢，直接抑制呼吸中枢，导致肺通气量减少。
          • 中枢性呼吸衰竭表现为呼吸抑制，呼吸节奏和频率不规则，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（陈-施呼吸）和间停呼吸（比-奥呼吸Biot respiration）
          • 较低的PaCO2和较高的PaO2（低于100，但在60~30mmHg之间）对于呼吸中枢都是有效刺激。 ①PaCO2>=50mmHg/PaO2<60mmHg时，都可对CNS（呼吸中枢）有效刺激，可以引发其兴奋性的改变 ②PaCO2>=80mmHg/PaO2<30mmHg时，都可对CNS有抑制作用 所以，会出现周期性的变化，交替变化。
  • 循环系统的变化
    • 1.代偿反应
      • • 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对氧的运输，是机体对缺氧的一种代偿性反应。严重缺氧时，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，使心肌收缩力增强。当心肌细胞本身发生了缺氧，则可降低心肌额舒缩功能，使心肌收缩力减弱。极其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：回心血量增加导致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。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，使心输出量降低。
      • • ①肺泡气PO2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是对缺氧的一种代偿反应。过强的HPR，则是高原性肺水肿的发生机制。） ②其意义在于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PO2。
      • • 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。
        • 缺氧时血液重新分布有利于保证重要声明器官氧的供应，具有重要的代偿意义。
      • • 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。
        • 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。
    • 2.损伤反应
  • 血液系统的变化
    • 1.代偿性反应
      • • 红细胞和血红蛋白含量增多可增加血氧容量和血氧含量，增加组织的供氧量，是机体对慢性缺氧的一种重要代偿性反应。
        • 会出现高原红细胞增多症;因血液粘滞度和血流阻力显著增加，导致微循环障碍，加重组织细胞缺氧，导致血栓形成等并发症，出现头痛、头晕、失眠等多种症状，称为高原红细胞增多症。
      • • 缺氧时，红细胞中的2,3-DPG含量增多，氧解离曲线右移，有利于红细胞释放出更多的氧，供组织、细胞利用。
        • 2,3-DPG的功能主要是调节血红蛋白与氧的亲和力，其与HHb结合，使其空间结构稳定，从而结合氧的能力降低。同时因为其本身为酸性，当其含量增多时，红细胞内的pH降低，通过Bohr降低血红蛋白与氧的亲和力。
      • 缺氧可使骨髓造血增强、红细胞增多及氧合Hb解离曲线右移，从而增加氧的运输和释放，在缺氧的代偿中有重要意义。
    • 2.损伤性反应
  • 中枢神经系统的变化
    • 1.代偿性反应
      • • 1.急性缺氧 ①症状轻者可引起头痛、思维能力降低、情绪激动及动作不协调等。 ②严重者可出现惊厥或意识丧失。 2.慢性缺氧 慢性缺氧时神经精神症状较为缓和，表现为注意力不集中，记忆力减退，易疲劳，轻度精神抑郁等。
    • 2.损伤性反应
      • • 缺氧引起的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。
  • 组织、细胞的变化
    • 1.代偿性反应
      • • 磷酸果糖激酶是糖酵解的限速酶。缺氧时，ATP生成减少——ATP/ADP比值降低——磷酸果糖激酶活性增强——糖酵解过程加强
    • 2.损伤性反应
• 混合性缺氧
  • 虽然可以将缺氧分为上诉四种类型，但临床上常见的缺氧多为两种或多种类型混合存在。
• 各类型缺氧的原因和血氧变化特点

缺氧

• 概述
  • 氧气的运输与利用
    • 供氧：是指从外呼吸进入到血液循环，与血红蛋白结合，到循环的这个过程称为供氧。 用氧：是指从血液循环把氧气输送给组织细胞利用加工的过程就是用氧。
    • 大气中的氧通过呼吸进入肺泡（外呼吸），并弥散入血液，与血红蛋白相结合，由血液循环输送到全身，最后被组织、细胞摄取利用（内呼吸）。
  • 缺氧的概念
    • 是指组织、细胞因供氧不足或用氧障碍而导致代谢、功能和形态结构改变的病理过程。
  • 常用的血氧指标
    • 用于判断缺氧的进程
    • 血氧分压（PO2）
      • 动脉血氧分压（PaO2）正常值约为100mmHg，主要取决于吸入气体的血氧分压和外呼吸的功能状态 静脉血氧分压（PvO2）正常值约为40mmHg
      • 是物理溶解于血液中的氧所产生的的张力，又称血氧张力
    • 血氧容量（C-O2max）
      • 是理想状态，在氧分压为150mmHg，PaCO2分压为40mmHg，温度为38℃时，Hb可完全氧合。 正常人Hb为15g/dL，血氧容量为20ml/dL
      • 是指100mL血液中的血红蛋白（Hb）完全氧合（即被氧充分饱和）后的最大带氧量，取决于血液中的Hb的质（就是结构，Hb与O2结合的能力）和量。
    • 血氧含量（C-O2）
      • 正常动脉血氧含量（CaO2）约为19mL/dL，静脉血氧含量（CvO2）约为14ml/dL 动-静脉氧含量差（Da-v O2）约为5ml/dL，它可反映内呼吸状态（组织细胞的用氧的状态）。差值越大说明组织细胞摄取氧的能力越高，或者当摄取能力不变时，释放的氧越多。
      • 是指100mL血液中试剂含有的氧毫升数，包括物理溶解和化学结合的氧量。血氧含量取决于血氧分压（分压越大，物理溶解越多）和血氧容量。
    • 血氧饱和度（SO2）
      • 正常动脉血氧饱和度（SaO2）为95%~98%，混合静脉血氧饱和度(SvO2）为70%~75% P50是指血红蛋白氧饱和度为50%时的血氧分压，反映Hb与O2的亲和力。正常值为26~27mmHg。P50增大表示Hb与O2的亲和力降低，P50减小表示亲和力升高。
      • 是指血液中氧合血红蛋白（HbO2）占总血红蛋白的百分数。 血氧饱和度（%）=[血氧含量-溶解氧量(含量极少可忽略)]/血氧容量
      • SO2主要取决于PO2与SO2之间的关系曲线呈S形，称为氧解离曲线
        • 此外SO2还受血液pH、温度、CO2分压，以及红细胞内2,3-双磷酸甘油酸的影响。pH下降、温度升高、CO2分压升高或红细胞内2,3-双磷酸甘油酸（2,3-DPG）增多时，SO2变小，氧解离曲线右移；反之，SO2增大，氧解离曲线左移。
• 分类
• 不同类型缺氧的原因和血氧变化特点
  • 乏氧性缺氧
    • 概念
      • 是由于动脉血氧分压降低，血氧含量减少，导致组织供氧不足的缺氧，又称低张性缺氧。
        • 低张性缺氧发生的关键是进入血液中的氧减少或动脉血被静脉血稀释
    • 原因
      • 1.吸入气氧分压过低（大气性缺氧）
        • 多发生于海拔3000m以上的高原、高空，或通风不良的坑道、矿井，或吸入低氧混合气体及被惰性气体或麻醉剂过度稀释的空气。
        • 体内供氧的多少，首先取决于吸入气的氧分压。在高原，海拔越高，大气压越低，吸入气氧分压越低。肺泡气氧分压和PaO2也越低，缺氧越严重。
      • 2.外呼吸功能障碍
        • 肺的通气和（或）换气功能障碍，可导致PaO2和血氧含量降低而发生缺氧，又称呼吸性缺氧。
      • 3.静脉血分流入动脉
        • 多见于先天性心脏病，eg：房室隔或室间隔缺损伴有肺动脉狭窄或肺动脉高压，或法洛四联症等，由于右心室的压力高于左心，出现右向左的分流，未经氧合的静脉血掺入左心的动脉血中，导致PaO2和血氧含量降低。
    • 血氧变化特点
      • ①进入血液的氧减少，动脉血氧分压（PaO2）降低。
      • ②血液中与血红蛋白结合的氧量减少，动脉血氧含量（CaO2）降低。
      • ③动脉血氧饱和度（SaO2）降低。
        • 氧分压在60mmHg以上时，氧饱和度的变化幅度较小； 当PaO2降至60mmHg以下时，动脉血氧含量和氧饱和度明显降低，引起组织、细胞缺氧。
      • ④血氧容量(C-O2)正常或增高。
        • 急性低张性缺氧时，因血红蛋白无明显变化，故血氧容量一般在正常范围内；但慢性缺氧者可因红细胞和血红蛋白代偿性增多而使血氧容量增加。
      • ⑤动-静脉血氧含量差（Da-v O2）降低或正常。
        • 驱使氧从血液向组织弥散的氧量减少（血液中氧弥散入细胞的动力，取决于两者之间的氧分压差），Da-v O2降低； 但在慢性缺氧时，由于组织利用氧的能力代偿性增强，则Da-vO2变化不明显。
    • ①正常毛细血管血液中脱氧Hb浓度为26g/L。乏氧性缺氧时，动、静脉血中的脱氧Hb浓度增高。 ②在毛细血管血液中脱氧Hb浓度达到或超过5g/dL时，可使皮肤和黏膜呈青紫色，称为发绀。 ③在Hb正常的人，发绀与缺氧同时存在，可根据发绀的程度大致估计缺氧的程度。当Hb过多或过少时，发绀与缺氧常不一致。eg：重度贫血患者，Hb可降至5g/dL以下，出现严重缺氧，但不会发绀。而红细胞增多症患者，血中脱氧Hb超过5g/dL，出现发绀，但可无缺氧症状。
  • 血液性缺氧
    • 概念
      • 是由于Hb含量减少或那个纸改变导致的缺氧。此时动脉血的氧分压和氧饱和度均正常，故又称等张性缺氧。
        • 血液性缺氧发生的关键是血红蛋白的质或量改变。
    • 原因
      • 1.血红蛋白含量的减少
        • 见于各种原因引起的严重贫血。
      • 2.血红蛋白性质的改变
        • 一氧化碳中毒
          • ①CO与Hb的亲和力比O2与Hb的亲和力高210倍。（当吸入其中含有0.1%的CO时，血液中的Hb可有50%为碳氧血红蛋白HbCO。HbCO本身不能结合O2。） ②CO和Hb分子中的某个血红素结合后，可增加其他三个血红素与O2的亲和力，使与之结合的氧不易释放。 ③CO还可以抑制红细胞的糖酵解，使2,3-DPG生成减少，氧解离曲线左移，HbO2中的O2不易释放，从而加重组织缺氧。
        • 高铁血红蛋白血症
          • 亚硝酸盐（强氧化剂）、过氯酸盐及磺胺衍生物等可使血红素中二价铁氧化为三价铁，形成高铁血红蛋白（HbFe3+OH），导致高铁血红蛋白血症。
          • 缺氧机制
            • ①HbFe3+OH中的三价铁因与羟基结合牢固，失去结合氧的能力， ②或者Hb分子中的四个二价铁中有部分氧化成三价铁，而对Hb的四级结构产生影响，使得剩余的二价铁虽能结合氧，但与氧的亲和力增高，导致氧解离曲线左移，使组织缺氧。
          • 生理情况下
            • 血液中不断形成极少量的高铁血红蛋白，有不断被血液中的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）、维生素C、还原型谷胱甘肽等还原剂还原为二价铁。所以正常成人血液中的高铁血红蛋白含量不超过Hb总量的1%~2%。
          • 病理情况下
            • 当亚硝酸盐等强氧化剂中毒时，如高铁血红蛋白含量超过Hb总量的10%，就可以出现缺氧表现；达到30%~50%，则发生严重缺氧，表现为全身青紫、头痛、精神恍惚、意识不清以至昏迷。
          • 肠源性发绀
            • 高铁血红蛋白血症最常见于亚硝酸盐中毒，如食用大量含硝酸盐的腌菜后，硝酸盐经肠道细菌作用还原为亚硝酸盐，大量吸收入血后，导致高铁血红蛋白血症。当血液中HbFe3+OH达到1.5g/dL时，皮肤、黏膜可呈咖啡色，称为肠源性发绀。
        • 血红蛋白与氧的亲和力异常增高
          • 某些因素可增强Hb与氧的亲和力，氧解离曲线左移，氧不易释放。eg：输入大量库存血或输入大量碱性液体等。库存血中2,3-DPG明显减少，引起氧解离曲线左移，血红蛋白氧亲和力增加，氧不易释放，而不利于向组织供氧。
      • ①单纯贫血时，患者皮肤、黏膜呈苍白色； ②CO中毒时，患者皮肤、黏膜呈樱桃红色； ③氧与Hb的亲和力增高时，患者皮肤、黏膜呈鲜红色； ④高铁血红蛋白症患者，皮肤、黏膜呈咖啡色或类似发绀的颜色。
    • 血氧变化特点
      • ①外呼吸功能正常，氧的摄入和弥散正常，PaO2正常。
      • ②SaO2正常或降低
        • 贫血以及Hb与O2亲和力增加引起缺氧时，SaO2正常； CO中毒和高铁血红蛋白血症引起缺氧时，SaO2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），使血容量降低，血氧含量减（C-O2）少。
        • 由于血氧容量是在体外用氧充分饱和后测得的Hb最大携氧量，因此CO中毒时，在体外测得的血氧容量虽可正常，但此时患者血液中的部分Hb已与CO结合形成HbCO，在体内Hb结合的O2减少。
      • ④贫血患者，毛细血管床中的平均血液分压较低，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。
      • ⑤Hb与O2亲和力增强引起的血液性缺氧较为特殊，其动脉血容量和氧含量可不降低但是由于Hb与O2的亲和力较大，结合的氧不易释出，其动-静脉血氧含量差小于正常。
    • 颜色变化
      • ①单纯贫血时，患者皮肤、黏膜呈苍白色；②CO中毒时，患者皮肤、黏膜呈樱桃红色；③氧与Hb的亲和力增高时，患者皮肤、黏膜呈鲜红色；④高铁血红蛋白症患者，皮肤、黏膜呈咖啡色或类似发绀的颜色。
  • 循环性缺氧
    • 概念
      • 是指因阻止血液灌流量减少而引起的缺氧，又称为低血流性缺氧或低动力性缺氧。在循环性缺氧中，因动脉血流灌溉不足的缺氧称为缺血性缺氧，因静脉回流障碍引起的缺氧称为淤血性缺氧。
        • 循环性缺氧发生的关键是组织血流量减少，使组织、细胞供氧量减少引起缺氧。
        • 缺血性缺氧：动脉狭窄或阻塞，致动脉血流灌溉不足
          • 局部：动脉血栓形成；全身：休克、心衰等
        • 淤血性缺氧：静脉回流受阻血流缓慢，微循环淤血，导致动脉血灌流减少。
          • 局部：如静脉栓塞、静脉炎等；全身：如右心衰等
    • 原因
      • 1.全身性循环障碍
        • 见于心力衰竭和休克。心力衰竭的人心排血量减少，向全身各组织器官运送的氧量减少，同时又可因静脉回流受阻，引起组织淤血和缺氧。
        • 全身性循环障碍引起的缺氧，易致酸性代谢产物蓄积，发生酸中毒，使心肌收缩力进一步减弱，心排血量降低、加重循环性缺氧，形成恶性循环，病人可因心、脑、肾等重要器官严重缺氧、功能衰竭而死亡。
      • 2.局部循环障碍
        • 见于动脉硬化、血管炎、血栓形成、和栓塞、血管痉挛或受压等。因血管阻塞或受压，引起局部组织缺血性或淤血性缺氧。
    • 血氧变化特点
      • ①外呼吸功能正常，氧的摄入量和弥散正常，PaO2正常，动脉血氧饱和度（SaO2）也正常
      • ②血红蛋白的质与量没有改变，血氧容量（C-O2max）和血氧含量(C-O2)正常
      • ③动静脉血氧分压和氧含量降低，动-静脉氧含量差增大。
        • 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，同时由于血流瘀滞，二氧化碳含量增加，使氧解离曲线右移，释放氧增加，动-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时减少的，因而组织实际获得的氧量是减少的，因而导致组织细胞缺氧。
        • 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（HHb）含量增加，易出现发绀。
    • ①缺血性缺氧时，组织器官苍白。皮肤缺血 ②淤血性缺氧时，组织器官呈暗红色。血液中脱氧Hb增多
  • 组织性缺氧
    • 概念
      • 是指组织、细胞对氧的利用发生障碍而引起的缺氧。（其本质并不是氧的缺乏，但传统仍称为组织性缺氧或氧化障碍性缺氧。）
        • 组织性缺氧发生的关键是细胞对氧的利用障碍。
    • 原因
      • 1.线粒体功能受抑制
        • 组织中毒
          • 任何影响线粒体呼吸或氧化磷酸化的因素都可以引起组织缺氧。
        • 呼吸酶合成减少
          • 呼吸酶减少也会影响线粒体氧化磷酸化过程，引起组织性缺氧。
      • 2.线粒体结构损伤
        • 高温、大量放射线辐射和细菌毒素等可以损伤线粒体结构，引起线粒体功能障碍，ATP生成减少。
      • 皮肤颜色：毛细血管中氧合血红蛋白含量升高，呈玫瑰红色。
    • 血氧变化特点
      • ①动脉血氧分压、血氧含量、血氧容量和血氧饱和度均正常。
      • ②由于组织对氧的利用减少，静脉血氧分压、氧含量和氧饱和度都高于正常，动-静脉血氧含量差减小。
      • ③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。
• 缺氧治疗的病理生理基础（自学）
• 缺氧时机体的功能与代谢变化（熟悉）
  • 以乏氧性缺氧为例
  • 两个原则
    • 代偿性反应
    • 损伤性反应
    • • 严重的急性缺氧可直接抑制呼吸中枢，出现周期性呼吸，，呼吸减弱甚至停止（中枢性呼吸衰竭），主要原因是缺氧直接影响中枢神经系统的能量代谢。
  • 呼吸系统的变化
    • 1.代偿性反应
      • 低氧通气反应
        • 这是对急性缺氧最重要的代偿反应，血液性缺氧、循环性缺氧和组织性缺氧时，由于动脉血氧分压正常，肺通气量无明显的变化。
        • PaO2降低→外周化学感受器（颈动脉体和主动脉体化学感受器）→反射性地兴奋呼吸中枢→呼吸加深加快→肺泡通气量增加
    • 2.损伤性反应
      • 高原性肺水肿发病机制
        • 临床表现为呼吸困难，严重发绀，咳粉红色泡沫痰或白色泡沫痰，肺部有湿罗音等。
        • • 缺氧可以引起交感肾上腺髓质兴奋，使得交感神经兴奋，从而产生一些体液因子（例如去甲肾上腺素和肾上腺素），具有使外周的血管收缩的作用，肌性微静脉、小静脉等储血器官收缩，使得储存的血液流出回心血量暂时增加。交感神经兴奋导致，心肌收缩力增强，心脏射血增加，肺动脉压增高，肺毛细血管内压也增高，肺血流量增大。
            • 交感神经系统的活动比较广泛，交感神经兴奋能引起腹腔内脏及皮肤末梢血管收缩、心搏加强和加速、新陈代谢亢进、瞳孔散大、疲乏的肌肉工作能力增加等。
      • 中枢性呼吸衰竭
        • • 当PaO2<30mmHg时，可严重影响中枢神经系统的能量代谢，直接抑制呼吸中枢，导致肺通气量减少。
          • 中枢性呼吸衰竭表现为呼吸抑制，呼吸节奏和频率不规则，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（陈-施呼吸）和间停呼吸（比-奥呼吸Biot respiration）
          • 较低的PaCO2和较高的PaO2（低于100，但在60~30mmHg之间）对于呼吸中枢都是有效刺激。 ①PaCO2>=50mmHg/PaO2<60mmHg时，都可对CNS（呼吸中枢）有效刺激，可以引发其兴奋性的改变 ②PaCO2>=80mmHg/PaO2<30mmHg时，都可对CNS有抑制作用 所以，会出现周期性的变化，交替变化。
  • 循环系统的变化
    • 1.代偿反应
      • • 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对氧的运输，是机体对缺氧的一种代偿性反应。严重缺氧时，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，使心肌收缩力增强。当心肌细胞本身发生了缺氧，则可降低心肌额舒缩功能，使心肌收缩力减弱。极其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：回心血量增加导致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。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，使心输出量降低。
      • • ①肺泡气PO2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是对缺氧的一种代偿反应。过强的HPR，则是高原性肺水肿的发生机制。） ②其意义在于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PO2。
      • • 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。
        • 缺氧时血液重新分布有利于保证重要声明器官氧的供应，具有重要的代偿意义。
      • • 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。
        • 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。
    • 2.损伤反应
  • 血液系统的变化
    • 1.代偿性反应
      • • 红细胞和血红蛋白含量增多可增加血氧容量和血氧含量，增加组织的供氧量，是机体对慢性缺氧的一种重要代偿性反应。
        • 会出现高原红细胞增多症;因血液粘滞度和血流阻力显著增加，导致微循环障碍，加重组织细胞缺氧，导致血栓形成等并发症，出现头痛、头晕、失眠等多种症状，称为高原红细胞增多症。
      • • 缺氧时，红细胞中的2,3-DPG含量增多，氧解离曲线右移，有利于红细胞释放出更多的氧，供组织、细胞利用。
        • 2,3-DPG的功能主要是调节血红蛋白与氧的亲和力，其与HHb结合，使其空间结构稳定，从而结合氧的能力降低。同时因为其本身为酸性，当其含量增多时，红细胞内的pH降低，通过Bohr降低血红蛋白与氧的亲和力。
      • 缺氧可使骨髓造血增强、红细胞增多及氧合Hb解离曲线右移，从而增加氧的运输和释放，在缺氧的代偿中有重要意义。
    • 2.损伤性反应
  • 中枢神经系统的变化
    • 1.代偿性反应
      • • 1.急性缺氧 ①症状轻者可引起头痛、思维能力降低、情绪激动及动作不协调等。 ②严重者可出现惊厥或意识丧失。 2.慢性缺氧 慢性缺氧时神经精神症状较为缓和，表现为注意力不集中，记忆力减退，易疲劳，轻度精神抑郁等。
    • 2.损伤性反应
      • • 缺氧引起的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。
  • 组织、细胞的变化
    • 1.代偿性反应
      • • 磷酸果糖激酶是糖酵解的限速酶。缺氧时，ATP生成减少——ATP/ADP比值降低——磷酸果糖激酶活性增强——糖酵解过程加强
    • 2.损伤性反应
• 混合性缺氧
  • 虽然可以将缺氧分为上诉四种类型，但临床上常见的缺氧多为两种或多种类型混合存在。
• 各类型缺氧的原因和血氧变化特点
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