导图社区 病理生理学-缺氧
缺氧,这一病理过程,不仅影响组织的代谢与功能,更可能引发形态结构的异常变化。从低张性缺氧到氧中毒,机体的反应复杂且多样。中枢神经系统、循环系统、呼吸系统等各系统在缺氧时表现出不同的代偿与损害。氧疗虽对低张性缺氧效果最佳,但超过05个大气压的氧可能引发氧中毒。年龄、心肺健康程度、体温等因素显著影响机体对缺氧的耐受性。了解这些机制,有助于我们更好地应对缺氧带来的挑战。
编辑于2025-03-10 15:36:18眼球内部结构揭秘:精密设计下的视觉引擎 晶状体位于眼球内部,由前囊下单层立方上皮延续至赤道后约1mm处,具有调节与屈光功能。玻璃体占眼球容积4/5,为无色透明胶体,含少量游走细胞,随年龄增长可能液化塌陷。房水维持眼压并滋养角膜、晶状体,动态循环于前房、后房及不规则腔隙中。视网膜、葡萄膜与巩膜构成眼球壁,分别负责感光、营养及保护。晶状体终身生长但弹性下降,代谢依赖房水,无血管神经。这些结构协同完成视觉传递与保护。
呼吸系统健康的关键在于气体交换的平衡。肺泡与外界气体交换、肺泡与血液气体交换是维持生命的重要环节,正常V/Q比为08,但部分区域如肺底和肺尖比值不同。呼吸衰竭多表现为Ⅰ型呼衰,因健全肺泡的代偿作用,少数可能引发左心衰竭,导致头痛等症状。防治呼衰需降低CO2分压、提高动脉血氧分压,解除呼吸道阻塞,增强呼吸动力。Ⅰ型和Ⅱ型呼衰的吸氧浓度需分别控制在50%和30%以内,同时注意补充营养和人工辅助。
慢性心力衰竭,不仅仅是心率的快慢问题!它源于心肌收缩与舒张功能的下降,导致心输出量不足,进而引发肺循环充血和体循环淤血。从病因、诱因到代偿机制,心衰的病理生理过程复杂多样。通过控制水肿、减轻心脏前后负荷、改善心脏舒缩功能,以及防治基本病因,我们可以有效应对这一挑战。了解心衰的机制与临床表现,掌握防治策略,才能更好地守护心脏健康。
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眼球内部结构揭秘:精密设计下的视觉引擎 晶状体位于眼球内部,由前囊下单层立方上皮延续至赤道后约1mm处,具有调节与屈光功能。玻璃体占眼球容积4/5,为无色透明胶体,含少量游走细胞,随年龄增长可能液化塌陷。房水维持眼压并滋养角膜、晶状体,动态循环于前房、后房及不规则腔隙中。视网膜、葡萄膜与巩膜构成眼球壁,分别负责感光、营养及保护。晶状体终身生长但弹性下降,代谢依赖房水,无血管神经。这些结构协同完成视觉传递与保护。
呼吸系统健康的关键在于气体交换的平衡。肺泡与外界气体交换、肺泡与血液气体交换是维持生命的重要环节,正常V/Q比为08,但部分区域如肺底和肺尖比值不同。呼吸衰竭多表现为Ⅰ型呼衰,因健全肺泡的代偿作用,少数可能引发左心衰竭,导致头痛等症状。防治呼衰需降低CO2分压、提高动脉血氧分压,解除呼吸道阻塞,增强呼吸动力。Ⅰ型和Ⅱ型呼衰的吸氧浓度需分别控制在50%和30%以内,同时注意补充营养和人工辅助。
慢性心力衰竭,不仅仅是心率的快慢问题!它源于心肌收缩与舒张功能的下降,导致心输出量不足,进而引发肺循环充血和体循环淤血。从病因、诱因到代偿机制,心衰的病理生理过程复杂多样。通过控制水肿、减轻心脏前后负荷、改善心脏舒缩功能,以及防治基本病因,我们可以有效应对这一挑战。了解心衰的机制与临床表现,掌握防治策略,才能更好地守护心脏健康。
第一节.概论
概念
组织得不到氧气,或不能充分利用氧气时,组织的代谢、功能,甚至形态结构都可能发生异常变化,这一病理过程成为缺氧
体内储存的氧仅为1.5L,但每分钟需氧约250ml
脑和心脏对氧气需求量大
血氧指标
氧分压PO2
指溶解在血液中的氧产生的张力
动脉血氧分压PaO2
正常值
100mmHg
13.3KPa
影响因素
主要是吸入气体氧分压
e.g.高原地区
肺的功能状态
e.g.不能使氧气充分进入体内
>60mmHg就不是缺氧
在60以上时血氧饱和度无明显变化(氧离曲线)
静脉血氧分压PvO2
正常值
40mmHg
5.33KPa
氧容量CO2max
概念:指100ml 血液中Hb为氧气充分饱和时的最大带氧量
取决于
Hb的质
Hb的量
CO2max=1.34(ml/g)×Hb(g/dl)≈20ml/dl
是一种理想状态,不可能实现。反映了人携带氧气的能力
氧含量CO2
概念:指100ml 血液实际的携氧量
Hb实际结合的氧
极少量溶解在血浆中的氧(约0.3ml/dl)
主要取决于
氧分压
在一定范围内,随PO2升高,氧含量升高
溶解在血液中的极少的O2可影响与Hb结合的O2量
氧容量
正常值
动脉血氧含量CaO2
19ml/dl
静脉血氧含量CvO2
14ml/dl
动静脉氧含量差=5ml/dl
氧饱和度SO2
概念:指Hb的氧饱和度
SO2=[(氧含量-溶解的氧量)/氧容量]×100%
影响因素
主要取决于氧分压
此外,2,3-DPG↑、酸中毒、血液CO2↑、血温↑→降低Hb和O2的亲和力→SO2↓
正常值
动脉血氧饱和度SaO2
95%
敏感,严格
动脉血氧饱和度SvO2
70%
P50
概念:指Hb氧饱和度为50%时的氧分压
正常值:26-27mmHg(3.47-3.6KP)
反映了Hb和O2的亲和力
P50升高→亲和力降低
第二节.缺氧类型
氧气利用
外呼吸
肺通气
肺换气
气体的运输
Hb的质、量
血循环
内呼吸
线粒体氧化磷酸化障碍
缺氧类型
低张性缺氧
原因
吸入气的氧分压过低
PaO2主要受吸入气氧分压影响
e.g.高原地区、废弃矿井
外呼吸功能障碍
e.g.气道阻塞、肺水肿等
临床最多见
静脉血分流动脉
常见于先天性心脏病,尤其室间隔缺损
血氧变化
PaO2↓,CaO2↓,SaO2↓,CaO2-CvO2↓(氧分压低→氧气弥散速度↓→组织缺氧)
CO2max正常
Hb的质、量正常
注意
PaO2<60mmHg时,CaO2和SaO2才会明显降低
有发绀现象
概念:指cap.中脱氧Hb浓度增加到5g/dl以上,皮肤与粘膜出现青紫色的现象
正常情况cap.中脱氧Hb浓度约为2.6g/dl
e.g.婴幼儿长时间嚎啕哭泣
血液性缺氧
概念:指由于Hb数量减少或性质改变,以致血氧含量降低或Hb结合的O2不易释放而引起的组织缺氧
原因
贫血
缺铁性贫血、溶血性贫血
CO中毒
CO与Hb不肽易结合(碳氧Hb),但很难分离→CO和Hb亲和力远高于O2与Hb的结合力
碳氧血红蛋白还能抑制氧合Hb释放O2
高铁血红蛋白血症
正常Hb绝大多铁离子为Fe2+,但在某些病理情况下出现较多Fe3+
Fe3+不能结合O2,且能抑制正常氧合Hb释放O2
肠源性紫绀
患者大量进食含硝酸盐(腌菜),在肠道内被细菌还原为亚硝酸盐(强氧化剂),可导致高铁Hb血症
“紫绀”俗称“发绀”
Hb与氧的亲和力异常增强
e.g.碱中毒时氧离曲线左移
静脉血中不能充分释放O2
血氧变化
PaO2正常→SaO2正常或↑
CO2max↓或正常,CO2↓或↑
CaO2-CvO2↓
特点
无发绀现象
原因:脱氧Hb不能达到5g/dl
贫血:面色苍白
CO中毒:皮肤粘膜呈现樱桃红色
高铁血红蛋白血症:皮肤粘膜咖啡色或青石板色
循环性缺氧
概念:组织血流量减少使组织供氧量减少,分为
缺血性缺氧
淤血性缺氧
原因
全身性
休克
心衰
局部性
栓塞
血管病变
血氧变化
PaO2正常,CaO2max正常,CaO2正常,SaO2正常
CaO2-CvO2↑
血流速度↓→组织细胞从单位血液中得到的氧气量↑
得考虑时间因素
使cap.处的脱氧Hb↑→发绀
组织性缺氧
概念:指组织细胞利用氧障碍引起的缺氧
原因
组织中毒:氰化物(阻断呼吸链)、硫化物
细胞损伤:放射线、细菌素等
呼吸酶合成障碍
血氧变化
PaO2正常,CaO2max正常,CaO2正常,SaO2正常
CaO2-CvO2↓
无发绀
第三节.低张性缺氧时机体变化
呼吸系统
代偿反应
条件:
PaO2<60mmHg/8KPa
PaO2↓→外周化学感受器(颈动脉体和主动脉体)→中枢→肺通气量↑(对急性缺氧最重要)
e.g.高原反应:同时会导致呼吸性碱中毒,抑制通气→刚开始通气量不会明显增加;3-4d后由于肾开始代偿→通气明显增加
损害
肺水肿
表现为呼吸困难,咳嗽,血性泡沫痰,皮肤粘膜发绀等
机制:cap.内压增大、通透性增强等使液体内渗聚集在肺泡、支气管内,引起外呼吸障碍
循环系统
代偿反应
心输出量增加
心率加快
肺通气量增加→刺激肺牵张感受器→引起交感N兴奋→心率↑
心肌收缩性增强
也与交感N兴奋有关
静脉回流量增加
肺通气量增加使胸腔压力变化的/心脏作用增强→助于静脉回流
血流重新分布
变化
心脑血管血流量相对增加
皮肤、粘膜及内脏器官血流减少
机制
缺氧应激→交感N兴奋,释放儿茶酚胺→主要通过α1R收缩血管
但心脑血管上α1受体较少
缺氧时无氧代谢产物(乳酸、腺苷、组胺等)→扩血管作用→心脑血管血供↑
肺血管收缩
意义:维持肺泡的通气血流比,正常情况下:
通气↓→流经的血流不能动脉化
血流↓→产生无效通气
机制
交感N的作用
体液因素的作用
缩血管物质:血栓素A2(TXA2)、内皮素(ET)
扩血管物质:前列环素(PGT2)、NO
收缩或扩张取决于优势物质
缺氧对血管平滑肌的直接作用
涉及离子通道变化
使平滑肌发生收缩性反应
cap.增生
使cap.与组织细胞接触更密切
针对慢性缺氧(COPD等),其他的只要针对急性缺氧
损害
心肌的收缩与舒张功能降低
心律失常、心动过缓、期前收缩室颤
肺动脉高压
静脉回流减少
严重缺氧→呼吸中枢抑制
血液系统
代偿反应
红细胞增多
机制
主要是肾小管间质细胞等感受到低氧→分泌促红细胞生成素EPO↑
EPO促进骨髓造血
最终氧容量、氧含量都↑
2,3-DPG↑,使Hb和O2亲和力↓
2,3-DPG是糖酵解的中间产物:机体缺氧→糖酵解↑→2,3-DPG↑
结果:氧离曲线右移,更易释放氧气
条件:PO2维持在60mmHg以上→保证足够Hb都结合上O2
机制
2,3-DPG可与脱氧Hb结合,使之构型稳定,不易与O2结合
2,3-DPG是一种酸,通过Bohr效应降低其亲和力
波尔效应:血液pH值降低或pCO2升高,使Hb对O2的亲和力降低
代偿基本都针对慢性缺氧,且基本有益
中枢神经系统
症状
急性缺氧
症状明显:轻度时头痛,情绪激动,思维里、记忆力、判断力等下降,运动不协调
慢性缺氧
易疲劳,嗜睡,萎靡不振,精神抑郁等
机制复杂
细胞膜电位↓,神经介质合成↓,ATP↓,酸中毒,细胞内Ca2+超载,溶酶体破坏等
组织细胞
代偿反应
细胞利用氧的能力↑
机制-主要是线粒体的
数量↑
内膜面积↑
少量缺氧时氧化磷酸化相关酶数量、活性↑
针对慢性缺氧
急性缺氧-动静脉氧含量差减少
慢性缺氧-通过代偿,动静脉氧含量差保持正常范围
无氧酵解↑
保证ATP供应
肌红蛋白↑
能储存较多O2,以供不时之需
低代谢状态
降低对能量等的需求,减轻缺氧对细胞的损伤
损害
主要-细胞膜
变化
Na+内流
引发细胞涨水
K+外流
影响细胞内合成代谢
Ca2+内流
Ca超载→激活磷脂酶→破坏膜;增加细胞内自由基;破坏线粒体等
机制:主要是离子泵活动减弱,不足以对抗浓度差引起的离子流动
线粒体
轻度缺氧可增强其功能,缺氧较严重时酶活性↓,甚至崩溃
溶酶体
e.g.膜被破坏,酶释放出而破坏细胞本身
第四节.影响机体对缺氧耐受性的因素
代谢耗氧率
发热、甲亢时,对缺氧的耐受性低
在体温降低、神经系统抑制时对缺氧的耐受性高
临床进行“低温麻醉”来减轻缺血缺氧对心脏等的损害
机体的代谢能力
年龄、心肺健康程度等
第五节.氧疗与氧中毒
氧疗
对低张性缺氧效果最好
对其他类型的缺氧
氧疗效果有限
高压氧—可增加血浆内物理溶解的氧
e.g.治疗CO中毒患者
氧中毒
0.5个大气压以上的氧对细胞有毒性作用,可能引起氧中毒
强调氧分压,不强调氧浓度
机制
可能与活性氧有关
临床表现
肺型氧中毒
吸入一个大气压的O2,8h左右
呼吸系统障碍
咳嗽、呼吸困难、血型泡沫痰等
脑型氧中毒
吸入2-3个大气压O2几小时后出现
中枢神经系统紊乱
视听障碍、恶心、抽搐、昏迷等
缺氧
第一节.概论
概念
组织得不到氧气,或不能充分利用氧气时,组织的代谢、功能,甚至形态结构都可能发生异常变化,这一病理过程成为缺氧
体内储存的氧仅为1.5L,但每分钟需氧约250ml
脑和心脏对氧气需求量大
血氧指标
氧分压PO2
指溶解在血液中的氧产生的张力
动脉血氧分压PaO2
正常值
100mmHg
13.3KPa
影响因素
主要是吸入气体氧分压
e.g.高原地区
肺的功能状态
e.g.不能使氧气充分进入体内
>60mmHg就不是缺氧
在60以上时血氧饱和度无明显变化(氧离曲线)
静脉血氧分压PvO2
正常值
40mmHg
5.33KPa
氧容量CO2max
概念:指100ml 血液中Hb为氧气充分饱和时的最大带氧量
取决于
Hb的质
Hb的量
CO2max=1.34(ml/g)×Hb(g/dl)≈20ml/dl
是一种理想状态,不可能实现。反映了人携带氧气的能力
氧含量CO2
概念:指100ml 血液实际的携氧量
Hb实际结合的氧
极少量溶解在血浆中的氧(约0.3ml/dl)
主要取决于
氧分压
在一定范围内,随PO2升高,氧含量升高
溶解在血液中的极少的O2可影响与Hb结合的O2量
氧容量
正常值
动脉血氧含量CaO2
19ml/dl
静脉血氧含量CvO2
14ml/dl
动静脉氧含量差=5ml/dl
氧饱和度SO2
概念:指Hb的氧饱和度
SO2=[(氧含量-溶解的氧量)/氧容量]×100%
影响因素
主要取决于氧分压
此外,2,3-DPG↑、酸中毒、血液CO2↑、血温↑→降低Hb和O2的亲和力→SO2↓
正常值
动脉血氧饱和度SaO2
95%
敏感,严格
动脉血氧饱和度SvO2
70%
P50
概念:指Hb氧饱和度为50%时的氧分压
正常值:26-27mmHg(3.47-3.6KP)
反映了Hb和O2的亲和力
P50升高→亲和力降低
第二节.缺氧类型
氧气利用
外呼吸
肺通气
肺换气
气体的运输
Hb的质、量
血循环
内呼吸
线粒体氧化磷酸化障碍
缺氧类型
低张性缺氧
原因
吸入气的氧分压过低
PaO2主要受吸入气氧分压影响
e.g.高原地区、废弃矿井
外呼吸功能障碍
e.g.气道阻塞、肺水肿等
临床最多见
静脉血分流动脉
常见于先天性心脏病,尤其室间隔缺损
血氧变化
PaO2↓,CaO2↓,SaO2↓,CaO2-CvO2↓(氧分压低→氧气弥散速度↓→组织缺氧)
CO2max正常
Hb的质、量正常
注意
PaO2<60mmHg时,CaO2和SaO2才会明显降低
有发绀现象
概念:指cap.中脱氧Hb浓度增加到5g/dl以上,皮肤与粘膜出现青紫色的现象
正常情况cap.中脱氧Hb浓度约为2.6g/dl
e.g.婴幼儿长时间嚎啕哭泣
血液性缺氧
概念:指由于Hb数量减少或性质改变,以致血氧含量降低或Hb结合的O2不易释放而引起的组织缺氧
原因
贫血
缺铁性贫血、溶血性贫血
CO中毒
CO与Hb不肽易结合(碳氧Hb),但很难分离→CO和Hb亲和力远高于O2与Hb的结合力
碳氧血红蛋白还能抑制氧合Hb释放O2
高铁血红蛋白血症
正常Hb绝大多铁离子为Fe2+,但在某些病理情况下出现较多Fe3+
Fe3+不能结合O2,且能抑制正常氧合Hb释放O2
肠源性紫绀
患者大量进食含硝酸盐(腌菜),在肠道内被细菌还原为亚硝酸盐(强氧化剂),可导致高铁Hb血症
“紫绀”俗称“发绀”
Hb与氧的亲和力异常增强
e.g.碱中毒时氧离曲线左移
静脉血中不能充分释放O2
血氧变化
PaO2正常→SaO2正常或↑
CO2max↓或正常,CO2↓或↑
CaO2-CvO2↓
特点
无发绀现象
原因:脱氧Hb不能达到5g/dl
贫血:面色苍白
CO中毒:皮肤粘膜呈现樱桃红色
高铁血红蛋白血症:皮肤粘膜咖啡色或青石板色
循环性缺氧
概念:组织血流量减少使组织供氧量减少,分为
缺血性缺氧
淤血性缺氧
原因
全身性
休克
心衰
局部性
栓塞
血管病变
血氧变化
PaO2正常,CaO2max正常,CaO2正常,SaO2正常
CaO2-CvO2↑
血流速度↓→组织细胞从单位血液中得到的氧气量↑
得考虑时间因素
使cap.处的脱氧Hb↑→发绀
组织性缺氧
概念:指组织细胞利用氧障碍引起的缺氧
原因
组织中毒:氰化物(阻断呼吸链)、硫化物
细胞损伤:放射线、细菌素等
呼吸酶合成障碍
血氧变化
PaO2正常,CaO2max正常,CaO2正常,SaO2正常
CaO2-CvO2↓
无发绀
第四节.影响机体对缺氧耐受性的因素
代谢耗氧率
发热、甲亢时,对缺氧的耐受性低
在体温降低、神经系统抑制时对缺氧的耐受性高
临床进行“低温麻醉”来减轻缺血缺氧对心脏等的损害
机体的代谢能力
年龄、心肺健康程度等
第五节.氧疗与氧中毒
氧疗
对低张性缺氧效果最好
对其他类型的缺氧
氧疗效果有限
高压氧—可增加血浆内物理溶解的氧
e.g.治疗CO中毒患者
氧中毒
0.5个大气压以上的氧对细胞有毒性作用,可能引起氧中毒
强调氧分压,不强调氧浓度
机制
可能与活性氧有关
临床表现
肺型氧中毒
吸入一个大气压的O2,8h左右
呼吸系统障碍
咳嗽、呼吸困难、血型泡沫痰等
脑型氧中毒
吸入2-3个大气压O2几小时后出现
中枢神经系统紊乱
视听障碍、恶心、抽搐、昏迷等
第三节.低张性缺氧时机体变化
呼吸系统
代偿反应
条件:
PaO2<60mmHg/8KPa
PaO2↓→外周化学感受器(颈动脉体和主动脉体)→中枢→肺通气量↑(对急性缺氧最重要)
e.g.高原反应:同时会导致呼吸性碱中毒,抑制通气→刚开始通气量不会明显增加;3-4d后由于肾开始代偿→通气明显增加
损害
肺水肿
表现为呼吸困难,咳嗽,血性泡沫痰,皮肤粘膜发绀等
机制:cap.内压增大、通透性增强等使液体内渗聚集在肺泡、支气管内,引起外呼吸障碍
循环系统
代偿反应
心输出量增加
心率加快
肺通气量增加→刺激肺牵张感受器→引起交感N兴奋→心率↑
心肌收缩性增强
也与交感N兴奋有关
静脉回流量增加
肺通气量增加使胸腔压力变化的/心脏作用增强→助于静脉回流
血流重新分布
变化
心脑血管血流量相对增加
皮肤、粘膜及内脏器官血流减少
机制
缺氧应激→交感N兴奋,释放儿茶酚胺→主要通过α1R收缩血管
但心脑血管上α1受体较少
缺氧时无氧代谢产物(乳酸、腺苷、组胺等)→扩血管作用→心脑血管血供↑
肺血管收缩
意义:维持肺泡的通气血流比,正常情况下:
通气↓→流经的血流不能动脉化
血流↓→产生无效通气
机制
交感N的作用
体液因素的作用
缩血管物质:血栓素A2(TXA2)、内皮素(ET)
扩血管物质:前列环素(PGT2)、NO
收缩或扩张取决于优势物质
缺氧对血管平滑肌的直接作用
涉及离子通道变化
使平滑肌发生收缩性反应
cap.增生
使cap.与组织细胞接触更密切
针对慢性缺氧(COPD等),其他的只要针对急性缺氧
损害
心肌的收缩与舒张功能降低
心律失常、心动过缓、期前收缩室颤
肺动脉高压
静脉回流减少
严重缺氧→呼吸中枢抑制
血液系统
代偿反应
红细胞增多
机制
主要是肾小管间质细胞等感受到低氧→分泌促红细胞生成素EPO↑
EPO促进骨髓造血
最终氧容量、氧含量都↑
2,3-DPG↑,使Hb和O2亲和力↓
2,3-DPG是糖酵解的中间产物:机体缺氧→糖酵解↑→2,3-DPG↑
结果:氧离曲线右移,更易释放氧气
条件:PO2维持在60mmHg以上→保证足够Hb都结合上O2
机制
2,3-DPG可与脱氧Hb结合,使之构型稳定,不易与O2结合
2,3-DPG是一种酸,通过Bohr效应降低其亲和力
波尔效应:血液pH值降低或pCO2升高,使Hb对O2的亲和力降低
代偿基本都针对慢性缺氧,且基本有益
中枢神经系统
症状
急性缺氧
症状明显:轻度时头痛,情绪激动,思维里、记忆力、判断力等下降,运动不协调
慢性缺氧
易疲劳,嗜睡,萎靡不振,精神抑郁等
机制复杂
细胞膜电位↓,神经介质合成↓,ATP↓,酸中毒,细胞内Ca2+超载,溶酶体破坏等
组织细胞
代偿反应
细胞利用氧的能力↑
机制-主要是线粒体的
数量↑
内膜面积↑
少量缺氧时氧化磷酸化相关酶数量、活性↑
针对慢性缺氧
急性缺氧-动静脉氧含量差减少
慢性缺氧-通过代偿,动静脉氧含量差保持正常范围
无氧酵解↑
保证ATP供应
肌红蛋白↑
能储存较多O2,以供不时之需
低代谢状态
降低对能量等的需求,减轻缺氧对细胞的损伤
损害
主要-细胞膜
变化
Na+内流
引发细胞涨水
K+外流
影响细胞内合成代谢
Ca2+内流
Ca超载→激活磷脂酶→破坏膜;增加细胞内自由基;破坏线粒体等
机制:主要是离子泵活动减弱,不足以对抗浓度差引起的离子流动
线粒体
轻度缺氧可增强其功能,缺氧较严重时酶活性↓,甚至崩溃
溶酶体
e.g.膜被破坏,酶释放出而破坏细胞本身