缺氧时循环系统的代谢变化

低张性缺氧引起的代偿性⼼⾎管反应，主要表现为⼼输出量增加、⾎流分布改变、肺⾎管收缩与⽑细⾎管增⽣。

1、⼼输出量增加
有报道进⼊⾼原（6100m）30天的⼈，其⼼输出量⽐平原居民⾼2～3倍。

在⾼原久住后，⼼输出量逐渐减少。

⼼输出量增加可提⾼全⾝组织的供氧量，故对急性缺氧有⼀定的代偿意义。

⼼输出量增加主要是由于：
（1）⼼率加快：过去认为⼼率加快是颈动脉体和主动脉体化学感受器刺激反射性地引起。

但有⼈实验，在控制呼吸不变的情况下，缺氧刺激⾎管化学感受器却使⼼率变慢。

因此缺氧时⼼率加快很可能是通⽓增加所致肺膨胀对肺牵张感受器的刺激，反射性地通过交感神经引起的。

然⽽呼吸运动过深反⽽通过反射使⼼率减慢，外周⾎管扩张和⾎压下降。

（2）⼼收缩性增强：缺氧作为⼀种应激原，可引起交感神经兴奋，作⽤于⼼脏β—肾上腺素能受体，使⼼收缩性增强。

（3）静脉回流量增加：胸廓呼吸运动及⼼脏活动增强，可导致静脉回流量增加和⼼输出量增多。

2、⾎流分布改变
器官⾎流量取决于⾎液灌注的压⼒（即动、静脉压差）和器官⾎流的阻⼒。

后者主要取决于开放的⾎管数量与内径⼤⼩。

缺氧时，⼀⽅⾯交感神经兴奋引起的⾎管收缩；另⼀⽅⾯局部组织因缺氧产⽣的乳酸、腺苷等代谢产物则使⾎管扩张。

这两种作⽤的平衡关系决定器官的⾎管是收缩或扩张，以及⾎流量是减少或增多。

急性缺氧时，⽪肤、腹腔内脏交感神经兴奋，缩⾎管作⽤占优势，故⾎管收缩；⽽⼼、脑⾎管因以局部组织代谢的产物的扩⾎管作⽤为主，故⾎管扩张，⾎流增加。

这种⾎流分布的改变显然对于保证⽣命重要器官缺氧的供应是有利的。

⼼肌活动消耗的能量主要来⾃有氧代谢。

⼼脏重量约占体重之0.4～0.5%，静息时冠脉流量约占⼼输出量之4～5%，其动—静脉⾎氧含量差约为12ml%，表明⼼肌耗氧量⼤，由单位容积⾎液摄取的氧量多。

⼼肌缺氧时，进⼀步提⾼对单位容积⾎液中氧的摄取率很有限，主要依靠扩张冠状⾎管以增加⼼肌的供氧。

冠脉扩张由局部代谢产物（腺苷、H＋、K+、PGI2等）与冠脉平滑肌中β—肾上腺能受体占优势所致，其中腺苷的作⽤最为重要。

当⼼肌细胞缺氧时，由ATP、ADP⽣成的AMP增多，AMP在5—核苷酸酶的作⽤下，脱去磷酸，形成腺苷。

腺苷易透过细胞膜进⼊组织液，作⽤于冠状⾎管，使之扩张。

通常组织液中的腺苷⼤部分进⼊细胞，重新磷酸化⽣成AMP，⼀部分被腺苷脱氨酶灭活。

缺氧时，腺苷脱氨酶活性可能降低，这也是局部腺苷增多的⼀个原因。

3、肺⾎管收缩
肺⾎管直接对缺氧的反应与体⾎管相反。

肺泡缺氧及混合静脉⾎的氧分压降低都引起肺⼩动脉收缩，从⽽使缺氧的肺泡的⾎流量减少。

如果是由肺泡通⽓量减少引起的肺泡缺氧，则肺⾎管的收缩反应有利于维持肺泡通⽓与⾎流的适当⽐例，使流经这部分肺泡的⾎液仍能获得较充分的氧，从⽽可维持较⾼的PaO2.此外，正常情况下由于重⼒作⽤，通过肺尖部的肺泡通⽓量与⾎流量的⽐值过⼤，肺泡⽓中氧不能充分地被⾎液运⾛。

当缺氧引起较⼴泛的肺⾎管收缩，导致肺动脉压升⾼时，肺上部的⾎流增加，肺上部的肺泡通⽓能得到更充分的利⽤。

缺氧引起肺⾎管收缩的机制较复杂，尚未完全阐明，研究结果也有⽭盾。

当前具倾向性的观点：①交感神经作⽤：缺氧所致交感神经兴奋可作⽤于肺⾎管的α受体引起⾎管收缩反应。

②体液因素作⽤：缺氧可促使肺组织内肥⼤细胞、肺泡巨噬细胞、⾎管内⽪细胞等释放组胺、前列腺素和⽩三烯等⾎管活性物质，其中有的能收缩肺⾎管，如⽩三烯
（leukotriene，LTs）、⾎栓素A2（thromboxane A2、TXA2）、前列腺素F2a（prostaglandin F2a，PGF2a）等，有的扩张⾎管，如前列环素（prostacyclin，PGI2）、前列腺素E1（prostaglandin E1 PGE1）等。

在肺⾎管收缩反应中，缩⾎管物质⽣成与释放增加，起介导作⽤；扩⾎管物质的⽣成与释放也可增加，起调节作⽤。

两者⼒量对⽐决定肺⾎管收缩反应的强度。

组胺作⽤于H1受体使肺⾎管收缩，作⽤于H2受体则使之扩张。

在缺氧性肺⾎管收缩反应中，组胺释放增多，主要作⽤于H2受体以限制肺⾎管的收缩。

③缺氧直接对⾎管平滑肌作⽤：缺氧使平滑肌细胞膜对Na+、Ca2+的通透性增⾼，促使Na+、
Ca2+的通透性增⾼，促使Na+、Ca2+内流，导致肌细胞兴奋性与收缩性增⾼。

这⼀观点还有待进⼀步证实。

看来缺氧性肺⾎管收缩反应是多因素综合作⽤的结果。

4、⽑细⾎管增⽣
长期慢性缺氧可促使⽑细⾎管增⽣。

尤其是脑、⼼脏和⾻骼肌的⽑细⾎管增⽣更显著。

⽑细⾎管的密度增加可缩短⾎氧弥散⾄细胞的距离，增加对细胞的供氧量。