动脉血氧分压

• 动脉血氧含量
降低
• 静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量
降低
• 动-静脉血氧差 • 皮肤粘膜
正常或降低 紫绀
紫绀 (cyanosis) ：
概念：
毛细血管血液中还原血红蛋白浓度达到或超 过50g/L时，可使皮肤和粘膜呈青紫色，称为 紫绀。
缺氧不一定有发绀，发绀不一定有缺氧。
当血红蛋白过多或过少时，发绀与缺氧常不一致。例如 重度贫血患者，血红蛋白可降至50g/L(5g/dl)以下， 出现严重缺氧，但不会发生紫绀。 红细胞增多病患者，血中还原血红蛋白超过 50g/L(5g/dl)，出现发绀，但可无缺氧症状。
组织需氧过多
如冠状动脉硬化的病人运动或情绪激动时，心肌耗氧量增 加可诱发心绞痛。
（二）血氧变化特点 (characteristics of blood oxygen)
• 动脉血氧分压 • 动脉氧饱和度 • 血氧容量 • 动脉血氧含量 • 静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量 • 动静脉血氧差 • 皮肤粘膜
第五章 缺 氧 Hypoxia
主要内容
第一节 氧的摄取、利用与调节 第二节 常用的血氧指标 第三节 缺氧的类型、原因和发病机制 第四节 缺氧时机体的机能代谢变化 第五节 影响机体对缺氧耐受性的因素 第六节 氧疗与氧中毒
教学要求
掌握：缺氧的概念，各类型缺氧的原因和 主要特点，发绀的概念及临床意义；
二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia）
概念：
血液性缺氧是指由于红细胞数量和血红 蛋白含量减少，或血红蛋白的性质发生 改变，致血液携氧能力降低，血氧含量 减少，或血红蛋白结合的氧不易释出所 引起的缺氧，而导致组织缺氧。
（一）原因(causes)
贫血（anemia）
单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量减少 氧容量降低，氧含量随之减少。
参与氧化：微粒体
四、氧感受及信号途径
血红素蛋白学说 氨基酸羟化酶学说 离子通道学说
血红素蛋白学说
血、肌、脑、组红蛋白
血红素氧化酶： CO
鸟苷酸环化酶: cGMP
NO合酶：
NO
NADPH氧化酶： ROS-HIF-1
线粒体细胞色素：ROS
细胞膜NADPH氧化酶
氨基酸羟化学说
HIFα与氧感受
分类：
局部性的（如血管狭窄或阻塞）； 全身性的（如心力衰竭、休克）。 缺血性缺氧（ischemic hypoxia）；
（一）原因(causes)
缺血性缺氧 淤血性缺氧
（二）血氧变化特点 (characteristics of blood oxygen)
• 动脉血氧分压
正常
• 动脉氧饱和度
熟悉：缺氧时机体的主要机能和代谢变化， 氧中毒的概念及发生机制的；
了解：氧感受的途径、缺氧耐受性的主要 影响因素。
第一节(Part 1)
氧的摄取、利用与调节 Intake、Utilization and Regulation of Oxygen
一、氧的摄取(Intake of Oxygen)
第二节 常用血氧指标 (Parameters of Blood Oxygen)
血氧分压 血氧容量 血氧含量 动-静脉血氧差 血氧饱和度
血氧分压
（partial pressure of oxygen, PO2） 概念：
指以物理状态溶解在血浆内的氧分子所产生的张力（故 又称氧张力）。
各型缺氧的血氧变化特点
复习提问
HIF-1
成体细在转胞录缺人内氧因氧静贮感子细息存正氧碳3所最受 。胞时的8常℃分分结大正H约氧容动静的反每 氧值，压压合带常b等饱量脉脉P氧的：在为为氧氧值学应分 约5于和=血血分0氧氧体15的能：是血度氧氧说过钟 为9.压饱3含.外最力指92氧（饱饱。和5k有程需 多量1大。HkP含％和和0代度Pab/0毫正哪，氧 少氧a（量）度度毫氧表，（升常容和＝((三常量m升饱了4即SS1数值0量av5血(血和lHmH氧种涉约OO?0。2bm氧m液0b度22含与m反结))？及为mH约 约容内为量l氧映H合g97到量多血5）-g30的血0氧溶）-的红%，-9哪少亲7液的解8，比5蛋时温%和％中些百m氧二值白的度NTA力HJ分量lPF氧P。u，.b5κ-。n数)1B化的3/氧，
正常值： 动脉血氧分压（PaO2）约为13.3kPa(100mmHg)； 静脉血氧分压（PvO2）约为5.32kPa(40mmHg)。
影响因素： 吸入气氧分压 呼吸功能：肺通气、肺换气、通气／血流比 动-静脉血分流
血氧容量
(oxygen binding capacity, CO2max) 概念：
HIFα乙酰化
缺氧 ARDI mRNA
乙酰转移酶ARDI HIF- 1α中 Lys532乙酰化
与VHL作用 HIF- 1α经泛素蛋白酶降解
其它
氧感受中HIF- 1α稳定、活化 的其他机制
如P42/P44 MAPK HIF- 1α 磷酸化 转录活性
氧感受中的其他转录因子
如AP-1，NFκB等
环境
氧分子在细胞内的运输、 与贮备
组红蛋白（胞红蛋白） 脑红蛋白 肌红蛋白
血红蛋白吸呼
(carry and transport oxygen of hemoglobin)
三、氧在机体内的利用 (Utilization of Oxygen)
线粒体(mitochondria)：
呼吸链未端得电子，生成H2O，产生ATP
NADH
胍乙腚 巴比妥 鱼藤酮
↓
→ FMN
琥珀酸 → FAD
抗霉素A 苯乙双胍 8-氢-羟基喹啉
萘醌
氰化物 一氧化碳 硫化氢 叠氮化合物
↓
↓
CoQ → cyt b → cyt c1→ cyt c → cyt aa3→ O2
组织水肿
组织间液和细胞内液的异常增多，使气体弥散距离增大， 引起内呼吸障碍。
目前还不清楚细胞粘附分子vegf表达受到hif1的调控vegf的结构及其信号途径启动血管形成的分子基础血管形成过程血管形成hemicsystem氧合血红蛋白解离曲线右移rightwardshiftoxyhemoglobindissociation1红细胞增多移居到3600m高原的男性居民红细胞计数通常约为61012l610当低氧血近球小体近球细胞生成并释放epo红细胞增多可增加血液的氧容量和氧含量epo2氧离曲线右移缺氧时红细胞23dpg增多的机制6pg6pf16dpf磷酸二羟丙酮13二磷酸甘油酸3磷酸甘油酸2磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸3磷酸甘油醛pfkadpatp丙酮酸乳酸23dpgdpgmdpgpdpgp脱氧hb过度通气ph23dpg稳定脱氧构型phbohr效应23dpg与hb的结合cellularadaptation肌红蛋白增加1代谢调整反应能力plasmamembraneglutglutgenehif1mrnaauua660bp480bpmrnaauuahurglutgluthypoxia葡萄糖prpprp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二缺氧时的机能代谢障碍injuriousresponses缺氧性细胞损伤cellmembraneinjurycirculation1
氧是机体所必需的：
静息时需氧量 250ml/min
体内贮氧量1.5L
氧从体外进入血液：
呼吸运动 氧分子自由弥散
二、氧在机体内的运输
(Transport and Delivery of Oxygen)
氧在血液循环中的运输：
氧的装载：Hb，红细胞 氧的运输： Hb ，血管 氧的卸载： Hb ，局部酸性
高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia）
血红蛋白的二价铁，在氧化剂的作用下，可氧化成三价铁， 形成高铁血红蛋白（methemoglobin,HbFe3+OH），也称变性 血红蛋白或羟化血红蛋白。
高铁血红蛋白与氧的亲和力增高，导致氧离曲线左移，使组 织缺氧。
较常见的是食用大量含硝酸盐的腌菜后，经肠道细菌将硝酸 盐还原为亚硝酸盐，吸收后形成高铁血红蛋白血症，当血液 中HbFe3+OH达到15g/L时，皮肤、粘膜可出现青紫色，称为 “肠源性发绀”（enterogenous cyanosis）。
第三节 缺氧的原因和类型 (Classification of Etiology)
缺氧
供氧不足
用氧障碍
乏氧性缺氧 血液性缺氧 循环性缺氧 组织性缺氧
肺吸入气中氧分压降低 通气、换气功能障碍 静脉血分流入动脉 血红蛋白含量减少 血红蛋白结构、功能异常 全身循环功能障碍 局部循环功能障碍 呼吸酶合成减少 线粒体损伤 线粒体功能受抑制
Hypoxemia: a deficiency of oxygen in the ----无氧
blood
----低氧血症
1
一、乏氧性缺氧（Hypoxic Hypoxia）
概念：
乏氧性缺氧是指由于肺泡氧分压降低，或静脉血分流入 动脉，血液从肺摄取的氧减少，以致PaO2 降低，动脉血氧 含量减少，组织供氧不足，又称低张性低氧血症 （hypotonic hypoxemia）。
贫血性缺氧
高铁血红蛋白血症、碳氧血红蛋白血症
• 动-静脉血氧差
正常 降低
降低
• 皮肤粘膜
贫血性缺氧 高铁血红蛋白血症 碳氧血红蛋白血症
苍白
咖啡色 樱桃红色
三、循环性缺氧（Circulatory Hypoxia）
概念：
循环性缺氧是指由于血流速度减慢，血 流量减少，单位时间内供给组织的氧量 减少而引起的缺氧，又称低血流性缺氧 （hypokinetic hypoxia）。
缺氧的概念（hypoxia） ：
概念：由于组织氧供应减少或是对氧的利用障 碍，不能满足机体需要，而引起机体代谢、机 能、以至形态结构变化的病理过程称为缺氧。
Hypoxia: absence of oxygen in tissues. ----缺氧
Anoxia: relatively complete absence of oxygen in tissues.
常氧下能活化HIF- 1α的因素
如生长因子、细胞因子、瘤基因等
离子通道学说
K+通道
缺氧 Kv1.2, Kv2.1, Kv3.1关闭
膜电位 Ca2+内流 PASMC收缩
Ca2+ 、 Na+通道：目前观点不统一。
平滑肌钾通道
颈动脉体氧感受机理
不同细胞的氧感受途径可不同 同一细胞可存在不同氧感受途径
正常 正常 正常 正常 增高 降低 鲜红
各型缺氧的血氧变化和皮肤粘膜改变
缺氧类型
乏氧性 缺氧
动脉血 氧分压
↓
动脉血 血氧容量 氧饱和度
↓
N
动脉血 氧含量
↓
血液性
缺氧
N
循环性
缺氧
N
组织性
缺氧

N
↓
↓
N
N
N
N
N
N
动-静脉 血氧差
皮肤粘膜
N或↓
↓ ↑ ↓
紫绀 苍白 咖啡色 樱桃红色
苍白 发绀
鲜红色
缺氧虽分为上述四型，但在实际情况中所见的， 往往是混合型。例如失血性休克，既有血红蛋白减 少所致的血液性缺氧，又有有微循环障碍所致的循 环性缺氧。又如心力衰竭，既有循环障碍引起的循 环性缺氧，又可继发肺淤血、水肿而引起呼吸性缺 氧。
氧分压为19.95kPa（150mmHg），二氧化碳分压为 5.32kPa（ 40mmHg），温度38℃，在体外100毫升血液内 血红蛋白，所结合氧的最大毫升数。
反映血液中Hb的最大带氧能力
正常值：
动脉血和静脉血氧容量约200ml/L(20ml%)
影响因素：
血液中Hb的质(与O2结合的能力)和量。
碳氧血红蛋白血症 （carboxyhemoglobinemia ） 血红蛋白与氧的亲和力异常增高
（二）血氧变化特点
(characteristics of blood oxygen)
• 动脉血氧分压
正常
• 动脉氧饱和度
• 血氧容量
贫血性缺氧
高铁血红蛋白血症、碳氧血红蛋白血症
正常
降低 正常
• 动脉血氧含量
概念：
Hb的氧饱和度，即Hb结合氧的百分数，约等于血氧 含量和血氧容量的比值。
氧饱和度（％）＝(氧含量-溶解氧量)/氧容量=氧含量/ 氧容量
正常值：
动脉血氧饱和度(SaO2)约93～98% 静脉血氧饱和度(SvO2)约70 ～ 75％。
影响因素：
取决于氧分压的高低 氧离曲线
氧离曲线
正常
• 血氧容量
正常
• 动脉血氧含量
正常
• 静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量
降低
• 动-静脉血氧差
增高
• 皮肤粘膜
易出现发 绀
四、组织性缺氧（Histogenous Anoxia）
概念：
由于组织细胞利用氧的能力不足而引起的缺氧 称为组织性缺氧。
（一）原因(causes)
组织中毒
线粒体功能受抑制 呼吸酶合成减少 线粒体损伤
动-静脉血氧差(CaO2-CvO2)
概念：
即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升数。 反映组织对氧的消耗量。
正常值：
50ml/L(5ml%)
影响因素：
组织从单位容积血液内摄取氧的多少。
PaO2 流经真毛细血管的血量 血液流变性 细胞利用氧的能力
血氧饱和度（oxygen saturation, SO2）
（一）原因(causes)
吸入气氧分压低
由于吸入气氧分压低，PAO2和PaO2随之降低。
外呼吸功能障碍 静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）增多
（二）血氧变化特点(characteristics of blood oxygen)
• 动脉血氧分压
降低
• 动脉血氧饱和度
降低
• 血氧容量
正常
慢性缺氧时，单位容积血液内红细胞数和血红蛋 白量增多，氧容量增加
血氧含量(oxygen content, CO2)
概念：
指100毫升血液内所含的氧毫升数，包括实际与 血红蛋白结合的氧和溶解在血浆内的氧。
正常值：
动脉血氧含量(CaO2)约190ml/L(19ml/dl) 静脉血氧含量(CvO2)约140ml/L(14ml/dl)
影响因素：
氧分压 氧容量