病理生理学(6.1.3)--缺氧--新习题

第六章 缺氧一、名词解释：1缺氧（hypoxia）：组织得不到充足的氧，或不能充分利用氧时，组织的代谢、功能和形态结构发生异常变化的病理过程。

2肺通气（pulmonary ventilation）：指使肺与外界进行气体交换的过程。

3血氧分压（partial pressure of oxygen，PO2）：为物理溶解于血液中的氧所产生的张力。

4血氧容量（oxygen binding capacity，CO2max）：是指100 ml血液中的血红蛋白，在氧分压为13.3 kPa （100 mmHg），温度为38℃时，所能结合氧的最大ml数，即100ml血液中Hb的最大带氧量，应等于1.34（ml/g）×Hb（g/dl），它取决于血液中Hb的质（与O2结合的能力）和量。

5血氧饱和度（oxygen saturation，SO2）：是指Hb的氧饱和度，即结合氧的血红蛋白百分数，约等于血氧含量和血氧容量的比值。

6氧离曲线（oxygen dissociation curve）：PO2与SO2之间的关系曲线呈S形。

7乏氧性缺氧（hypoxic hypoxia）：主要表现为动脉血氧分压降低，血氧含量减少，组织供氧不足。

8呼吸性缺氧（respiratory hypoxia）：肺的通气和/或换气功能障碍，可致动脉血氧分压和血氧含量降低而发生缺氧。

9血液性缺氧（hemic hypoxia）：是由于红细胞数量和血红蛋白含量减少，或血红蛋白性质改变，使血液携氧能力降低，血氧含量减少或与血红蛋白结合的氧不易释放，而导致组织缺氧。

10肠源性紫绀（enterogenous cyanosis）：高铁血红蛋白血症最常见于亚硝酸盐中毒，如食用大量含硝酸盐的腌菜后，硝酸盐经肠道细菌作用还原为亚硝酸盐，大量吸收入血后，导致高铁血红蛋白血症。

当血液中HbFe3+OH达到1.5 g/dl时，皮肤、粘膜可出现青紫颜色。

11循环性缺氧（circulatory hypoxia）：是指因组织血流量减少使组织供氧量减少所引起的缺氧。

12缺血性缺氧（ischemic hypoxia）：在循环性缺氧中，因动脉血灌流不足引起的缺氧。

13淤血性缺氧（stagnant hypoxia）：因静脉血回流障碍引起的缺氧。

14低氧通气反应（hypoxic ventilation reaction，HVR）：急性缺氧时，动脉血氧分压降低，可刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性兴奋呼吸中枢，使呼吸加深加快，肺泡通气量增加。

15氧中毒（oxygen intoxication）：长时间吸入氧分压过高的气体，则可引起细胞损害，导致器官或系统的功能、结构发生病理性变化。

二、简答题：1.除了血红蛋白，还有那些载氧蛋白，都发挥何种作用？肌红蛋白（myoglobin，MGB）是最早在肌肉组织中发现的载氧蛋白，它是一个小分子的单体氧结合血红素蛋白，主要存在于脊椎动物肌细胞的胞浆中，属于球蛋白家族。

肌红蛋白一方面具有储氧功能，另一方面，肌红蛋白可直接介导氧向线粒体的传递。

脑红蛋白（neurog l o bi n，NGB）是在人和小鼠中发现的第三类载氧蛋白，因最初发现其主要在脑组织中表达，故称为脑红蛋白。

脑红蛋白在脑缺氧的损伤/保护性反应过程中起重要的作用，脑红蛋白的含量越低，组织对缺氧的耐受性越差。

胞红蛋白（cyt og l o bi n，CGB）是近来新发现的一种载氧蛋白，广泛分布于多种组织、细胞。

该蛋白的结构和功能与其他载氧蛋白相似，能可逆结合氧，起到储存、运输氧的作用。

由于CGB蛋白质结构和亚细胞定位与其他载氧蛋白有所不同，提示其生理功能可能有别于其它载氧蛋白。

2.按照氧的运输和利用的环节，缺氧分成几类？各型缺氧的血气变化有何特点？乏氧性缺氧，动脉血的氧分压、氧含量及血红蛋白的氧饱和度均降低；血液性缺氧，动脉血氧分压正常，但因血红蛋白数量减少，使血氧容量和血氧含量减少，血氧饱和度正常；循环性缺氧，动脉血氧分压、氧容量、氧含量和氧饱和度均正常。

但因血流缓慢，单位时间内流过毛细血管的血量减少，故弥散到组织、细胞得氧量减少，导致组织缺氧；组织性缺氧，动脉血氧分压、血氧含量、血氧容量和血氧饱和度均正常。

此时组织利用氧减少，静脉血氧分压、血氧含量和氧饱和度都高于正常，动-静脉血氧含量差降低。

3.举例说明缺氧和紫绀的关系。

正常毛细血管血液中还原血红蛋白浓度约为2.6 g/dl。

缺氧性缺氧时，动、静脉血中的还原血红蛋白浓度增高。

当毛细血管血液中还原血红蛋白浓度达到或超过5 g /dl时，可使皮肤和粘膜呈青紫色，称为紫绀（cyanosis）。

在血红蛋白正常的人，发绀与缺氧同时存在，可根据发绀的程度大致估计缺氧的程度。

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5 g/dl以下，出现严重缺氧，但不会发生紫绀。

红细胞增多症患者，血中还原血红蛋白超过5 g/dl，出现发绀，但可无缺氧症状。

4.试述亚硝酸盐中毒引起缺氧的发生机制。

亚硝酸盐可使血红素中二价铁氧化成三价铁，形成高铁血红蛋白（methemoglobin，HbFe3+OH），导致高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia）。

高铁血红蛋白中的三价铁离子与羟基结合牢固，失去结合氧的能力，或者血红蛋白分子中的四个二价铁中有部分氧化成三价铁，剩余的二价铁虽能结合氧，但不易解离，导致氧离曲线左移，使组织缺氧。

生理情况下，血液中不断形成极少量的高铁血红蛋白，又不断被血液中的NADH、抗坏血酸、还原形谷胱甘肽等还原剂还原为二价铁。

所以正常成人血液中的高铁血红蛋白含量不超过血红蛋白总量的1%~2%。

当亚硝酸盐等氧化剂中毒时，如高铁血红蛋白含量超过血红蛋白总量的10%，就可出现缺氧表现。

达到30%~50%，则发生严重缺氧，全身青紫、头痛、精神恍惚、意识不清以至昏迷。

5.描述缺氧时呼吸系统的功能变化、机制和意义。

急性缺氧时，动脉血氧分压降低，可刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性兴奋呼吸中枢，使呼吸加深加快，肺泡通气量增加，称为低氧通气反应（hypoxic ventilation reaction，HVR），是对急性缺氧最重要的代偿反应，其意义在于：①呼吸深快可增大呼吸面积，促进氧的弥散，提高PaO2和SaO2；②呼吸深快，使更多的新鲜空气进入肺泡，可使肺泡气氧分压升高，二氧化碳分压降低；③呼吸深快时胸廓活动幅度增大，胸腔负压增加，促进静脉回流，回心血量增多。

肺血流量增多有利于气体在肺内的交换，心排出量增加可加快氧在血液的运输。

6.分析细胞在缺氧时缺氧诱导因子-1（HIF-1）表达调控的机制。

缺氧相关基因的表达受转录因子的调控，其中以缺氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1）的作用尤为重要。

HIF-1由HIF-1α和HIF-1β两个亚基组成。

常氧时，脯氨酸-4-羟化酶（prolyl-4-hydroxylase，PHD）使HIF-1α的第402和564位脯氨酸羟化。

肿瘤抑制蛋白pVHL（von Hippel-lindau tumor suppressor protein）能特异性地介导羟化修饰后的HIF-1α经泛素化途径降解，从而抑制HIF-1α的功能。

缺氧时，脯氨酸-4-羟化酶的羟化作用减弱，HIF-1α 降解减少。

HIF-1α 进入细胞核与HIF-1β形成二聚体，成为有活性的转录因子，增强多种缺氧相关基因的表达。

这些基因表达产物可通过促进血管增生、红细胞生成、糖酵解、葡萄糖转运等，促进细胞对缺氧的适应性反应7.缺氧时细胞有何代偿性反应？1）. 载氧蛋白表达增多慢性缺氧可使细胞肌红蛋白、脑红蛋白及组红蛋白含量增多，组织、细胞对氧的摄取和储存能力增强，提高细胞的耐缺氧能力。

2). 细胞对氧的利用能力增强慢性缺氧时，细胞内线粒体数目增多，线粒体膜表面积增大，呼吸链中的酶如琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶含量增多，酶活性增高，细胞对氧的利用能力增强。

此外，有研究表明，慢性缺氧还可促使细胞色素C氧化酶亚基IV（COX 4）1亚型（COX 4-1）向2亚型（COX4-2）转换，从而使细胞色素C氧化酶活性增强，提高细胞对氧的利用能力。

3）. 糖酵解增强缺氧可导致A TP生成减少，ATP/ADP比值下降，可激活糖酵解过程中的主要限速酶—磷酸果糖激酶，使糖酵解过程加强。

糖酵解通过底物水平磷酸化，在不消耗氧的条件下，生成ATP，补偿能量生成的不足。

4. ）低代谢状态缺氧时细胞的耗能过程受到抑制，糖和蛋白质的合成减少，离子泵功能抑制，此时细胞处于低代谢状态，以节约能量，并将其用于维持细胞生存基本需要的生命活动，有利于细胞生存。

酸中毒可能是缺氧时细胞合成代谢降低的机制之一。

8.分析慢性缺氧时红细胞和血红蛋白增多的机制。

慢性缺氧时红细胞增多主要是由骨髓造血增强所致。

当低氧血流经肾时，能刺激肾小管旁间质细胞，使之生成并释放促红细胞生成素（erythropoitin，EPO）。

EPO具有以下生物学作用：①促进骨髓造血干细胞向原红细胞分化；②加速幼红细胞的分裂增殖；③促使网织红细胞的成熟与释放；④促进血红蛋白合成。

三、病例分析：王某,黄埔码头工人,因咽部疼痛发热三天,在卫生所注射抗生素后，呼吸、心跳减弱至停止，急症入院。

经心脏按摩，气管切开人工呼吸后，心跳呼吸恢复，但病人一直昏迷。

五官科会诊发现喉头有一肿块，试穿抽出脓液。

入院后尿量逐渐减少（第二日不足150ml），第三日晨突然血压下降，心跳停止，抢救无效死亡。

化验血K+：7.5mmol/L。

试分析：1.病人昏迷、少尿的发生机理2.病人死亡的直接原因解答：该病人因喉头脓肿引发气道堵塞，造成了机体的缺氧状态，进而引发呼吸心跳骤停，加重了缺氧。

脑缺氧会引发脑组织水肿，造成昏迷；肾脏缺氧坏死，导致急性肾衰，造成少尿伴高钾血症，进一步抑制心脏，最终导致死亡。