第四章 缺氧

第 四 章 缺 氧 氧 是 燃 燒 不 可 缺 少 的 物 質, 生 命 活 動 是 生 物 燃 燒, 因 此 生 命 活 動 離 不 開 氧, 缺 氧 (hypoxia) 可 使 需 氧 生 物 死 亡, 或 出 現 不 同 程 度 的 損 傷, 即 缺 氧 症 缺 氧 症 是 由 於 身 體 缺 氧 引 起 的 各 種 組 織 器 官 損 害 的 總 稱, 它 可 以 由 多 種 原 因 引 起, 治 療 方 法 也 各 不 相 同 當 組 織 得 不 到 充 足 的 氧 或 不 能 充 分 利 用 氧 時, 組 織 的 代 謝 功 能, 甚 至 形 態 結 構 都 可 能 發 生 異 常 成 年 人 需 氧 量 約 為 250ml/ 分 鐘, 而 體 內 貯 存 的 氧 僅 1.5 公 升, 因 此, 一 旦 呼 吸 心 跳 停 止, 數 分 鐘 內 就 可 能 死 於 缺 氧 缺 氧 是 臨 床 極 常 見 的 病 理 過 程, 是 很 多 疾 病 導 致 死 亡 最 重 要 的 原 因 第 一 節 氧 的 一 般 特 性 氧 (O 2 ), 英 文 名 稱 為 Oxygen, 為 地 殼 中 基 本 元 素 豐 度 之 最 於 1775 年 前 後 被 人 類 發 現, 常 態 下 為 無 色 無 味 無 嗅 的 氣 體 在 元 素 週 期 表 中 係 第 Ⅵ 族 ( 類 ) 的 主 族 元 素, 原 子 序 數 為 8, 原 子 量 15.9994( 通 常 以 16 計 ) 氧 的 Clarke 值 ( 元 素 在 地 殼 中 的 豐 度 ) 占 49.5% 氧 的 沸 點 是 90.2K( 即 -182.8 ), 熔 點 是 54.4K( 即 -218.6 ) 液 態 氧 和 固 態 氧 呈 淡 藍 色 氧 原 子 的 穩 定 同 位 素 有 三 種, 即 16 O 17 O 18 O, 自 然 界 中 主 要 是 16 O( 占 99.7%) 氧 分 子 由 雙 鍵 雙 原 子 組 成, 分 子 量 為 31.9988 32 兩 個 氧 原 子 以 兩 個 共 價 鍵 結 合 時 是 氧 的 最 穩 定 狀 態, 被 稱 為 基 態 (ground state) 氧 基 態 氧 是 三 線 態 氧 ( 3 O 2 ) 液 態 氧, 當 溫 度 低 於 -218.6 時, 為 淡 藍 色 液 體 液 態 氧 的 比 重 為 1.14,1 公 斤 液 態 氧 的 體 積 為 0.88 公 升, 氣 化 (gasify) 後 成 氣 態 氧 以 700 公 升 計 ( 在 0 時 ) 通 常, 以 1 公 升 液 態 氧 (1.14 公 斤 ) 氣 化 成 800 公 升 氧 氣 計 氣 態 氧, 氧 在 一 般 情 況 時 為 氣 態 氣 壓 為 101.325kPa( 即 1ATA) 時,1 摩 耳 mol( 即 32 公 克 ) 氧 在 0 時 的 體 積 為 22.4 公 升, 其 中 所 含 分 子 數 為 亞 佛 加 德 羅 (Avogadro) 常 數, 如 果 超 過 此 數, 則 氣 壓 升 高 即 溫 度 不 變, 若 氧 壓 升 高 是 與 一 定 體 積 內 氧 分 子 數 增 多 所 致 第 二 節 常 用 的 血 氧 指 標 生 物 通 過 呼 吸 從 空 氣 中 獲 得 氧 氣 ( 又 稱 外 呼 吸 ), 通 過 循 環 運 送 ( 氣 體 運 輸 ) 至 組 織 細 胞 進 行 氧 化 代 謝 ( 又 稱 內 呼 吸 ) 組 織 的 供 氧 量 = 動 脈 血 氧 含 量 組 織 血 流 量 ; 組 織 的 耗 氧 量 =( 動 脈 血 氧 含 量 - 靜 脈 血 氧 含 量 ) 組 織 血 流 量 4-1

血 氧 : 血 氧 是 反 映 組 織 的 供 氧 量 與 耗 氧 量 的 重 要 指 標 常 用 的 血 氧 指 標 見 表 表 常 用 的 血 氧 指 標 項 目 定 義 正 常 值 意 義 氧 分 壓 (PO 2 ) 動 脈 血 氧 分 壓 (PaO 2 ) 為 溶 解 於 血 液 的 氧 所 產 生 的 張 力 靜 脈 血 氧 分 壓 (PvO 2 ) 氧 容 量 (CO 2 max) 為 100ml 血 液 中 Hb 為 氧 充 分 飽 和 時 的 最 大 攜 氧 量, ( 應 等 於 1.34 (ml/g) Hb (g/dl)) 氧 含 量 (CO 2 ) 氧 飽 和 度 (SO 2 ) 動 脈 血 氧 含 量 (CaO 2 ) 靜 脈 血 氧 含 量 (CvO 2 ) 動 脈 血 氧 飽 和 度 (SaO 2 ) 靜 脈 血 氧 飽 和 度 (SvO 2 ) 為 100ml 血 液 實 際 的 帶 氧 量 是 指 Hb 的 氧 飽 和 度 SO 2 =[( 血 氧 含 量 - 溶 解 的 氧 量 )/ 氧 容 量 ] 100% 13.3kPa 取 決 於 吸 入 氣 體 的 氧 分 壓 和 (100mmHg) 肺 的 呼 吸 功 能 5.33kPa 可 反 映 內 呼 吸 狀 況 (40mmHg) 20ml/dl 它 取 決 於 血 液 中 的 Hb 的 質 ( 與 O 2 結 合 的 能 力 ) 和 量 血 氧 容 量 的 大 小 反 映 血 液 攜 氧 的 能 力 19ml/dl 主 要 是 Hb 實 際 結 合 的 氧 和 極 小 量 溶 解 於 血 漿 的 氧 14ml/dl (0.3ml/dl) 氧 含 量 取 決 於 氧 分 壓 和 氧 容 量 95% 主 要 取 決 於 氧 分 壓, 與 PO 2 之 間 呈 氧 合 血 紅 素 解 離 曲 線 70% 的 關 係 第 三 節 缺 氧 的 類 型 原 因 和 發 病 機 制 外 界 氧 進 入 人 體 的 過 程 中 任 一 環 節 發 生 障 礙 都 會 引 起 缺 氧 不 同 原 因 導 致 不 同 環 節 障 礙 所 致 的 缺 氧 具 有 不 同 的 特 點, 為 便 於 診 斷 和 治 療, 可 根 據 缺 氧 的 原 因 和 血 氧 的 變 化 特 點 可 將 缺 氧 分 為 低 張 性 等 張 性 ( 血 液 性 ) 循 環 性 和 組 織 性 四 類 ( 一 ) 低 張 性 定 義 : 動 脈 血 的 氧 分 壓 氧 含 量 和 血 紅 素 的 氧 飽 和 度 均 降 低 性 缺 氧 1. 原 因 (1) 吸 入 氣 氧 分 壓 過 低 : 多 發 生 於 海 拔 3,000 公 尺 以 上 高 原 或 高 空, 稱 為 大 氣 性 缺 氧 (2) 外 呼 吸 功 能 障 礙 : 由 肺 的 通 氣 功 能 障 礙 或 換 氣 功 能 障 礙 所 致, 稱 為 呼 吸 性 缺 氧 4-2

(3) 靜 脈 血 分 流 入 動 脈 : 多 見 於 先 天 心 臟 病, 如 室 間 隔 缺 損 伴 有 肺 動 脈 狹 窄 或 肺 動 脈 高 壓 時 2. 特 點 與 組 織 缺 氧 的 機 制 動 脈 血 氧 分 壓 氧 含 量 和 血 紅 素 的 氧 飽 和 度 均 降 低, 導 致 組 織 供 氧 不 足 發 紺 是 缺 氧 的 表 現, 但 缺 氧 的 患 者 不 一 定 都 有 發 紺, 如 血 液 性 缺 氧 可 無 發 紺 ; 有 發 紺 的 患 者 也 可 以 無 缺 氧, 如 紅 血 球 增 多 症 患 者 ( 二 ) 等 張 性 ( 血 液 性 ) 定 義 : 是 由 於 血 紅 素 數 量 減 少 或 性 質 改 變, 以 致 血 氧 含 量 降 低 或 血 紅 素 結 合 的 氧 不 易 釋 出 所 引 起 的 組 織 缺 氧 動 脈 血 氧 含 量 大 多 降 低 而 氧 分 壓 正 常, 稱 為 等 張 性 低 氧 血 症 1. 原 因 (4) 貧 血 : 各 種 原 因 引 起 的 嚴 重 貧 血, 使 血 紅 素 數 量 減 少, 血 液 攜 氧 能 力 減 少 (5) 一 氧 化 碳 中 毒 :Hb 與 CO 結 合 形 成 碳 氧 血 紅 素 (HbCO), 失 去 運 氧 功 能 (6) 高 鐵 血 紅 素 血 症 : 較 常 見 的 是 食 用 大 量 含 硝 酸 鹽 的 醃 菜 後, 經 腸 道 細 菌 將 硝 酸 鹽 還 原 為 亞 硝 酸 鹽, 後 者 吸 收 導 致 高 鐵 血 紅 素 血 症, 稱 為 腸 源 性 紫 紺 2. 特 點 與 組 織 缺 氧 的 機 制 (1) 血 液 性 缺 氧 時, 由 於 外 呼 吸 功 能 正 常, 故 動 脈 血 氧 分 壓 及 血 氧 飽 和 度 正 常, 但 因 Hb 數 量 減 少 或 性 質 改 變, 使 血 氧 容 量 降 低, 因 而 血 氧 含 量 也 減 少 (2) 毛 細 血 管 床 中 氧 向 組 織 細 胞 擴 散 的 動 力 是 血 液 與 組 織 細 胞 之 間 的 氧 分 壓 梯 度, 在 毛 細 血 管 動 脈 端 PO 2 高, 故 O 2 向 血 管 外 擴 散 速 度 快 血 液 由 動 脈 端 流 向 靜 脈 端 時, 血 氧 含 量 逐 漸 減 少,PO 2 逐 步 下 降, 氧 向 組 織 擴 散 的 速 度 逐 步 減 慢, 故 組 織 獲 得 的 氧 量 取 決 於 毛 細 血 管 中 的 平 均 氧 分 壓 與 組 織 細 胞 的 氧 分 壓 差 貧 血 的 患 者 雖 然 PaO 2 正 常, 其 毛 細 血 管 床 中 平 均 血 氧 分 壓 卻 低 於 正 常, 故 使 組 織 缺 氧 (3) 血 液 性 缺 氧 的 患 者 可 無 發 紺 嚴 重 貧 血 的 患 者 面 色 蒼 白, 即 使 再 加 上 低 張 性 缺 氧, 毛 細 血 管 中 去 氧 血 紅 素 仍 然 達 不 到 5g/dl, 故 不 會 出 現 發 紺 ; 一 氧 化 碳 中 毒 者 血 液 中 HbCO 增 多, 故 皮 膚 黏 膜 呈 櫻 桃 紅 色 ; 嚴 重 缺 氧 時 由 於 皮 膚 血 管 收 縮, 皮 膚 黏 膜 呈 蒼 白 色 ( 三 ) 循 環 性 由 於 組 織 血 流 量 減 少 使 組 織 供 氧 量 減 少 所 引 起 的 缺 氧 稱 為 循 環 性 缺 氧 或 低 動 力 性 缺 氧 4-3

循 環 性 缺 氧 可 分 為 缺 血 性 缺 氧 和 淤 血 性 缺 氧 前 者 是 由 於 動 脈 壓 降 低 或 動 脈 阻 塞 使 毛 細 血 管 床 血 液 灌 注 量 減 少 ; 後 者 則 由 於 靜 脈 壓 升 高 使 血 液 回 流 受 阻, 導 致 毛 細 血 管 床 淤 血 所 致 1. 原 因 血 流 量 減 少 可 為 全 身 性 的, 也 可 為 局 部 性 的 (1) 全 身 性 循 環 性 缺 氧 : 見 於 休 克 和 心 力 衰 竭 (2) 局 部 性 循 環 性 缺 氧 : 見 於 栓 塞 血 管 病 變 如 動 脈 粥 樣 硬 化 或 脈 管 炎 與 血 栓 形 成 等 局 部 血 液 循 環 障 礙 的 後 果 主 要 取 決 於 發 生 部 位, 心 肌 梗 塞 和 腦 血 管 意 外 是 常 見 的 致 死 原 因 2. 血 氧 變 化 的 特 點 與 組 織 缺 氧 的 機 制 單 純 性 循 環 性 缺 氧 時, 動 脈 血 的 氧 分 壓 氧 飽 和 度 和 氧 含 量 是 正 常 的 由 於 血 流 緩 慢, 血 液 流 經 毛 細 血 管 的 時 間 延 長, 從 血 液 中 擴 散 給 組 織 的 氧 量 較 多, 靜 脈 血 氧 含 量 降 低, 致 使 動 - 靜 脈 氧 含 量 差 大 於 正 常 ; 但 是 單 位 時 間 內 流 過 毛 細 血 管 的 血 量 減 少, 故 擴 散 到 組 織 細 胞 的 氧 量 減 少, 導 致 組 織 缺 氧 由 於 靜 脈 血 的 氧 含 量 和 氧 分 壓 較 低, 毛 細 血 管 中 平 均 去 氧 血 紅 素 可 超 過 5g/dl, 因 而 可 出 現 發 紺 全 身 性 循 環 障 礙 累 及 肺, 如 左 心 衰 竭 引 起 肺 水 腫 或 休 克 引 起 急 性 呼 吸 窘 迫 症 候 群 時, 則 可 合 併 有 呼 吸 性 缺 氧, 使 動 脈 血 氧 分 壓 與 氧 含 量 低 於 正 常 ( 四 ) 組 織 性 由 組 織 細 胞 利 用 氧 障 礙 所 引 起 的 缺 氧 稱 為 組 織 性 缺 氧, 即 氧 利 用 障 礙 性 缺 氧 1. 原 因 (1) 組 織 中 毒 : 如 氰 化 物 硫 化 物 魚 藤 酮 等 和 有 些 藥 物 使 用 過 量, 可 引 起 組 織 中 毒 性 缺 氧, 最 典 型 的 是 氰 化 物 中 毒 (2) 細 胞 損 傷 : 如 大 量 放 射 線 照 射 細 菌 毒 素 作 用 等 可 損 傷 粒 腺 體, 引 起 氧 的 利 用 障 礙 吸 入 高 壓 氧 ( 氧 分 壓 超 過 半 個 大 氣 壓 ) 可 能 透 過 氧 自 由 基 生 成 過 多 而 損 傷 粒 腺 體, 從 而 導 致 氧 的 利 用 障 礙 (3) 呼 吸 酶 生 成 障 礙 : 硫 胺 素 煙 醯 胺 核 黃 素 等 維 生 素 的 嚴 重 缺 乏 可 能 導 致 氧 的 利 用 障 礙 2. 血 氧 變 化 的 特 點 與 組 織 缺 氧 的 機 制 組 織 性 缺 氧 時 動 脈 血 氧 分 壓 氧 飽 和 度 和 氧 含 量 一 般 均 正 常 由 於 內 呼 吸 障 礙 使 組 織 不 能 充 分 利 用 氧, 故 靜 脈 血 氧 含 量 和 氧 分 壓 較 高, 動 - 靜 脈 血 氧 含 量 差 小 於 正 常 臨 床 所 見 缺 氧 的 原 因 往 往 不 是 單 一 的, 常 為 混 合 性 缺 氧 例 如 感 染 性 休 克 時 主 要 是 循 環 性 缺 氧, 內 毒 素 還 可 引 起 組 織 利 用 氧 的 功 能 障 礙 而 發 生 組 織 性 缺 氧, 併 發 休 克 肺 時 可 有 呼 吸 4-4

性 ( 低 張 性 ) 缺 氧 現 將 各 型 缺 氧 的 特 點 列 表 如 表 4-1 表 4-1 各 型 缺 氧 的 血 氧 變 化 缺 氧 類 型 動 脈 血 氧 動 脈 血 氧 血 氧 容 量 動 脈 血 氧 動 - 靜 脈 氧 分 壓 飽 和 度 含 量 含 量 差 低 張 性 缺 氧 或 血 液 性 缺 氧 或 或 循 環 性 缺 氧 組 織 性 缺 氧 降 低 ; 升 高 ; 正 常 第 四 節 缺 氧 時 身 體 的 功 能 代 謝 變 化 缺 氧 時 身 體 的 功 能 代 謝 變 化, 包 括 身 體 對 缺 氧 的 代 償 性 反 應 和 由 缺 氧 引 起 的 代 謝 與 功 能 障 礙 輕 度 缺 氧 主 要 引 起 身 體 代 償 性 反 應, 嚴 重 缺 氧 而 身 體 代 償 不 全 時 出 現 的 變 化 以 代 謝 功 能 障 礙 為 主 身 體 在 急 性 缺 氧 與 慢 性 缺 氧 時 的 代 償 反 應 有 區 別, 急 性 缺 氧 時 由 於 身 體 來 不 及 代 償 而 較 易 發 生 功 能 代 謝 障 礙 一 呼 吸 系 統 變 化 ( 一 ) 代 償 性 反 應 1. PaO 2 降 低 ( 低 於 8kPa) 可 刺 激 頸 動 脈 體 和 主 動 脈 體 化 學 感 受 器, 反 射 性 地 引 起 呼 吸 加 深 加 快, 從 而 使 肺 泡 通 氣 量 增 加, 肺 泡 氣 氧 分 壓 升 高,PaO 2 也 隨 之 升 高 胸 廓 呼 吸 運 動 的 增 強 使 胸 內 負 壓 增 大, 還 可 促 進 靜 脈 回 流, 增 加 心 輸 出 量 和 肺 血 流 量, 有 利 於 氧 的 攝 取 和 運 輸 但 過 度 通 氣 使 PaCO 2 降 低, 減 低 了 CO 2 對 延 髓 的 中 樞 化 學 感 受 器 的 刺 激, 可 限 制 肺 通 氣 的 增 強 2. 低 張 性 缺 氧 所 引 起 的 肺 通 氣 變 化 與 缺 氧 持 續 的 時 間 有 關 肺 通 氣 量 增 加 是 對 急 性 缺 氧 最 重 要 的 代 償 性 反 應 此 反 應 的 強 弱 存 在 顯 著 的 個 體 差 異, 代 償 良 好 者 肺 通 氣 增 加 較 多,PaO 2 比 代 償 不 良 者 高,PaCO 2 也 較 低 血 液 性 缺 氧 和 組 織 性 缺 氧 因 PaO 2 不 低, 故 呼 吸 一 般 不 增 強 ; 循 環 性 缺 氧 如 累 及 肺 循 環 ( 如 心 力 衰 竭 引 起 肺 淤 血 和 肺 水 腫 時 ), 可 使 呼 吸 加 快 ( 二 ) 呼 吸 功 能 障 礙 4-5

急 性 低 張 性 缺 氧, 如 快 速 登 上 4,000 公 尺 以 上 的 高 原 時, 可 在 1 4 天 內 發 生 肺 水 腫, 表 現 為 呼 吸 困 難 咳 嗽 血 性 泡 沫 痰 肺 部 有 濕 性 囉 音 皮 膚 黏 膜 發 紺 等 肺 水 腫 影 響 肺 的 換 氣 功 能, 可 使 PaO 2 進 一 步 下 降 PaO 2 過 低 可 直 接 抑 制 呼 吸 中 樞, 使 呼 吸 抑 制, 肺 通 氣 量 減 少, 導 致 中 樞 性 呼 吸 衰 竭 二 循 環 系 統 變 化 ( 一 ) 代 償 性 反 應 低 張 性 缺 氧 引 起 的 代 償 性 心 血 管 反 應 主 要 表 現 為 心 輸 出 量 增 加, 血 流 分 佈 改 變, 肺 血 管 收 縮 與 毛 細 血 管 增 生 1. 心 輸 出 血 量 增 加 : 可 提 高 全 身 組 織 的 供 氧 量, 故 對 急 性 缺 氧 有 一 定 的 代 償 意 義 心 輸 出 量 增 加 主 要 是 由 於 : (1) 心 率 加 快 : 缺 氧 時 心 率 加 快 很 可 能 是 通 氣 增 加 肺 膨 脹 對 肺 牽 張 感 受 器 的 刺 激, 反 射 性 地 通 過 交 感 神 經 引 起 的 (2) 心 肌 收 縮 性 增 強 : 缺 氧 作 為 一 種 抗 原, 可 引 起 交 感 神 經 興 奮, 作 用 於 心 臟 β- 腎 上 腺 素 能 受 體, 使 心 肌 收 縮 性 增 強 (3) 靜 脈 回 流 量 增 加 : 胸 廓 呼 吸 運 動 及 心 臟 活 動 增 強, 可 導 致 靜 脈 回 流 量 增 加 和 心 輸 出 量 增 多 2. 血 流 分 佈 改 變 : 急 性 缺 氧 時, 皮 膚 腹 腔 器 官 因 交 感 神 經 興 奮, 縮 血 管 作 用 佔 優 勢, 使 血 管 收 縮 ; 而 心 腦 血 管 因 受 局 部 組 織 代 謝 產 物 的 擴 血 管 作 用 使 血 流 量 增 加 這 種 血 流 分 佈 的 改 變 顯 然 對 於 確 保 生 命 重 要 器 官 氧 的 供 應 是 有 利 的 3. 肺 血 管 收 縮 : 肺 血 管 對 缺 氧 的 反 應 與 體 血 管 相 反 肺 泡 缺 氧 及 混 合 靜 脈 血 的 氧 分 壓 降 低 都 引 起 肺 小 動 脈 收 縮, 從 而 使 缺 氧 的 肺 泡 的 血 流 量 減 少 由 肺 泡 通 氣 量 減 少 引 起 的 局 部 肺 血 管 收 縮 反 應 有 利 於 維 持 肺 泡 通 氣 與 血 流 的 適 當 比 例, 使 流 經 這 部 分 肺 泡 的 血 液 仍 能 獲 得 較 充 分 的 氧, 從 而 可 維 持 較 高 的 PaO 2 4. 毛 細 血 管 增 生 : 長 期 缺 氧 可 促 使 血 管 內 皮 生 長 因 子 (VEGF) 等 基 因 表 現 增 加, 使 毛 細 血 管 增 生, 尤 其 是 腦 心 和 骨 骼 肌 的 毛 細 血 管 增 生 更 顯 著 毛 細 血 管 的 密 度 增 加 可 縮 短 血 氧 擴 散 至 細 胞 的 距 離, 增 加 對 細 胞 的 供 氧 量 ( 二 ) 循 環 功 能 障 礙 嚴 重 的 全 身 性 缺 氧 時, 心 臟 可 受 累, 如 高 原 性 心 臟 病 肺 源 性 心 臟 病 貧 血 性 心 臟 病 等, 甚 而 發 生 心 力 衰 竭 4-6

三 血 液 系 統 變 化 缺 氧 可 使 骨 髓 造 血 增 強 及 氧 合 血 紅 素 解 離 曲 線 右 移, 從 而 增 加 氧 的 運 輸 和 Hb 釋 放 氧 ( 一 ) 紅 血 球 增 多 慢 性 缺 氧 所 致 紅 血 球 增 多 主 要 是 骨 髓 造 血 增 強 所 致 當 低 氧 血 流 經 腎 臟 時, 能 刺 激 腎 小 管 旁 間 質 細 胞, 使 生 成 並 釋 放 促 紅 血 球 生 成 素, 促 使 幹 細 胞 分 化 為 原 紅 血 球 並 促 進 其 分 化 增 殖 和 成 熟, 加 速 Hb 的 合 成, 使 骨 髓 內 的 網 狀 紅 血 球 和 紅 血 球 釋 放 入 血 液 紅 血 球 增 多 可 增 加 血 液 的 氧 容 量 和 氧 含 量, 從 而 增 加 組 織 的 供 氧 量 ( 二 ) 氧 合 血 紅 素 解 離 曲 線 右 移 缺 氧 時, 紅 血 球 內 2,3-DPG 增 加, 導 致 氧 離 曲 線 右 移, 即 血 紅 素 與 氧 的 親 和 力 降 低, 易 於 將 結 合 的 氧 釋 出 供 組 織 利 用 四 中 樞 神 經 系 統 變 化 腦 重 僅 為 體 重 的 2% 左 右, 而 腦 血 流 量 約 占 心 輸 出 量 之 15%, 腦 耗 氧 量 約 為 總 耗 氧 量 的 23%, 所 以 腦 對 缺 氧 十 分 敏 感 腦 灰 質 比 白 質 的 耗 氧 量 多 5 倍, 對 缺 氧 的 耐 受 性 更 差 急 性 缺 氧 可 引 起 頭 痛, 情 緒 激 動, 思 維 能 力 記 憶 力 判 斷 力 降 低 或 喪 失, 以 及 運 動 不 協 調 等 慢 性 缺 氧 者 則 有 易 疲 勞 嗜 睡 注 意 力 不 集 中 及 精 神 抑 鬱 等 症 狀 嚴 重 缺 氧 可 導 致 煩 躁 不 安 驚 厥 昏 迷, 甚 至 死 亡 五 組 織 細 胞 變 化 ( 一 ) 代 償 性 反 應 在 供 氧 不 足 的 情 況 下, 組 織 細 胞 可 通 過 增 強 利 用 氧 的 能 力 和 增 強 無 氧 代 謝 過 程 以 獲 取 維 持 生 命 活 動 所 必 需 的 能 量 1. 細 胞 利 用 氧 的 能 力 增 強 : 慢 性 缺 氧 時, 細 胞 內 粒 腺 體 的 數 目 和 膜 的 表 面 積 均 增 加, 呼 吸 鏈 中 的 酶 如 琥 珀 酸 脫 氫 酶 細 胞 色 素 氧 化 酶 可 增 加, 使 細 胞 的 內 呼 吸 功 能 增 強 2. 無 氧 代 謝 增 強 : 缺 氧 時,ATP 生 成 減 少,ATP/ADP 比 值 下 降, 以 致 磷 酸 果 糖 激 酶 活 性 增 強, 該 酶 是 控 制 糖 代 謝 過 程 最 主 要 的 限 速 酶, 其 活 性 增 強 可 促 使 糖 代 謝 過 程 加 強, 在 一 定 程 度 上 可 補 償 能 量 的 不 足 3. 肌 紅 素 增 加 : 慢 性 缺 氧 可 使 肌 肉 中 肌 紅 素 含 量 增 多 肌 紅 素 和 氧 的 親 和 力 較 大 肌 紅 素 的 增 加 可 能 具 有 儲 存 氧 的 作 用 4. 低 代 謝 狀 態 : 缺 氧 可 使 細 胞 和 耗 能 過 程 減 弱, 如 蛋 白 質 合 成 葡 萄 糖 合 成 尿 素 合 成 離 子 泵 功 能 等 均 降 低, 使 細 胞 處 於 低 代 謝 狀 態, 有 利 於 在 缺 氧 下 生 存 細 胞 內 4-7

酸 中 毒 可 能 是 合 成 代 謝 降 低 的 原 因 之 一 急 性 缺 氧 時 以 呼 吸 系 統 和 循 環 系 統 的 代 償 反 應 為 主 慢 性 缺 氧 者, 主 要 靠 增 加 組 織 利 用 氧 的 能 力 和 血 液 運 送 氧 的 能 力 以 適 應 慢 性 缺 氧 ( 二 ) 細 胞 損 傷 缺 氧 性 細 胞 損 傷 主 要 為 細 胞 膜 粒 腺 體 及 溶 酶 體 的 變 化 1. 細 胞 膜 的 變 化 : 在 細 胞 內 ATP 含 量 減 少 以 前, 細 胞 膜 電 位 已 開 始 下 降, 其 原 因 為 細 胞 膜 對 離 子 的 通 透 性 增 高, 導 致 離 子 順 濃 度 差 通 過 細 胞 膜 (1) 鈉 離 子 內 流 : 細 胞 內 a + 的 增 多 促 使 水 進 入 細 胞, 導 致 細 胞 水 腫 (2) 鉀 離 子 外 流 : 細 胞 內 缺 鉀 將 導 致 合 成 代 謝 障 礙, 酶 的 生 成 減 少, 將 進 一 步 影 響 ATP 的 生 成 和 離 子 泵 的 功 能 (3) 鈣 離 子 內 流 : 當 嚴 重 缺 氧 使 細 胞 膜 對 Ca 2+ 的 通 透 性 增 高 時,Ca 2+ 內 流 將 增 加 Ca 2+ 增 多 可 抑 制 粒 腺 體 的 呼 吸 功 能 ; 可 啟 動 磷 脂 酶, 使 膜 磷 脂 分 解, 引 起 溶 酶 體 的 損 傷 及 其 水 解 酶 的 釋 出, 從 而 增 加 自 由 基 的 形 成, 加 重 細 胞 的 損 傷 2. 粒 腺 體 的 變 化 : 嚴 重 缺 氧 首 先 影 響 粒 腺 體 外 的 氧 利 用, 使 神 經 介 質 的 生 成 和 生 物 轉 化 過 程 等 降 低, 當 粒 腺 體 部 位 氧 分 壓 降 到 臨 界 點 0.1kPa(<1mmHg) 時, 可 降 低 粒 腺 體 的 呼 吸 功 能, 使 ATP 生 成 更 減 少 3. 溶 酶 體 的 變 化 : 缺 氧 時 因 糖 代 謝 增 強 使 乳 酸 生 成 增 多 和 脂 肪 氧 化 不 全, 使 其 中 間 代 謝 產 物 酮 體 增 多, 導 致 酸 中 毒 除 以 上 所 述 的 神 經 呼 吸 與 循 環 系 統 功 能 障 礙 外, 肝 腎 消 化 內 分 泌 等 的 功 能 均 可 因 嚴 重 缺 氧 而 受 損 害 4-8