第二章 缺氧
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内蒙古农业大学教案【动物医学专业】
第二章缺氧hypoxia
氧是维持细胞代谢和生命活动的重要物质之一。缺氧可造成细胞的损伤,是在多种疾病中一个最常见的基本病理过程。
一、缺氧和相关概念
动物机体的组织器官,出现氧的供应不足,或其利用氧的过程发生障碍,这一病理过程称为缺氧。
相关概念
1.氧分压partial pressure of oxygen,PO2:指以物理状态溶解在血浆内的氧分子所产生的压力。
正常值PaO2≈13.3KPa(100mmHg) (1mmHg=133.322Pa=0.133322Kpa)决定于吸入气体的氧分压和外呼吸功能;当外界空气氧分压降低导致肺泡气氧分压降低,或通气、换气障碍,影响氧弥散入血时此值变小。
P v O2≈5.33KPa(40mmHg)
主要决定于组织摄氧和利用氧的能力。
2.氧含量oxygen content,CO2:
指100ml血液内实际含的氧毫升数,包括与血红蛋白结合的氧和溶解在血浆内的氧。
正常值CaO2≈19ml/dl(每100ml)
其中溶解O2为0.3 ml ,与Hb结合的O2为18.7 ml
CvO2≈14ml/dl(每100ml)
当外界氧分压降低(溶解O2降低),Hb与氧结合能力降低时(与Hb结合O2少),氧含量变小。
动静脉氧含量差A-VDO2(arteriovenous oxygen difference)约为5ml/dl(说明组织对O2的消耗量)。
3.氧容量oxygen capacity ,CO2max:
100 ml血液在体外标准状态下与空气充分接触后,Hb结合的O2和溶解在血
浆中O2的总量。
即最大氧含量,约为20ml/dl。
当Hb减少或它与O2的结合能力下降时,此值变小。
4.氧饱和度oxygen saturation,SO2:氧含量与氧容量的百分比。
正常值S a O2≈95% 19ml/dl 20ml/dl=95%
S v O2≈70% 14ml/dl 20ml/dl=70%
5.氧离曲线hemoglobin dissociation curve:
表示氧饱和度和氧分压之间关系的曲线,呈S型。
量少了,血红蛋白释氧增多了,这样就提高了对组织细胞的供氧能力。
二、缺氧的类型:
(一)外呼吸性缺氧(external respiratory hypoxia ) 又称低张性缺氧(指氧分压,即氧张力降低)( hypotonic hypoxia)
概念:外界空气供应不足,或外呼吸功能发生障碍,吸入氧不足,氧分压(氧张力)降低,这样引起的缺氧称为外呼吸性缺氧。
原因:1.吸入空气中氧分压过低:如高山高空空气稀薄处,空气中氧含量少,氧分压低。(外环境氧分压=当地大气压强×氧占空气容积的%)
2.外呼吸功能障碍:通气障碍,使肺泡气氧分压降低;换气障碍,影响氧弥散入血。
特点:PaO2 (因外界氧分压,肺泡气氧分压) CaO2 (外界O2分压)CO2max N,SaO2,A—VDO2变小或N(变小因为CaO2↓;但组织细胞对O2的利用未变,故也可能正常)。
(二)血液性缺氧( hemic hypoxia) 又称等张性缺氧(isotonic hypoxia)
概念:血液中红细胞或Hb减少,或Hb变性,其携氧能力降低或其结合的氧不易释出,这样引起的缺氧称为血液性缺氧。因这种类型的缺氧,血液中氧分压(氧张力)未变,又称等张力缺氧( isotonic hypoxia) 。
原因:1.贫血(anemia):各种贫血(再生障碍、营养不良、溶血性、出血性等),因单位容积血液内红细胞数和Hb减少,运O2能力降低。
2.Hb变性
①CO中毒:CO极易与Hb结合生成HbCO(碳氧Hb),且不易释放O2出来。使这部分Hb丧失运O2的能力。
②亚硝酸盐中毒:如NaNO2是一种强氧化剂(受H体或受电子体),它夺取Hb中Fe2+的外层电子,使由Fe2+ Fe3+,Hb变成高铁血红蛋白,丧失运O2的能力(结合临床病例)。
特点:PaO2 N,CaO2 ,CO2max (贫血,Hb减少或变性)
SaO2 N,(因氧含量、氧容量同时减少),A—VDO2 或正常(因动脉血O2含量少可能造成A-VDO2变小,但也可能不变)。
MHb(methemoglobin, 高铁Hb)呈棕褐色,血液呈酱油色;
HbCO(carboxyhemoglobin,)呈樱桃红色。
血液的这种变化具有诊断意义。
(三)循环性缺氧(circulatory hypoxia) 又称低动力性缺氧(hypokinetic hypoxia ) 或低血流性缺氧。
概念:血液循环障碍,供给组织的氧减少,这样引起的缺氧称为循环性缺氧缺氧。也称为低血流性缺O2。
原因:1.局部性血液循环障碍:动脉血管阻塞或狭窄。
2.全身性血液循环障碍:心功能不全,休克。
特点:PaO2 N,CaO2 N,CO2max N,
SaO2 N, A—VDO2 (①血流慢细胞有充裕时间摄取O2 ,②氧离曲线右移)
(四)组织性缺氧( histogenous hypoxia)
概念:细胞内生物氧化过程发生障碍,组织细胞不能利用氧,这样引起的缺氧称为组织性缺氧。
原因:1.组织中毒:如氰化物中毒。氰根(—CN)与氧化型细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase)中Fe3+亲和力大,结合后生成氰化高铁细胞色素氧化酶,使Fe3+保持正3价状态,不能再传递电子了,使生物氧化过程中断。
2.细胞损伤(放射线、细胞毒素损伤线粒体—生物氧化在此进行);呼吸酶合成障碍。
特点:PaO2 N,CaO2 N,CO2max N ,SaO2N,
A-VDO2(细胞利用O2明显减少)
三、缺氧对机体的主要影响
(一)呼吸
外呼吸性缺氧(因外环境中氧分压过低所致者)呼吸加深加快。其他类型的缺氧这种代偿不明显。但严重缺氧可抑制呼吸中枢,使呼吸运动减弱,节律不齐,甚至发生呼吸停止。
(二)心脏
一定程度缺氧交感神经兴奋心率加快心输出量增大;
严重缺氧(引起心肌能量代谢降低和酸中毒,使心肌收缩力减弱)
心输出量减少。
(三)脑
缺O2初,大脑皮层抑制过程减弱,兴奋过程占优势,动物先出现兴奋不安;随缺O2时间延长,大脑皮层由兴奋转为抑制,临床表现为反应迟钝,嗜睡,最