第七章 缺氧 (2)

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①无肌型微动脉肌化 ②小动脉中层平滑肌增厚,管腔狭窄 ③肺血管壁中胶原和弹性纤维沉积,血管硬化,顺 应性降低。
缺氧性肺动脉高压是肺源性心脏病和高原性心脏病 发生的中心环节。
(四)组织毛细血管增生
慢性缺氧可引起组织中毛细血管增生,尤其是 心脏和脑的毛细血管增生更为显著
三、血液系统的变化
缺氧可使骨髓造血增强及氧合血红蛋白解离曲线右移, 从而增加氧的运输和释放,在缺氧的代偿中有重要意义。 (一)红细胞和血红蛋白增多 平原人进入高原后,红细胞和血红蛋白均明显增加,增 加的程度与海拔高度、居住时间、劳动强度、性别以及个体 差异等因素有关。 但少数人的红细胞过度增多,导致血液黏滞度和血流阻 力显著增加,导致微循环障碍,加重组织细胞缺氧,出现头 痛、头晕、失眠等多种症状,并易导致血栓形成等并发症, 称为高原红细胞增多症。 (二)红细胞内2,3-DPG增多、红细胞释氧能力增强
一、呼吸系统
(一)肺通气量增大 早期:低氧通气反应(HVR)
PaO2↓ 意义
外周化学感受器
呼吸中枢↑
呼吸深快
增大呼吸面积,提高氧的弥散 促进静脉回流 外周化学感受器敏感性↓ 降低耗氧量 低氧通气反应↓
后期: 意义
(二)高原肺水肿
高原肺水肿(HAPE)是指从平原快速进入 2500m以上高原时,因低压缺氧而发生的一种高原 特发性疾病,临床表现为呼吸困难,严重发绀,咳 粉红色泡沫痰或白色泡沫痰,肺部有湿罗音等。
呼吸抑制、频率 和节律改变
二、循环系统的变化
(一)心脏功能和结构变化 1.心率:急性轻度缺氧↑;重度缺氧↓ 2.心肌收缩力:缺氧初期↑;后期↓ 3.心输出量:初期↑;严重缺氧↓
心率↑ 缺 氧 交感神经兴奋↑
心收缩力↑ 静脉回流↑
心输出量↑
呼吸↑
二、循环系统的变化
4.心律
易发生异位心律和传导阻滞
5.心脏结构改变:
(一)原因 1.吸入气氧分压过低
多发生于海拔3000米以上的高原,高空,或通 风不良的坑道、矿井或吸入低氧混合气体等。
(一)低张性缺氧的原因
2.外呼吸功能障碍 肺通气功能障碍 肺换气功能障碍 3.静脉血分流入动脉 多见于存在右向左分流 的先天性心脏病患者
一、低张性缺氧
(二)血氧变化的特点及缺氧的机制
四、中枢神经系统的变化
急性缺氧可引起头痛、思维能力降低、情绪激动 及动作不协调等。严重者可出现惊厥或意识丧失。 慢性缺氧时神经精神症状较为缓和,表现为注 意力不集中,记忆力减退,易疲劳,轻度精神抑郁 等。缺氧引起脑组织形态学变化主要是脑组织肿胀 、变形、坏死及间质脑水肿。
五、组织、细胞的变化
(一)代偿适应性变化
二、血氧容量
血氧容量(oxygen binding capacity,CO2max)
是指在氧分压为150mmHg,温度为38℃时,100ml
血液中的血红蛋白(Hb)所能结合的氧量,即Hb充
分氧合后的最大摄氧量。
血氧容量取决于血液中Hb的含量及其与O2结合
的能力。
正常血氧容量为20ml/dl。
三、血氧含量
①进入血液的氧减少,PaO2降低
②血液中与血红蛋白结合的氧量减少,动脉血氧含 量降低 ③动脉血氧饱和度降低 氧分压降至60mmHg以下时,动脉血氧饱和度显著 降低,引起组织、细胞缺氧。
(二)低张性缺氧 血氧变化的特点及缺氧的机制
④血氧容量正常或增高
急性低张性缺氧时,血氧容量一般在正常范围内。
慢性缺氧者可因红细胞和血红蛋白代偿性增多而使 血氧容量增加。
血氧含量(oxygen content,CO2)为100ml血液 中实际含有的氧量,包括物理溶解的和化学结合的 氧量。
取决于血氧分压和血氧容量。
正常动脉血氧含量为19ml/dl
正常静脉血氧含量为14ml/dl。
动—静脉氧含量差反映组织的摄氧能力。正常为 5ml/dl。
四、血红蛋白氧饱和度
血红蛋白氧饱和度(SO2)简称血氧饱和度,是 指血液中氧合Hb占总Hb的百分数,约等于血氧含量 与血氧容量的比值。 P50表示血红蛋白氧饱和度为50%时的血氧分压, 可反映Hb与氧的亲和力。 正常为26~27 mmHg P50↑表示Hb与O2的亲和力↓ P50↓表示Hb与O2的亲和力↑
第七章
缺氧
缺氧的概念
氧是人体所必需的。
组织氧供减少或不能充分利用氧,导致组织 代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程 称为缺氧。 缺氧是许多疾病引起死亡的最重要原因。
第一节 常用的血氧指标
常用的血氧指标有血氧分压、血氧容量、血氧 含量和血氧饱和度等。
一、血氧分压(PO2)
血氧分压为物理溶解于血液中的氧所产生的张 力,又称血氧张力。 动脉血氧分压(PaO2)正常为100mmHg,其高 低取决于吸入气的氧分压和肺的通气与弥散功能。 静脉血氧分压(PvO2)正常约为40 mmHg,其 变化反映组织、细胞对氧的摄取和利用状态。
⑤动-静脉血氧含量差降低或正常
急性低张性缺氧时,PaO2降低,氧弥散的驱动力减 小,动静脉血氧含量差降低。 慢性缺氧时,由于组织利用氧的能力代偿性增强, 动-静脉血氧含量差的变化可不明显。
二、血液性缺氧
由于血红蛋白含量减少,或血红蛋白性质改变, 使血液携氧能力降低或与血红蛋白结合的氧不易释 出引起的缺氧,称为血液性缺氧。
各型缺氧的原因和血氧变化特点
临床上常为混合性缺氧
失 血 血液性缺氧 循环性缺氧
失 血 性 休 克
循环障碍
肺功能衰竭
内毒素血症
低张性缺氧
组织性缺氧
第三节 缺氧时机体的功能与代谢变化 一、呼吸系统的变化
(一)肺通气量增大
低氧通气反应(HVR):PaO2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。
(一)原因
1.血红蛋白含量减少:各种原因引起的严重贫血 2.一氧化碳中毒
Hb+CO • • • 碳氧Hb亲和力 >> Hb-O2 增加其他血红素对氧的亲和力 抑制红细胞内糖酵解,使其2,3-DPG 生成减少,氧离曲线左移
(一)血液性缺氧的原因
3.血红蛋白性质改变:高铁血红蛋白
氧化剂
HbFe2+
HbFe3+OH
1.细胞利用氧的能力增强 慢性缺氧可使线粒体数目增多,表面积增大, 从而有利于氧的弥散和利用。同时,线粒体呼吸链 中的酶含量增多,活性增强,提高细胞的对氧的利 用能力。 2.糖酵解增强 糖酵解通过底物磷酸化,在不消耗氧的情况下 产生ATP,以补偿能量的不足。
3.载氧蛋白表达增加
肌红蛋白(Mb)广泛存在于细胞,氧亲和力高于血红蛋白 。 脑红蛋白(NGB)存在于脑组织中,脑红蛋白含量高的部位 对缺氧的耐受性好,含量低的部位耐受性差。 胞红蛋白(CGB)普遍存在于多种组织、细胞,能可逆结合 氧,起到转运、储存氧的作用。
皮肤颜色
贫血 —— 苍白 Hb-CO —— 樱桃红 HbFe3+-OH —— 咖啡色
三、循环性缺氧
循环性缺氧是指因组织血流量减少使组织供氧 量减少所引起的缺氧,又称为低血流性缺氧或低动 力性缺氧。 因动脉血灌注不足引起的缺氧称为缺血性缺氧 因静脉回流障碍引起的缺氧称为淤血性缺氧 (一)原因 1.全身性循环障碍:心力衰竭、休克 2.局部性循环障碍:动脉硬化、血栓、血管痉挛等
2.呼吸酶合成减少
某些维生素是呼吸酶成分:维生素B1,维生素B2,维 生素PP的缺乏可影响氧化磷酸化过程。
3.线粒体损伤
损伤
高温 放射线辐射 细菌毒素
正常线粒体
异常线粒体
(二)血氧变化的特点及缺氧的机制
组织性缺氧发生的关键是细胞对氧的利 用障碍。 血氧变化的特点: 此时动脉血氧分压、血氧含量、血氧容量和 血氧饱和度均正常。 由于组织对氧的利用减少,动-静脉血氧含量 差减小。
4.血红蛋白与氧的亲和力异常增高: 库存血 血液pH升高 血红蛋白病
(二)血氧变化的特点及缺氧的机制
血液性缺氧发生的关键是血红蛋白的质或量改变。 血氧变化的特点: ①外呼吸功能正常,氧的摄入和弥散正常 ②动脉血氧饱和度主要取决于PaO2,PaO2正常,故 SaO2也正常 ③贫血患者血红蛋白含量降低,或CO中毒患者血液 中HbCO增多,均使血氧含量降低 ④血红蛋白含量减少或性质改变使血氧容量降低 ⑤贫血病人,氧向组织弥散的驱动力减小,动-静脉 氧含量差减小
高原肺水肿有明显的个体易感性,寒冷、剧烈 运动、上呼吸道感染等容易诱发高原水肿。高原肺 水肿一旦形成,将明显加重机体缺氧。
(三)中枢性呼吸衰竭
PaO2<30mmHg 中枢性呼吸衰竭
出现周期性呼吸甚至停止 周期性呼吸有潮式呼吸和间停呼吸两种形式: 潮式呼吸又称陈-施呼吸,其特点是呼吸逐渐增 强、增快,再逐渐减弱、减慢与呼吸暂停交替出现。 间停呼吸又称比-奥呼吸,其特点是在一次或多次 强呼吸后继以长时间呼吸停止之后再次出现数次强的 呼吸。
氧疗虽然对治疗缺氧十分重要,但如果长时间吸入 氧分压过高的气体则可引起组织、细胞损害,称为 氧中毒。
当供氧过多时,活性氧的产生增多,超过机体的清 除能力,则引起组织、细胞损伤。
课堂练习
1.下列哪种因素引起氧解离曲线右移: E A. RBC内2,3-DPG增多 B. 血H+浓度升高 C. PaCO2升高 D. 血温升高 E. 以上都是
100 氧 80 饱 60 和 40 度 20 %
20
40 60 80 氧分压 (mmHg)
100
缺氧的病因分型
低张性 组织性 血液性 循环性
供氧↓
缺氧
用氧↓
第二节 缺氧的原因、分类和血氧变 化的特点
一、低张性缺氧
以动脉血氧分压ห้องสมุดไป่ตู้低、血氧含量减少为基本特 征的缺氧称为低张性缺氧,又称为乏氧性缺氧。
(一)原因
1.药物对线粒体氧化磷酸酸化的抑制
胍乙腚 巴比妥 鱼藤酮
阻断呼吸链
氰化物
砷化物 一氧化碳 硫化氢 叠氮化合物
↓ NADH → FMN 琥珀酸 → FAD
抗霉素A 苯乙双胍 8-氢-羟基喹啉 萘醌
↓ ↓ CoQ →cyt b → cyt c1 → cyt c → cyt aa3 → O2
(一)组织性缺氧的原因
课堂练习
2.使氧离曲线左移,氧不易释放的因素有: ABCD A 输入大量库存血 B 输入大量碱性液体 C 一氧化碳中毒 D 食用大量含硝酸盐的腌菜
课堂练习
3.某患者血氧检查结果:PaO298mmHg,血氧 容量12ml/dl,动脉血氧含量11.5ml/dl,动-静 脉血氧含量差4ml/dl,该患者患下列哪种疾病 的可能性最大: C A 哮喘 B 肺气肿 C 贫血 D 室间隔缺损 E 一氧化碳中毒
慢性缺氧载氧蛋白含量增多,组织、细胞对氧的摄取和储存 能力增强。
4.低代谢状态
缺氧时,机体通过一系列调整机制,使细胞的耗能过程 减弱,如糖、蛋白质合成减弱等,减少氧的消耗,以维持氧 的供需平衡。
(二)损伤性变化
1.细胞膜损伤
缺氧时细胞内乳酸增多,pH降低,使细胞膜通 透性升高;氧自由基形成增多,加重细胞的损伤。
肺泡气PO2降低可引起该部位肺小动脉收缩,称 为缺氧性肺血管收缩(HPR)。HPR是对缺氧的一种 代偿性反应,但过强的HPR则是高原肺水肿发生的 重要机制。
2.缺氧性肺动脉高压
慢性缺氧不仅使肺小动脉长期处于收缩状态, 还可引起肺血管壁平滑肌细胞核成纤维细胞的肥大 和增生,导致肺血管结构改建。
肺血管结构改建表现为:
2.线粒体损伤
严重缺氧可引起线粒体结构损伤,表现为线粒 体肿胀,脊断裂溶解,外膜破裂和基质外溢等。
3.溶酶体损伤
酸中毒和钙超载可激活磷脂酶,分解膜磷脂, 使溶酶体膜的稳定性降低,通透性增高。
第四节 缺氧治疗的病理生理学基础
一、去除病因 是缺氧治疗的前提和关键 二、氧疗 是治疗缺氧的首要措施 三、防止氧中毒
(二)血氧变化的特点及缺氧的机制
循环性缺氧的关键是组织血流量减少,使组织、 细胞的供氧量减少引起缺氧。 血氧变化的特点: ①外呼吸功能正常,氧摄入和弥散正常,PaO2正常 ②动脉血氧饱和度正常
③血红蛋白的质和量没有改变,血氧容量和血氧含 量正常 ④动静脉血氧含量差增大
四、组织性缺氧
在组织供氧正常的情况下,因组织、细胞利用氧的能力 减弱而引起的缺氧,称为组织性缺氧或氧利用障碍性缺氧。
长期导致右心室肥大,严重时发生心力衰竭
(二)血流分布改变
交感兴奋↑ 缺 氧 代谢产物↑ 钾通道开放 皮肤内脏血管收缩
心、脑血管扩张
膜超级化
代偿意义:保证重要器官的血供。 平原人进入高原后,脑血流量增加过多,引起 颅内压显著增高,成为剧烈头痛等高原反应症状发 生的重要机制。
(三)肺循环的变化
1.缺氧性肺血管收缩
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