第五章 缺氧

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)
血液性缺氧最主要的原因是由于红细胞数量和血红蛋白含量减少


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。 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）。
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。 动脉血氧含量(CaO2)约190ml/L(19ml/dl) 静脉血氧含量(CvO2)约140ml/L(14ml/dl) 氧分压 氧容量

正常值：


影响因素：
1. 肺通气量增加是对急性缺氧最重要的代偿性反应
2. 肺通气量增加的强弱存在个体差异； 3. 血液性缺氧和组织性缺氧因PaO2不低，故呼吸一般
不增强；
4. 循环性缺氧如累及肺循环，如心力衰竭引起肺淤 血、水肿时，可使呼吸加快。
（二）循环系统(Circulatory System)
低张性缺氧引起的代偿性心血管反应，主要表现为：
（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 正常 正常 正常 正常 增高 降低 玫瑰红
各型缺氧的血氧变化和皮肤粘膜改变
第三节 缺氧时机体的机能代谢变化
(Functional and Metabolic Changes of the Body in Hypoxia)
特点： 1. 缺氧对机体的影响取决于缺氧发生的程度、速度、持 续时间和机体的机能代谢状态。 2. 代偿反应：轻、短。 3. 机能代谢障碍：重、长，代偿不全 4. 急性缺氧是由于机体来不及代偿而较易发生代谢的机 能障碍。 各种类型的缺氧，既有相似之处，又各具特点，

碳氧血红蛋白血症（carboxyhemoglobinemia, HbCO）
特点1.CO与氧的亲和力比Hb与氧的亲和力大 210倍.
2.HbCO无携带氧的能力. 3. CO抑制红细胞糖酵解，2，3-DPG减少

血红蛋白与氧的亲和力异常增高
见于碱中毒
（二）血氧变化特点
(characteristics of blood oxygen)
2)冠脉血流量增加
(1) 交感神经兴奋
① 心肌收缩力增强，心室内压升高，主动 脉压增高，冠状血管灌流压增高； ② 以β-肾上腺素能受体占优势的小冠状 动脉扩张；
(2)局部代谢产物的扩张作用：
缺氧 →ATP↓ →腺苷↑ →腺苷脱氨酶活性↓ →腺苷↑
3、肺血管收缩
(Pulmonary vasoconstriction)


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)

全身性循环障碍 局部性循环障碍
（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 正常 正常 正常 正常 降低
• 动脉血氧分压
正常
• 动脉氧饱和度 • 血氧容量
• 动脉血氧含量 • 动-静脉血氧差 贫血性缺氧 • 皮肤粘膜
高铁血红蛋白血症 碳氧血红蛋白血症
正常
降低或正常
降低
降低
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）。 分类：
压力感受器
2、血流分布改变(Blood
redistribution in systemic circulation)
缺氧
交感神 经兴奋 血管收缩 局部组织乳酸、腺苷 等代谢产物堆积
血管扩张
皮肤、腹腔内脏
心、脑
1)脑血管扩张，脑血流量增加
(1)细胞外液pH下降； (2)缺氧时PO2下降刺激颈动脉体和主动 脉体化学感受器反射性引起脑血管 扩张； (3)代谢产物的作用。
缺氧类型 动脉血 氧分压 动脉血 氧饱和度 血氧容量 动脉血 氧含量 动-静脉 血氧差 皮肤粘膜
乏氧性 缺氧 血液性 缺氧 循环性 缺氧
↓
↓
N
↓
↓或N
紫绀 苍白 咖啡色 樱桃红色 苍白 发绀 鲜红色
N N N
Leabharlann Baidu
N N N
↓ N N
↓ N N
↓ ↑ ↓
组织性 缺氧
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。
一、缺氧时机体的代偿性反应 (Compensatory Responses)
糖酵解增强 代谢酶类 血管内皮 毛细血管增生
O2
红细胞 增多 特定的氧 感受细胞 HIF-1
O2
肺血管 肺血管 收缩
O2
颈动脉体
循环代偿
O2
颈动脉体 肺通气
2-3天之后：
（一）呼吸系统
肾脏排 → CSF HCO -↓ → CSF pH↑ 久居高原者较世居平原人颈动脉体大 3 出HCO36.7倍； 慢阻肺比正常人大1倍； PaCO2↓ CO2 对中感器↓慢性低张性缺氧早期，颈动脉体增大， 嗜锇小体的中心缩小，晕轮加宽，有时 肺泡通气量↑ → P O2↑ － 整个嗜锇小体被空泡所取代；
PaO2↓
主动脉体 颈动脉体 局部血流量↓ → 肺动脉压↑ → 通气/血流↑ 肺上部血流↑
肺血管收缩
缺氧引起肺血管收缩的机制
交感神经
α受体
细胞膜对Na+、 Ca2+通透性

氧离曲线
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）
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
血氧容量
(oxygen binding capacity, CO2max) 概念： 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。
静脉血分流入动脉
血红蛋白含量减少 供氧不足 缺氧 血液性缺氧 血红蛋白结构、功能异常 全身循环功能障碍 循环性缺氧 局部循环功能障碍 组织中毒 用氧障碍 组织性缺氧 呼吸酶合成减少 线粒体损伤 线粒体 功能受抑制
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

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。
1
第二节 缺氧的原因和类型 (Classification of Etiology)
肺吸入气中氧分压降低 乏氧性缺氧 通气、换气功能障碍
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，血红蛋白可降低，出现严重缺氧， 但还原血红蛋白不会降至50g/L(5g/dl)以下，不会发 生紫绀。


缺氧不一定有发绀，发绀不一定有缺氧。

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。

二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia）

心输出量增加


血流分布改变
肺血管收缩 毛细血管增生
1、心输出量增加
(Increase of cardiac output)
化学感受器 呼吸运动↑ 肺牵张反射 交感N＋ 迷走N－ 心血管中枢 血管扩张 血压下降 儿 茶 酚 胺 β受 体 心率↑ CO↑ 静脉回流量↑
PaO2↓
蓝斑
心收 缩性↑
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
↓ ↓ → cyt b → cyt c1 → cyt c → cyt aa3→ O2
琥珀酸 → FAD

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。

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。
A
慢性缺氧 使之钝化
肺通气↑
参与呼吸 ↑ → 呼吸面积↑ → 氧弥散↑ 的肺泡数
PaO2↓
主动脉体 颈动脉体
胸廓运动↑ 肺血流量↑ 氧摄取↑ → → 胸内负压↑ 心输出量↑ 氧运输↑ 静脉回流↑
通气/血流↑ 肺上部血流↑
PaO2↑
肺血管收缩
局部血流量↓ → 肺动脉压↑ →
特点(characteristics)：
增高 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 Vit缺乏

NADH
胍乙腚 巴比妥 鱼藤酮 ↓ → FMN CoQ
• 动脉血氧分压 降低
• 动脉血氧饱和度
• 血氧容量
降低
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
• 动脉血氧含量 • 静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量
降低 降低
• 动-静脉血氧差 • 皮肤粘膜
降低或正常 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。
含量减少，组织供氧不足，又称低张性低氧血症
（hypotonic hypoxemia）。
（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)
第五章 缺 氧 Hypoxia
第一节 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）。 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 动-静脉血分流