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缺 氧 (hypoxia). 病理生理教研室 马小茹 2005.3. 概 述 1 概 念 供氧不足 / 用氧障碍 机能、代谢、形态结构改变 病理过程 2 常用指标. 常 用 指 标. 氧分压 (PO 2 ). 氧容量 (CO 2 max). 氧含量 (CO 2 ). A-V 氧差. 氧饱和度 (SO 2 ). P 50. 物理溶解 的氧所产生的压力. 氧分压 (PO 2 ). 氧容量 (CO 2 max). 100 ml Hb 为 O 2 充分饱和 最大
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缺 氧(hypoxia) 病理生理教研室 马小茹 2005.3
概 述1 概 念供氧不足 / 用氧障碍 机能、代谢、形态结构改变 病理过程2 常用指标
常 用 指 标 氧分压(PO2) 氧容量(CO2max) 氧含量(CO2) A-V氧差 氧饱和度(SO2) P50
物理溶解的氧所产生的压力 氧分压(PO2)
氧容量(CO2max) 100 ml Hb为O2充分饱和最大 带氧量,取决于Hb的质和量
氧含量(CO2) 100ml 血液实际带氧量 物理溶解 化学结合(Hb)
A-V氧差 动脉与静脉血氧含量差
= ×100% 氧饱和度(SO2) Hb的氧饱和度 (CO2-溶解氧量) CO2max SO2
氧 饱 和 度 % 2,3-DPG↓ H+↓ CO2↓ 温度↓ 100 80 60 2,3-DPG↑ H+↑ CO2↑ 温度↑ 40 20 2.67 5.33 8.00 10.7 13.3 氧分压(kPa) 氧合血红蛋白解离曲线及其影响因素
P50 SO2为50%时的氧分压 反映Hb与O2的亲和力。 正常26-27mmHg
类型 缺氧的 原因 发病机制
外呼吸 ↓ Hb与O2结合 ↓ 血液携氧循环 ↓ 内呼吸 低张性 血液性 循环性 组织性 正常情况 缺氧分类
一、低张性缺氧(hypotonic hypoxia) PaO2↓ CaO2↓ a 吸入气氧分压过低 b 外呼吸功能障碍 c V-A分流 概念 原因
一、低张性缺氧(hypotonic hypoxia) PaO2:↓ SaO2:↓ CaO2:↓ CO2max: N A-V氧差↓/ N (慢性) 血氧 特点
A V A-V氧差取决于弥散速度及时间 Cap PO2↓ 弥散速度↓
发绀(cyanosis) • 毛细血管中HHb平均浓度 增加到5 g/dl以上 • 皮肤粘膜呈青紫色
二、血液性缺氧(hemic hypoxia) Hb量↓/质改变 ① 贫血:Hb量↓ ② CO中毒 ③ Hb性质改变: MHb 肠源性紫绀 ④ Hb与O2亲和力↑↑ 概念 原因
▲ CO与Hb亲和力大 (210倍) ▲(-)RBC内糖酵解 →2,3-DPG↓ ▲ Fe3+丧失携氧能力 ▲ Fe2+与O2亲和力↑ CO中毒 Hb 性 质改变 :MHb
Hb Fe2+ Fe2+ Fe2+ Fe3+
二、血液性缺氧 血氧 特点 PaO2 :N SaO2: N CaO2:↓/ N CO2max:↓/ N A-V氧差:↓
A V A-V氧差取决于弥散速度及时间 Cap PO2↓ HbO2 PO2 速度↓ 速度N 速度↓
三、循环性缺氧(circulatory hypoxia) 血流↓ 单位时间供O2↓ (缺血性、淤血性缺氧) ①全身性: 心衰、休克 ②局部性: 栓塞、血管病变 概念 原因
三、循环性缺氧(circulatory hypoxia) PaO2: N SaO2:N CaO2 :N CO2max: N A-V血氧差:↑ 血氧 特点
A V A-V氧差取决于弥散速度及时间 Cap PO2:N 速度N 时间↑
四、组织性缺氧(histogenous hypoxia) 组织细胞用氧异常 ① 组织中毒 • 细胞损伤 • 呼吸酶合成障碍 概念 原因
四、组织性缺氧(histogenous hypoxia) PaO2:N SaO2:N CaO2:N CaO2max: N A-V氧差↓ 血氧 特点
A V A-V氧差取决于弥散速度及时间 Cap PO2:N PO2:↑ 速度↓
小 结各型缺氧的血氧变化 缺氧类型 PaO2 SaO2 CO2max CaO2 A-V氧差 低张性 ↓ N ↓ ↓/N 血液性 N N ↓/N ↓ 循环性 N N N N 组织性 N N N N ↓ ↓/N ↑ ↓
O: 煤Hb:汽车循环:交通组织:发电机ATP:电
缺氧时机体的机能代谢变化 轻度/慢性缺氧 机体代偿 重度/急性缺氧 功能和代 谢 障 碍
呼 吸 系 统 ㈠ 代偿反应 通气量↑(加深加快) 意义 a换气肺泡↑,呼吸面积↑ →SaO2↑ b肺泡气PO2↑、PCO2↓ c 胸腔负压↑→回心血量↑ →心输出量↑
㈠ 代偿反应 机制PaO2↓→化学感受器(+) →交感N兴奋 特点 缺氧类型 时间不同 高原缺氧时呼吸代偿变化 呼吸变化也不同 呼 吸 系 统
呼 吸 系 统 ㈡ 功能代谢障碍 急性高原病 PaO2↓↓→呼吸中枢抑制 急性高原反应 高原肺水肿
循 环 系 统 ㈠ 代偿反应 a心输出量↑→全身供氧能力↑ b血流分布改变→保证重要器官的供血 c肺血管收缩→保持V/Q比例 d毛细血管增生→缩短弥散距离
循 环 系 统 ㈠ 代偿反应 a心输出量↑ →全身供氧能力↑ 心率↑ 心收缩力↑ 静脉回流量↑
㈠ 代偿反应 b血流分布改变→保证重要器官的供血 器官血流变化:交感兴奋→缩血管 代谢产物→扩血管 ★心、脑血流量↑←乳酸↑ ←腺苷↑ ★ 皮肤、腹腔脏器↓←α-R兴奋 循 环 系 统
循 环 系 统 ㈠ 代偿反应 c肺血管收缩 缺氧→肺小动脉收缩 ★ 缺氧肺泡血流↓ →保持V/Q比例 ★ 肺动脉压↑ →肺上部血流↑
循 环 系 统 ㈠ 代偿反应 c肺血管收缩 机制:交感N兴奋 LTs、TXA2、ET↑;PGI2、NO↓ 缺氧对血管平滑肌的直接作用
循 环 系 统 ㈠ 代偿反应 d 毛细血管增生 缺氧→VEGF↑→毛细血管增生 →弥散距离↓→细胞供氧↑
循 环 系 统 ㈡ 功能障碍 1 肺动脉高压 2 心肌收缩与舒张功能降低 3 心律失常 4 静脉回流减少 (呼吸抑制、代谢产物堆积)
血 液 系 统 ㈠ 代偿反应 a红细胞↑(促红素↑) b 氧离曲线右移(2,3-DPG↑) ★2,3-DPG的作用 ●与HHb结合,稳定其构型,使之不易与O2结合 ●PH↓,使Hb与氧的亲和力↓(Bohr效应) ★2,3-DPG生成的调节因素
2,3-DPG结合于HHb分子中央的孔穴示意图 HbO2 HHb
葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果酸 ATP 磷酸果糖激酶(+) ADP 1,6-二磷酸果糖 磷酸二羟丙酮 3磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 2-磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乳酸 DPGM(+) DPGP(-) 2,3-DPG DDPGP(-)
PvO23.73kPa 精神错乱 2.53kPa 意识丧失 1.60kPa 危及生命 ATP↓→ Na+泵障碍→ Cell水肿 代谢产物堆积→通↑→间质水肿 颅内高压 脑血管扩张 中枢神经系统变化
组 织 细 胞 ㈠ 代偿反应 ★ 用氧能力增强 线粒体数目、膜面积、酶含量↑→内呼吸↑ ★ 无氧酵解增强 ATP/ADP比值↓→磷酸果糖激酶活性↑ ★ 肌红蛋白增加 ★ 低代谢状态
SO2 % 100 Mb 血红蛋白和肌红蛋白的氧离曲线38℃ pH7.40 80 60 Hb 40 20 0 2.67 5.33 8.0 10.7 13.3 16.0 PO2(kPa)
组 织 细 胞 ㈡ 缺氧性细胞损伤 ★细胞膜的变化 ★线粒体的变化 ★ 溶酶体的变化
㈡ 缺氧性细胞损伤 ★细胞膜的变化 Na+内流:细胞水肿 K+外流:合成代谢障碍 Ca2+内流: 抑制线粒体呼吸功能 增加自由基生成 组 织 细 胞
组 织 细 胞 ㈡ 缺氧性细胞损伤 ★线粒体的变化 肿胀、嵴崩解、外膜破裂、基质外溢 ★ 溶酶体的变化 膜通透性↑、肿胀、破裂、溶酶外溢
急性:呼吸和循环 代偿为主 (快) 慢性:血液和组织 代偿为主 (慢) 耗能↑ 不耗能↑ 小 结