病理生理学-缺氧-.ppt

点击编辑一级标题,二级标题,点击编辑标题,病理生理学,第四章 缺 氧,十八世纪梯生德乘气球升天，当两位同伴已,经死亡时，他欢呼“上升，上升，愉快地上升”！,请问,1.为什么他的同伴会死亡？,2.梯生德为什么会欢呼？,4.应如何进行防治？,3.地面上也会有类似现象吗?,本 章 主 要 内 容,缺氧的原因，分类和血氧变化特点,2,缺氧时机体的功能和代谢变化,3,缺氧治疗的病理生理基础,4,常 用 的 血 氧 指 标,1,氧气的获得和利用,氧气的获得和利用,外呼吸,内呼吸,气体在血液中的运输,HbO2,HbO2,HbO2,【,缺氧,】,当组织供氧不足或用氧障碍，从而引起细胞代谢、功能,以致形态结构发生异常变化的病理过程,。,概念,（,Concept,）,Hypoxia,【,低氧血症,】,指动脉血氧含量明显降低引起对组织供氧不足。,Oxygen content of the arterial blood is lower than normal,that is called hypoxemia.,正常氧分压“梯度”示意图,氧容量,（,CO,2,max,）,【,定义,】,指,P,O,2,为19.95kPa(150mmHg)、,P,CO,2,为40mmHg和38条件下，,100ml血液中Hb所能结合的最大氧量。,【,意义,】,血氧容量大小反映血液携氧能力(,Oxygen-carrying capacity,)。,【,正常值,】,CO,2,max,:,8.92mmol/L(1.34ml/g15gHb/dl,=20ml/dl)。,【,影响因素,】,Hb的质（Hb结合氧的能力）和量,Hypoxia,氧含量(CO,2,),【,定义,】,指100ml血液实际含有的O,2,量称为氧含量。包括结合氧和游离氧。,【,意义,】,提示血液实际供氧水平。,【,正常值,】,CaO,2,约8.47mmol/L(19.3ml/dl)；CvO,2,为5.35mmol/L(14ml/dl)。,【,影响因素,】,PaO,2,&,Hb,的量与质,。,Hypoxia,【,正常值,】,SaO,2,：,93%98%；,SvO,2,：,70%75%。,【,意义,】,反映,Hb,与氧的结合程度,。,【,影响因素,】,PaO,2,；血液的PH,T,Pa,C,O,2,2,3-DPG,Factors affecting oxygen dissociation curve,氧饱和度（,SO,2,）,【,定义,】,Hb与氧的结合的百分数。（1g Hb实际结合的氧量与最大结合氧能,力之间的百分数比值。）,SO,2,%=CO,2,血浆中物理溶解,O,2,/CO,2,max,Hypoxia,即当Hb某亚基与O,2,结合或解离后,Hb变构,其他亚基的亲O,2,力,or,Hb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。,机制：与Hb 的变构有关：,氧合Hb 为疏松型（R型）,去氧Hb 为紧密型（T型）,R型的亲O,2,力为T型的数百倍,PH7.2,PH7.4,PH7.5,1.上段:坡度较平坦。,表明此时PO,2,变化大时，,血氧饱和度变化小。,意义:保证低氧分压时的高载氧能力。,2.中段:坡度较陡。,PO,2,降低能促进大量氧离,意义:维持正常时组织,氧供。,3.下段:坡度更陡。,PO,2,稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。,意义:维持活动时组织氧供。,衍生血氧指标,P50：,为反映Hb与O2的亲和力的指标，是指使氧饱和度达到50时的血氧分压。正常成人P50约为3.59kPa（27mmHg)。,动静脉血氧差：,即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升，说明组织对氧消耗量。,P,50,【,定义,】,指使氧饱和度达到50时的血氧分压。,【,意义,】,The,P,50,indicates affinity,of hemoglobin for oxygen.,【,正常值,】,3.473.6 kPa,(2627mmHg),。,【,影响因素,】,H,+,、C,O,2,、,温度、,2、3-DPG,Hypoxia,19ml/dl,14ml/dl,5ml/dl,O,2,A,V,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,动,-,静脉氧差（,A-VdO,2,）,【,定义,】,指动脉血氧含量减去静脉血氧含量的差值。,【,意义,】,反映组织从血液摄取的氧量的多少和组织对氧利用的能力。,【,正常值,】,A-VdO,2,通常为2.233.57mmol/L(5ml/dl8ml/dl)。,Hypoxia,影响因素：组织代谢率，,PaO2,，,血液速度,，,Hb与O2的亲和力,第二节 缺氧的类型、原因和发病机制,肺部摄氧 血液携氧 循环运氧 组织用氧,等张性缺氧,Text,低动力性缺氧,低张性缺氧,乏氧性缺氧,血液性缺氧,循环性缺氧,用障碍性缺氧,组织性缺氧,乏氧性,血液性,循环性,组织性,供氧,用氧,缺氧,一、乏氧性缺氧（Hypoxic hypoxia）,乏氧性缺氧是指由于动脉氧分压降低，或静脉血分流入动脉，动脉血氧含量减少，导致组织供氧不足的缺氧。,吸入气氧分压过低（大气性缺氧）,外呼吸功能障碍（呼吸性缺氧）,静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）,原 因,法 洛 氏 四 联 症,低张性缺氧的特点,缺氧类型,动脉血,氧分压,动脉血,氧饱和度,血氧,容量,动脉血,氧含量,动静,脉氧差,乏氧性,缺氧,N,N 或,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,HHb,HbO,2,2.6g/dl,5g/dl,毛细血管血液中脱氧血红蛋白5g/dl，使皮肤、粘膜呈青紫色。,发 绀(cyanosis),Hb正常的人：缺氧与发绀是一致的。,Hb不正常的人：缺氧与发绀是不一致的。,如：红细胞增多症患者：5g/dl 发绀（不缺氧）,贫血患者 5g/dl 不发绀（缺氧）,二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia）,血红蛋白含量减少或性质发生改变,血液携带的氧减少，,血氧含量降低，,血红蛋白结合的氧不易释出,缺 氧,原 因,贫血,（,anemia,）,各种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然,PaO2,和氧饱和度 正常，但氧容量降低，氧含量随之减少。,CO,中毒,高铁血红蛋白血症（,methemoglobinemia,）,血红蛋白与氧的亲和力异常增高：如输入大量库存血，或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。,碳氧血红蛋白血症,Hb,CO,O,2,O,2,O,2,CO,与,Hb,的亲和力是,O,2,的,210,倍，形成,HbCO,CO,与,Hb,一个血红素结合后，将增加其余,3,个血红素对氧的亲和力,CO,抑制糖酵解，,2,3-DPG,生成减少，氧离曲线左移,原 因,贫血,（,anemia,）,各种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然,PaO2,和氧饱和度 正常，但氧容量降低，氧含量随之减少。,CO,中毒,高铁血红蛋白血症,（,methemoglobinemia,）,血红蛋白与氧的亲和力异常增高：,如输入大量库存血，或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。,Fe,3+,与羟基牢固结合，失去携氧能力,剩余的Fe,2+,与O,2,亲和力增强，氧离曲线左移,高铁血红蛋白血症,贫血,（,anemia,）,各种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然,PaO2,和氧饱和度 正常，但氧容量降低，氧含量随之减少。,CO,中毒,高铁血红蛋白血症,（,methemoglobinemia,）,血红蛋白与氧的亲和力异常增高,：如输入大量库存血，或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。,原 因,缺氧类型,动脉血,氧分压,动脉血,氧饱和度,血 氧,容 量,动脉血,氧含量,动静,脉氧差,血液性缺氧,N,N,N,N,血液性缺氧的特点,*,皮肤、粘膜颜色：,乏氧性缺氧,紫绀,高铁血红蛋白血症,咖啡色,碳氧血红蛋白血症,樱桃红色,严重贫血病人？,红细胞增多症？,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,三、循环性缺氧（Circulatory Hypoxia）,血液循环障碍,供给组织的血液减少,缺 氧,动脉狭窄或阻塞,致动脉血灌流不足,静脉血回流受阻血流缓慢，微循环淤血，导致动脉血灌流减少,循环性缺氧,缺血性,缺氧,淤血性,缺氧,缺血:,局部性的,（如静脉栓塞或静脉炎）；,全身性的,（如右心衰竭）。,动脉,静脉,毛细血管内压,动脉,静脉,毛细血管内压,机制:血流进入组织血量组织供氧,局部性的,（如血管狭窄或阻塞）；,全身性的,（如心力衰竭、休克）。,淤血:,缺氧类型,动脉血,氧分压,动脉血,氧饱和度,血 氧,容 量,动脉血,氧含量,动静,脉氧差,循环性,缺氧,N,N,N,N,循环性缺氧的特点,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,四、组织性缺氧(Histogenous hypoxia),组织细胞利用氧障碍所引起的缺氧,组织性缺氧,抑制细胞氧化磷酸化,线粒体损伤,维生素缺乏,原 因,氧化性细胞色素氧化酶Fe,3+CN（,氰化高铁细胞,色素氧化酶,cyta,a,3,各种氰化物,消化道,呼吸道,皮肤,进入体内,还原性细胞色素氧化酶Fe,2+CN,氧化性细胞色素氧化酶Fe,3+,cyta,a,3,（FeCN,a,3,）0.06gHCN可使人死亡,氧化磷酸化的关键:细胞色素分子中的铁通过可逆性氧化还原反应进行电子传递,1.线粒体损伤,线粒体底物水平磷酸化ATP的生成,氰化物,一氧化碳,硫化氢,叠氮化合物,抗霉素A,苯乙双胍,8-氢-羟基喹啉,萘醌,胍乙腚,巴比妥,鱼藤酮,3.,线粒体损伤：辐射、细菌毒素,2.呼吸酶合成：VitB1，B2，PP缺乏,组织性缺氧的特点,缺氧类型,动脉血,氧分压,动脉血,氧饱和度,血 氧,容 量,动脉血,氧含量,动静,脉氧差,组织性,缺氧,N,N,N,N,由于氧合Hb含量高，皮肤粘膜呈,鲜红或玫瑰红,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,内毒素血症,肺淤血、水肿,循环障碍,失血 Hb,组织性缺氧,低张性缺氧,循环性缺氧,血液性缺氧,临床上常为混合性缺氧,失血性休克,第三节 缺氧对机体的影响,一、呼吸系统的变化,(一)代偿性反应,肺通气量增加是对,急性,低张性缺氧的最重要代偿反应,主动脉体,颈动脉体,肺通气,肺泡通气量,PaO,2,P,A,O,2,PaCO,2,CO,2,对中感器,肺血流量,心输出量,胸廓运动,胸内负压,静脉回流,氧摄取,氧运输,参与呼吸,的肺泡数,呼吸面积,氧弥散,肺血管收缩,局部血流量,肺动脉压,肺上部血流,通气/血流,PaO,2,一、代偿性反应,（二）损伤性变化,高原肺水肿,（high altitude pulmonary edema,HAPE）,进入,4000m,高原后,1,4d,内出现,发病率：,5.7,17.7,临床表现：胸闷，咳嗽，发绀，呼吸困难，血性泡沫痰,体征：肺部湿罗音,发病机制,肺水肿（,Lung edema,）（高原肺水肿）,呼吸运动 回心血量、肺血流量 肺,cap流体静压,肺血管收缩的不均一性 部分,肺动脉高压,肺,肺,cap,壁通透性增加（血管活性因子、炎症因子作用）肺水肿,中枢性呼吸衰竭,抑制呼吸中枢,PaO230mmHg,潮式呼吸,间停呼吸,二、循环系统变化,（一）代偿性反应,1、心输出量增加,心率增加,肺牵张反射器兴奋引起,心肌收缩力增加,回心血量增加,心输出量增加,刺激颈A体主A体感受器,呼吸,深快,刺激肺牵张感受器,胸内负压,反射性兴奋交感神经,心率,V收缩,静脉回流,交感神 经兴奋,作用心脏,-受体,心输出量,心肌收缩性,PaO2,心、脑供血增多,皮肤、内脏、骨骼肌和肾血流减少,器官血流量取决于,血液灌注的压力（即动、静脉压差）,器官血流的阻力,开放的血管数量,内径大小,2、血流重新分布,缺氧时,交感神经兴奋,血管收缩,血管扩张,局部组织代谢产物,？,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？,（一）代偿性反应,3、缺氧性肺血管收缩,（hypoxia pulmonary vasoconstriction,HPV）,（一）代偿性反应,是维持通气和血流比相适应的代偿性保护机制,代偿意义,缺氧引起肺血管收缩的机制,肥大细胞,肺泡巨噬细胞,血管内皮细胞,交感神经,受体,缩血管,ET,、,Ang,、,TXA2,NO、PGI2,扩血管,细胞膜对Na,+,、Ca,2+,通透性,Na,+,、Ca,2+,内流,兴奋性,收缩性,4、组织毛细血管密度增加,HIF-1增多诱导VEGF等基因高表达,缩短血氧弥散至细胞的距离，增加对细胞的供氧量,（一）代偿性反应,（二）损伤性变化,循环系统损伤（高原性心脏病、肺心病）,缺氧 肺血管收缩 循环阻力 肺,A,高压,RBC,血液粘滞 右心后负荷,慢性缺氧 肺血管平滑肌肥大、血管硬化 心衰,（1）肺动脉高压,（,Pulmonary arterial hypertension,),（二）损伤性变化,（2）心肌收缩性降低,（,Decrease of myocardial contractility,）,缺氧、酸中毒 心肌结构损伤 心肌收缩性 心衰,ATP,心肌兴奋-收缩偶联障碍,（3）心,律,失常,（,Arrhythmia,）,Pa,O,2,颈,A,体化学感受器受刺激 迷走,N,（+）,心肌细胞通透性 心肌内,K,+,、,Na,+,窦性心动过缓,静息电位 完全性传导阻滞,心肌间形成电位差 期前收缩、室颤,心,律,失常,（二）损伤性变化,1、红细胞和血红蛋白增多,促红细胞生成素,（EPO）,增加,提高血氧含量和血氧容量，提高血液携氧能力，增加组织供氧,EPO能促进肌肉中氧气生成，增强运动员的耐力。EPO对人体危害极大，长期服用可使人血液黏稠，增加心脏负担，导致血栓，甚至死亡。,（一）代偿性反应,三、血液系统的变化,2、血红蛋白释放氧能力增强,2,3 DPG含量升高,氧离曲线右移，有利于氧的释放,（一）代偿性反应,PaO,2,脱氧Hb,结合2.3DPG,RBC游离2.3DPG,2.3-DPG对,磷酸果糖激酶,二磷酸甘油酸,变位酶的抑制减弱,肺通气,呼碱及脱氧Hb稍偏碱,PH,磷酸果糖激酶激活,2.3DPG生成,2.3-DPG,*,2.3-DPGHb氧离曲线右移机制:,2.3DPG与脱氧Hb结合稳定了脱氧Hb的空间构型,使Hb不易与氧结合,2.3DPGRBC内PH通过Bohr效应Hb与氧亲和力,（二）、损伤性变化,血液粘滞度增高外周阻力增大心脏后负荷增高,四、中枢神经系统变化,轻度缺氧或缺氧早期：血液重新分布保证脑组织血供；,严重缺氧或长时间缺氧：神经系统障碍，,脑水肿和脑细胞受损。,机制：与脑水肿有关：,1、缺氧扩张脑血管,2、缺氧致酸中毒增加毛细血管的通透性,3、缺氧致ATP生成减少细胞膜钠泵功能障碍，细胞内钠水潴留,急性：头痛、情绪激动、记忆力等降低，严重可出现惊厥和昏迷,慢性：注意力不集中、易疲劳、嗜睡及精神抑郁,一、代偿性反应,细胞利用氧的能力增强,糖酵解增强,肌红蛋白增加,低代谢状态,缺氧时细胞内线粒体的数目和膜表面积增加。,呼吸链中的酶表达量增加，活性增强。,缺氧时，ATP生成减少，ATP/ADP比值降低，可激活磷酸果糖激酶，酵解增强,肌红蛋白和氧的亲和力较大,肌红蛋白的增加可能具有储存氧的作用。,五、组织细胞的变化,（二）、损伤性变化,细胞膜、线粒体和溶酶体的损伤,膜通透性,Na,+,i,Ca,2,+,进入线粒体形成不溶性钙,ATP生成,细胞水肿,Na,+,内流,严重缺氧,K,+,外流,K,+,i,酶合成,钙离子内流,激活磷脂酶促进膜磷脂降解,Ca,2,+,i,Ca,2,+,i可促进自由基生成,细胞膜的变化,轻度缺氧或缺氧早期线粒体呼吸功能增强,严重缺氧首先影响线粒体外氧的利用，使神经介质的生成和生物转化过程等降低,严重时线粒体可出现肿胀、嵴崩解、外膜破裂和基质外溢等病变。,线粒体的变化,酮体增多，导致酸中毒。,pH,钙超载可引起磷脂酶活性增高,溶酶体肿胀、破裂，和大量溶酶体酶的释出，进而导致细胞本身及其周围组织的溶解、坏死。,溶酶体的变化,第四节 影响机体对缺氧耐受性的因素,1.机体的功能和代谢状态,精神紧张、交感兴奋、发热、甲亢等,中枢抑制、低温环境等,2.个体或群体差异,年龄、居住地等,3.适应性锻炼,心肺功能、氧化酶活性、Hb、Mb,4.缺氧预处理,第五节 缺氧治疗的病理生理基础,吸氧,对低张性缺氧最有效,提高血液性缺氧和循环性缺氧患者血液物理溶解的氧,组织性缺氧治疗关键是解除呼吸链酶的抑制,二、氧疗,1.吸氧浓度：物理溶解的氧可升至2ml/dl,2.吸氧浓度+,氧分压,（高压氧疗）,3个大气压物理溶解的氧可升至6ml/dl,一、消除缺氧原因,3.氧中毒:吸入氧分压过高气体(超过0.5个大气压的纯氧),而引起细胞损害、器官功能障碍。,氧中毒的发生取决于氧分压，而不是氧浓度。,区分：肺性脑病和脑型氧中毒,肺型氧中毒和脑型氧中毒的区别,类型,脑型氧中毒,肺型氧中毒,吸入气压,2-3个大气压,1个左右,起病急缓,6个大气压吸氧数分钟,4个大气压吸氧数十分钟,常规吸氧8h后出现,临床表现,视觉听觉障碍、抽搐、昏厥、昏迷、死亡。,胸骨后疼痛、咳嗽、呼吸困难等肺部症状。,病理变化,脑水肿，神经细胞受损和脑功能紊乱。,肺炎性细胞浸润、充血、水肿、出血,、肺不张。,这个章节就到这里了！,Thank You!,