缺氧 (Hypoxia) 病理生理教研室 王程 1

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1 缺氧 (Hypoxia) 病理生理教研室 王程 1

2 喀麦隆尼欧斯湖 2

3 1986 年, 温柔的尼欧斯湖露出了其凶悍的面目, 在短短几个小时之内吞噬掉了 1800 条生命, 以及无数的牲畜 3

4 第一节概述 General introduction 4

5 绝食 绝食 7 天 ± 绝水 绝水 3 天 ± 是人体 2 绝 O 2 Min s 第一生命物质 5

6 水下憋气世界记录 意大利人戴维 默里尼 2011 年 5 月 14 日在湖南张家界宝峰湖的湖水中成功憋气 20 分 55 秒, 超过丹麦人瑟沃林森在 2010 年创造的 20 分 10 秒的水下憋气吉尼斯纪录 6

7 呼吸过程 (Respiration) 肺通气 (Pulmonary ventilation) 肺换气 (Gas exchange in lung) 外呼吸 (External respiration) 7

8 呼吸过程 (Respiration) 气体在血液中的运输 (Transport of gas in the blood) 8

9 呼吸过程 (Respiration) 内呼吸 (Internal respiration) 9

10 供氧 (Supply of oxygen) Hypoxia 用氧 (Use of oxygen) 10

11 缺氧的概念 (Comcept of hypoxia) 组织从外界摄取氧过程中任何环节出现问题都可能导致供应组织的氧不足或组织利用氧障碍, 会使机体发生功能 代谢 形态结构改变等病理变化 Hypoxia is a pathological condition in which the body as a whole is deprived of sufficient oxygen supply or using oxygen barrier, then there will be some pathological changes in body morphology, function and metabolism. 11

12 血氧指标 Laboratory test 临床上常用来反映氧代谢的一些指标 12

13 血氧分压 Partial pressure of oxygen, PO 2 定义 : 溶解于血中的氧所产生的张力 PaO 2 和 PvO 2 (Arterial, Vein) 正常值 PaO mmhg PO 2 External respiration 13

14 血氧容量 (Oxygen capacity) 定义 : 100 ml 血液在最适条件下被氧充分饱和时的极限带氧量 ( 物理溶解 +Hb 携带氧 ) 物理溶解量 0.31 ml/dl Hb 携氧容量 1.34 ml/g x 15g/dl = 20 ml/dl 血氧容量 Hb 携氧容量 血氧容量 Hb Hb 14

15 血氧含量 (Oxygen content) 定义 : 正常情况下, 血液的实际带氧量往往达不到其极限容量, 所以就将体内 100 ml 血液的实际带氧量定义为血氧含量血氧含量 Hb PO 2 15

16 动静脉血氧差 (Arteriovenous oxygen difference) 定义 : 动脉血氧含量 - 静脉血氧含量, 反映组织对氧的摄取和利用能力 A 19ml/dl O 2 O 2 O 2 O 2 O 2 14ml/dl V 5ml/dl 16

17 血氧饱和度 (Oxygen saturation) 定义 : 指 Hb 结合氧的百分数 血氧饱和度 PO 2 氧饱和度 % 氧分压 (mmhg) 17

18 血氧分压 血氧含量 血氧饱和度 全数字化血氧检测仪 18

19 第二节缺氧的类型和发生机制 (Category and mechanisms of hypoxia) 19

20 低张性缺氧 (Hypotonic hypoxia) 定义 : 动脉血 PaO 2 降低, 动脉供应组织的氧不足 外环境 PO 2 降低 (Low PO 2 of inspired Air ) 外呼吸功能障碍 (Dysfunction of external respiration) 静脉血混合 (Venous admixture) 20

21 21

22 Military use of hypotonic hypoxia 当温压弹爆炸时, 燃烧耗氧使爆心周围的氧分亚降低到正常值的 1/3 ( 相当于海拔 >8000m), 同时燃烧产生的 CO 等气体会共同促使人体极度缺氧, 在数分钟内窒息死亡 22

23 1971 年 6 月 30 日, 苏联联盟 11 号飞船顺利完成进入礼炮 1 号空间站的各项任务后, 在再入大气层前, 实施返回舱和轨道舱分离时, 连接两舱的分离插头分离后, 返回舱的压力阀门被震开, 密封性能被破坏, 返回舱内的空气从该处泄漏, 舱内迅速减压, 致使 3 名宇航员因急性缺氧 体液沸腾而死亡 23

24 24

25 肺气肿 (Emphysema) 脑外伤 (Brain trauma ) 25

26 室间隔缺损 肺动脉高压 26

27 2.6g/dl HHb 5g/dl HbO 2 正常 发绀 (Cyanosis Cyanosis) 缺氧 27

28 低张性缺氧血氧指标的变化 PaO 血氧容量血氧含量 2 A-V 血氧差 SaO 2 or 28

29 尼欧斯湖惨案的真相 29

30 血液性缺氧 (Hemic hypoxia) 定义 : 由于 Hb 是氧气运输的主要载体, Hb 数量 或性质改变会导致的供氧不足 PaO 2 不变, 又称等张性低氧血症 30

31 原因 : Hb 数量减少 : 贫血 Hb 性质改变 : 1. CO 中毒 Hb + CO HbCO Hb + O 2 HbO 2 机制 : 1 Hb 与 CO 亲和力 >> >>Hb 与 O2 亲和力 2 CO 能抑制红细胞内糖酵解 2,3-DPG 生成 氧离曲线左移 HbO2 中的氧不易释出 组织缺氧 3 HbCO 增加血红素与氧的亲和力, 氧离曲线左移 31

32 2. 高铁血红蛋白血症 (methemoglobinemia methemoglobinemia) Fe Fe Fe 2+ Fe 2+ Fe Fe 2+ Fe 2+ Hb-Fe 2+ 氧化 HbFe 3+ OH 还原 ( 棕褐色 ) Fe Fe Fe 3+ Fe 3+ Fe Fe 3+ Fe 3+ Hb: α2β2 Hb: α2β2 当高铁血红蛋白浓度达到 3g/dl 时, 皮肤即出现明显的发绀现象 由于原因为服食的硝酸盐或亚硝酸盐所致, 所以成为肠源性发绀肠源性发绀 32

33 血液性缺氧血氧指标的变化 PaO 2 血氧容量血氧含量 SaO2 A-V 血氧差 33

34 循环性缺氧 (Circulatory hypoxia) 定义 : 血液循环发生障碍, 组织供血量下降所引起的缺氧. 34

35 35 原因原因原因原因 : 缺血缺血缺血缺血 淤血淤血淤血淤血动脉动脉动脉动脉静脉静脉静脉静脉毛细血管毛细血管毛细血管毛细血管供血不足供血不足供血不足供血不足动脉动脉动脉动脉静脉静脉静脉静脉毛细血管毛细血管毛细血管毛细血管内淤血内淤血内淤血内淤血皮肤苍白皮肤苍白皮肤苍白皮肤苍白皮肤发绀皮肤发绀皮肤发绀皮肤发绀

36 循环性缺氧血氧指标的变化 PaO 2 血氧容量血氧含量 SaO2 A-V 血氧差 供应组织血量不足, 弥散到细胞中的总氧量仍不能满足需要而缺氧 19ml/dl 12ml/dl A 正常时供氧 O 2 O:5dl/min 2 O 2 O 2 O 2 x 5ml/dl O 2 O 2 = 25 O 2 ml/min 循环缺氧时供氧 :3dl/min x 7 ml/dl = 21 ml/min 7ml/dl V 36

37 四 组织性缺氧 (Histogenous hypoxia) 定义 : 组织细胞利用氧障碍所引起的缺氧 37

38 原因 : 组织中毒 : 氰化物 硫化物呼吸链受阻 组织不能利用氧 呼吸酶合成障碍 : 维生素 B1 缺乏 : 脚气病 线粒体损伤 : 放射线 细菌毒素 38

39 四种缺氧类型血氧指标的变化比较 Types of hypoxia PaO 2 血氧容量 血氧含量 SaO 2 A-V 血氧差 Hypotonic hypoxia N or Hemic hypoxia N N or Circulatory hypoxia N N N N Histogenos hypoxia N N N N 39

40 临床上常为混合性缺氧 失血性休克 失血 Hb 循环障碍 肺淤血 水肿 内毒素血症 血液性缺氧 循环性缺氧 低张性缺氧 组织性缺氧 40

41 第三节缺氧对机体的影响 (Effects of hypoxia) 41

42 一 对细胞代谢的影响 (Effects on the cellular metabolism) 42

43 ( 一 ) 代偿性反应 细胞内呼吸功能 线粒体 呼吸酶 糖酵解 缺氧 ATP ATP ATP/ADP ADP 磷酸果糖激酶活性 糖酵解过程 肌红蛋白 与氧气的亲和力提高 43

44 ( 二 ) 损伤性变化 细胞膜损伤 ATP 钠钾泵 线粒体损伤 钙泵 溶酶体损伤 Na + 内流 K + 外流 Ca Ca ++ 内流 ++ 内流 细胞水肿 代谢障碍 组织损伤 44

45 二 对呼吸系统的影响 (Effects on respiratory system) 45

46 Compensatory Reaction ( 一 ) Compensatory Reaction PaO 2 (<60mmHg) 颈动脉体 主动脉体化学感受器呼吸中枢兴奋呼吸运动 肺泡通气量 意义 : h 提高 PaO 2 h 增加回心血量 增加心输出量 运送更多的氧 46

47 8x7 肺泡每分通气量 8x6 8x5 8x4 8x3 8x2 8x1 单位 : L/ 分钟 65% 到达 4000 米高原 早期数天后 15% 久居 时间 肺通气量与时间的关系 47

48 ( 二 ) 损伤性变化 急性低张性缺氧 高原性肺水肿 机制 : 1. 容量血管收缩, 回心血量增加. 2. 肺循环阻力增加, 肺动脉高压, 肺水肿 3. 炎症因子使肺毛细血管壁通透性增高 PaO 2 <30mmHg 抑制呼吸中枢 中枢性呼吸衰竭 48

49 三 对心血管系统的影响 (Effects on the cardiovascular system) 49

50 ( 一 ) 代偿性反应 代偿性反应 : 1. 心输出量 缺氧 交感神经兴奋 呼吸 心率 心收缩力 静脉回流 50

51 2. 血液重分布 早期 : 缺氧 交感兴奋 代谢产物 皮肤内脏血管收缩 心 脑血管扩张 代偿意义 : 保证心脏 脑以及肺组织的氧需要 请大家从这个角度上来分析一下为什么登山运动员的四肢 鼻子及耳朵等部位最容易冻伤? 51

52 3. 缺氧区肺血管收缩有利方面 : 维持通气 / 血流正常比例不利方面 : 导致肺动脉高压 4. 组织毛细血管密度增加长期缺氧 血管内皮生长因子 ( VEGF) 等基因表达 毛细血管增生 毛细血管的密度 血氧弥散至细胞的距离 细胞的供氧量 52

53 ( 二 ) 损伤性变化 心肌舒缩功能障碍 ATP 不足 ;Ca 2+ 代谢不正常 ; 血液粘稠 回心血量, 心输出量 血液淤积于外周循环 ; 回心血量减少 心律失常 严重的 PaO 2 颈动脉体化学感受器兴奋 迷走神经 心动过缓 53

54 四 对血液系统的影响 (Effects on hematological system) 54

55 EPO 与当代体育 ( 一 ) 代偿性反应 RBC Hb 急性缺氧 : 交感神经兴奋, 血液重分布慢性缺氧 : 低氧血流 肾脏 EPO 氧离曲线右移 Hb 释放 O 2 2,3-DPG 55

56 ( 二 ) 损伤性变化 血液粘滞度 外周阻力 心脏后负荷 56

57 五 对中枢神经系统的影响 (Effects on central nervous system) 轻度缺氧或缺氧早期 : 血流重新分布保证脑的血流供应重度缺氧或缺氧中 晚期 : 氧供不足使中枢神经系统功能障碍 ; 脑水肿 脑细胞损伤 57

58 影响机体对缺氧耐受性的因素 一 代谢耗氧率体温降低可以增强机对缺氧的耐受性二 机体的代偿能力老年人和有心 肺以及血液疾病 的人对缺氧的耐受性较差 58

59 第四节治疗缺氧的病理生理基础 (Pathophysiological basis of treatment for hypoxia) 59

60 一 治疗原发病 二 氧疗 二 氧疗 (Oxygen treatment) 1. Hypotonic hypoxia : 疗效最好 2. Hemic hypoxia 3. Circulatory hypoxia 4. Histogenous hypoxia 60

61 Thanks 61

62 缺氧 发绀以及肠源性青紫等概念 熟悉缺氧时机体的代偿和损伤反应 四种类型缺氧的原因, 及分析比较四种缺氧类型的血氧指标变化 治疗缺氧的病理生理基础 62

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