导图社区 病理生理学《缺氧》
氧是人体所必需的。组织氧供减少或不能充分利用氧,导致组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程称为缺氧(hypoxia)。正常成人静息时的耗氧量约为250ml/min,剧烈运动时可增加8~9倍,而人体内储氧量仅为1500ml,一旦呼吸、心跳停止,数分钟内就可能死于缺氧。缺氧是慢性阻塞性肺病、急性呼吸窘迫综合征、严重急性呼吸综合征(severe acute re-spiratory syndrome,SARS)、心肌梗死、缺血性脑卒中、休克、氰化物中毒、CO中毒等多种疾病共有的病理过程,也是高原、
编辑于2022-09-20 10:59:39 广东"警惕心脏的隐形杀手!感染性心内膜炎(IE)是病原体侵袭心内膜的危重疾病典型表现为发热、心脏杂音和周围体征(如瘀点、Osler结节),可引发脑、肺、肾等多器官栓塞诊断需结合血培养、超声心动图和免疫学检查(如高丙种球蛋白血症)。治疗核心是足量抗生素,严重病例需手术清除赘生物高危人群(如心脏瓣膜病患者)出现不明原因发热或新发杂音时应立即排查早期干预可显著改善预后!"
"手足癣困扰?一文教你科学应对!手足癣是由红色毛癣菌等真菌感染引起的常见皮肤病,表现为水疱、脱屑或糜烂,通过接触传染诊断需结合临床表现和真菌检查,注意与湿疹等疾病区分治疗以局部用药为主(24周),顽固者可口服抗真菌药预防关键:保持皮肤干燥、不共用物品,合并灰指甲需同步治疗特别提醒:足癣易引发细菌感染,出现红肿热痛需及时就医!"
登革热是由DENV病毒引起的急性传染病,典型病程分为发热期、极期和恢复期传染源为患者和隐性感染者,主要通过伊蚊叮咬传播临床表现为高热、头痛、皮疹等,重症可出现出血或休克通过病毒核酸检测和血清学检查可确诊,需与麻疹、出血热等疾病鉴别预防关键在防蚊灭蚊,患者多预后良好,但重症需警惕急性肾衰竭等并发症早期识别预警指征对改善预后至关重要。
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缺氧
定义
指组织氧供减少/不能充分利用氧,导致组织代谢/功能/形态结构异常变化的病理过程;包括全身性缺氧和局部缺氧。
常用的血氧指标及其意义
组织供氧量和耗氧量的计算
组织供氧量=动脉血氧含量×组织血流量
组织耗氧量= (动脉血氧含量-静脉血氧含量) ×组织血流量
血氧分压(PO2)/血氧张力
定义:物理溶解于血液中的氧所产生的张力
动脉血氧分压(PaO2):正常值约为 100mmHg→取决于吸入气体的氧分压和外呼吸功能
静脉血氧分压(PvO2):正常值约为 40mmHg →取决于组织摄氧/利用氧的能力、反映内呼 吸的情况
血氧容量(CO2max)
定义: 是指在氧分压为150mmHg 、二氧化碳分压为40mmHg 、温度为 38℃时 100ml 血 液中的血红蛋白被氧充分饱和时的最大携氧量;反映血液携带氧的能力
影响因素: Hb 的量和质
正常值:20ml/dl
血氧含量(CO2)
定义:是指100ml血液中实际含有的氧量,包括Hb实际结合的氧 (化学结合) 和极少量 物理溶解的氧 (可忽略不计)
影响因素: 血氧分压和血氧容量
正常值:CaO2 为 19ml/dl;CvO2 为 14ml/dl
动-静脉血氧含量差(CaO2-CvO2/DA-VO2) :反映组织的摄氧量;正常值为 5ml/dl
血红蛋白氧饱和度(SO2)/血氧饱和度
定义: 是指血液中氧合 Hb 占总 Hb 的百分数(≈血氧含量与血氧容量的比值)
影响因素: 血氧分压 (氧离曲线)、pH 、温度、 PCO2 、2,3-DPG
正常值:动脉血氧饱和度为 95%~98%;静脉血氧饱和度为 70%~75%
氧离曲线
(1)上段 60~100mmHg、中段 40~60mmHg、下段<40mmHg
(2)P50 :是指血氧饱和度为 50%时的氧分压→反映血红蛋白与氧亲和力的指标 →正常值为26~27mmHg
(3)红细胞 2,3-DPG ↑(最主要)、酸中毒、 CO2 ↑、血温 ↑时血红蛋白与氧的亲和力下降、 氧解离曲线右移、P50 ↑
缺氧的类型、原因和发病机制
基本分类特点
注意点
发绀
(1)定义: 毛细血管血液中脱氧血红蛋白浓度≥5g/dl 时,皮肤/黏膜呈现青紫色
(2)意义:在血红蛋白正常的人,发绀和缺氧同时存在→可根据发绀的程度大致估计缺氧的 程度(但当血红蛋白过多/过少时则不然)
CO 引起中毒的机制
CO 和 Hb 结合形成碳氧 Hb: ①CO 与 Hb 的亲和力更大(虽然结合 速度低,但不易解离) →影响动脉端 Hb 与氧的结合; ②CO 与 Hb 的某个血红素结合后将 增强其余 3 个血红素对氧的亲和力而影响氧的解离; ③抑制红细胞内糖酵解→2,3-DPG ↓
高铁血红蛋白的危害性
①Fe3+ 失去携氧能力; ②当 Hb 分子中的四个 Fe2+有一部分被氧 化后, 剩余虽可结合氧但不易解离
肠源性发绀
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,吸收入血后, 可使大量 Hb 氧化为高铁 Hb →皮肤黏膜呈现棕褐色 (似发绀)
药物对 Mit 氧化磷酸化的作用靶点
(1)NADH→FMN:胍乙啶、巴比妥、鱼藤酮 (2)cytb→cytc1 :抗霉素 A、苯乙双胍、8-氢-羟基喹啉、萘醌 (3)cytaa3 →O2 :氰化物、CO、硫化氢、叠氮化合物 (4)脱偶联:2,4-二硝基苯酚 (5)全能: 寡霉素
失血性休克引起的混合性缺氧
①组织血流量↓→循环性缺氧; ②Hb 数目↓/大量输液稀释血液→血液性缺氧; ③休克肺→低张 性缺氧; ④内毒素血症→组织性缺氧
缺氧时机体的功能与代谢变化
特点
①影响的程度与后果取决于缺氧发生的速度、程度、部位、持续时间和机体的功能代 谢状态; ②既有代偿性反应也有损伤性反应,急性缺氧时代偿反应以呼吸系统和循环系统的 变化为主,慢性缺氧时代偿反应以血液系统和细胞生理生化反应为主; ③各种类型缺氧所致 病变既相似又不同(以下以低张性缺氧为例)
呼吸系统的变化
代偿性反应——肺通气量↑——低氧通气反应(HVR)
PaO2 ↓可刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器,反射性兴奋呼吸中枢, 使呼吸加 深加快、肺泡通气量↑
意义——急性缺氧最重要的代偿性反应: ①把原来未参与换气的肺泡调动起来→增大呼吸 面积、提高 O2 的弥散量、使动脉血氧饱和度增加; ②使更多的新鲜空气进入肺泡→PaO2 ↑; ③胸廓运动幅度加大、胸内负压 ↑ → 回心血量增加、心输出量/肺血流量增加→有利于氧的 摄取和运输
影响因素
(1)个体差异
(2)缺氧程度: PaO2<60mmHg 时开始显著
(3)缺氧持续时间
①初期:PaO2 ↓刺激外周化学感受器→过度通气→低碳酸血症/呼碱→脑脊液 pH ↑、中枢抑制→部分抵消外周兴奋作用 ②数日后:肾脏排碱→解除中枢抑制→肺 通气量↑↑ ③一段时间后/久居:外周化学感受器对低氧敏感性↓→通气反应↓
注意
血液性缺氧、循环性缺氧、组织性缺氧时, 这一反应可不明显
损伤性变化
高原性肺水肿(HAPE)
从平原快速进入 2500m 以上高原后 1~4 天内所出现的头痛、胸闷、咳嗽、发绀、 呼吸困难、血性泡沫痰、肺部可闻及湿啰音等高原特发性症状
发生机制
①缺氧引起肺血管收缩→肺动脉高压 ②缺氧引起外周血管收缩→肺血流量 ↑ ③缺氧引起肺血管内皮细胞通透性↑ ④肺水清除障碍
中枢性呼吸衰竭
严重缺氧 (PaO2<30mmHg) 时, 可直接抑制呼吸中枢,使呼吸运动减弱、肺通气 量 ↓、 呼吸节律不齐、周期性呼吸甚至呼吸停止
表现: 潮式呼吸/陈-施呼吸、间停呼吸/比奥呼吸
循环系统的变化
心脏
1. 代偿性变化:交感神经(+) →心率↑、心肌收缩力↑、回心血量↑(呼吸↑) →CO ↑
2. 损伤性变化:心率↓、心肌收缩力↓、回心血量↓(外周血管扩张、呼吸运动↓)、CO ↓、 心律失常(迷走神经兴奋、细胞内外离子分布改变)、右心室肥大→心力衰竭
血流分布
代偿性变化
(1)心脑多、皮肤/内脏/骨骼肌/肾脏少
(2)机制:①不同器官 α 受体密度不同→对儿茶酚胺反应性不同;②局部代谢产物对血管的 调节(心脑多);③不同器官血管对缺氧反应性不同(心脑扩张、肺收缩)
损伤性变化:脑部血流↑→剧烈头痛
肺循环
代偿性变化——缺氧性肺血管收缩 HPR)
(1)定义: 肺泡气 PaO2 ↓可引起相应部位肺小动脉收缩
(2)生理意义:①减少缺氧肺泡周围血流量→转而流向通气充分的肺泡→有利于通气血流比 值的稳定; ②肺尖部血流量↑→充分利用此处储存的肺泡气
损伤性变化——缺氧性肺动脉高压
(1)表现:肺血管壁平滑肌细胞&成纤维细胞增生、血管改建、无肌型微动脉肌化、右心室肥 大
(2)发生机制: 血管收缩&结构改建
组织毛细血管增生(代偿性变化)
1. 心脑尤甚
2. 机制:①细胞生成缺氧诱导因子- 1 增多→诱导血管内皮生长因子等基因高表达;②腺苷↑ →刺激血管生成
3. 生理意义: 缩短氧从血管向组织细胞弥散的距离
血液系统的变化
RBC 和 Hb 增多→O2 的运输 ↑
机制: 低氧血流经肾脏时刺激肾小管旁间质细胞,使其生成并释放 EPO →促进骨髓原始 血细胞分化为原红细胞, 并对红细胞成熟及血红蛋白的合成也起到一定的促进作用
损伤性变化:血液粘滞度↑、血流阻力↑→微循环障碍
缺氧时红细胞内 2,3-二磷酸甘油酸(DPG) ↑
1. 缺氧时红细胞内 2,3-DPG ↑的机制
(1)生成增加:①脱氧 Hb 增多 (可以结合 2,3-DPG) →RBC 内游离 2,3-DPG ↓ →对磷酸果糖 激酶和二磷酸甘油酸变位酶的抑制作用 ↓→促进糖酵解→2,3-DPG ↑ ;②缺氧时代偿性过度 通气→呼吸性碱中毒→pH ↑ →激活磷酸果糖激酶→促进糖酵解
(2)分解减少: 呼吸性碱中毒→pH↑→抑制二棕榈酰基甘油磷酸盐(DPGP)活性→分解减少
2. 2,3-DPG ↑引起氧离曲线右移的机制
①2,3-DPG 和脱氧 Hb 结合牢固,使 Hb 与氧亲合力 ↓ →氧离曲线右移; ②本身为酸性物质→Bohr 效应
3. 损伤性变化:抑制肺泡气对氧的摄取
中枢神经系统的变化
临床表现
(1)急性缺氧: 头痛、思维能力↓、情绪激动、动作不协调、惊厥、意识丧失
(2)慢性缺氧: 较缓和(注意力不集中、记忆力↓、易疲劳、轻度精神抑郁)
发生机制
①线粒体结构和功能受损;②酸碱平衡紊乱; ③神经递质失调; ④脑水肿
组织细胞的变化
细胞代偿性变
1. 细胞利用氧的能力 ↑: 线粒体 ↑、呼吸链酶↑
2. 糖酵解 ↑:ATP/ADP ↓ →磷酸果糖激酶活性↑
细胞的氧敏感调节和适应性变化
1. 缺氧诱导因子-1(HIF-1):是调控缺氧相关基因表达的最重要的转录 因子;正常条件下,HIF- 1α 被脯氨酸羟化酶羟化而泛素化降解;缺氧时,脯氨酸羟化酶活 性 ↓ →HIF- 1α 降解↓→进入细胞核和 HIF- 1β 结合成完整转录因子→增强相关基因表达
2. 载氧蛋白表达↑: 肌红蛋白(Mb)、脑红蛋白(NGb)、胞红蛋白(CGb) ↑ →摄取/储存氧的能 力↑
3. 机体的低代谢状态
损伤性变化
包括细胞膜 (缺氧最早发生损伤的部位)、线粒体、溶酶体的损伤,诱导细胞凋亡
缺氧治疗的病理生理学基础
去除病因(前提和关键)
氧气疗法/氧疗
定义: 吸入氧分压较高的空气/纯氧以治疗各种缺氧性疾病的方法
分类: 常压氧疗、高压氧疗(高于 1 个大气压)
效果
(1)低张性缺氧疗效最好 (右向左分流除外),对高原肺水肿吸入纯氧有特殊疗效
(2)血液性缺氧&循环性缺氧:提高动脉血氧分压、增加血液中溶解的氧量、改善组织供氧、 氧的弥散速度↑
(3)CO 中毒患者:氧可与 CO 竞争与血红蛋白的结合, 从而加速 CO与血红蛋白解离
(4)组织性缺氧效果差
氧中毒
定义: 吸入气氧分压过高/给氧时间过长可造成细胞损伤、器官功能障碍
氧中毒的发生主要取决于氧分压而不是氧浓度
分型