优选病理生理学缺氧演示.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,（优选）病理生理学 缺氧,第1页，共70页。,本 章 主 要 内 容,缺氧的原因，分类和血氧变化特点,2,缺氧时机体的功能和代谢变化,3,缺氧治疗的病理生理基础,4,常 用 的 血 氧 指 标,1,第2页，共70页。,氧气的获得和运用,氧气的获得和运用,外呼吸,内呼吸,气体在血液中的运送,HbO2,HbO2,HbO2,第3页，共70页。,【,缺氧,】,当组织供氧不足或用氧障碍，从而引起细胞代谢、功能,以致形态结构发生异常变化的病理过程,。,概念,（,Concept,）,Hypoxia,【低氧血症】,指动脉血氧含量明显减少引起对组织供氧局限性。,Oxygen content of the arterial blood is lower than normal,that is called hypoxemia.,第4页，共70页。,第一节 常用的血氧指标,基 本 血 氧 指 标,血氧分压,血氧饱和度,血氧容量,血氧含量,概念 正常值 影响原因,第5页，共70页。,氧分压,(,P,O,2,),【,定义,】,为溶解在血液中的氧产生的张力,。,Hypoxia,【意义】,PaO2高下直接影响动脉血氧含量（O2与Hb结合）、血氧饱和度、,氧弥散速度。,【,正常值,】,Pa,O,2,:(80-110mmHg)；,Pv,O,2,:5.32kPa(40mmHg)。,【影响原因】,吸入空气的pO2、肺的呼吸功能、静脉血掺杂程度。,第6页，共70页。,正常氧分压“梯度”示意图,第7页，共70页。,氧容量,（,CO,2,max,）,【,定义,】,指,P,O,2,为19.95kPa(150mmHg)、,P,CO,2,为40mmHg和38条件下，,100ml血液中Hb所能结合的最大氧量。,【意义】,血氧容量大小反应血液携氧能力(Oxygen-carrying capacity)。,【,正常值,】,CO,2,max,:,8.92mmol/L(1.34ml/g15gHb/dl,=20ml/dl)。,【影响原因】,Hb的质（Hb结合氧的能力）和量,Hypoxia,第8页，共70页。,氧含量(CO2),【定义】,指100ml血液实际具有的O2量称为氧含量。包括结合氧和游离氧。,【意义】,提醒血液实际供氧水平。,【,正常值,】,CaO,2,约8.47mmol/L(19.3ml/dl)；CvO,2,为5.35mmol/L(14ml/dl)。,【影响原因】,PaO2&Hb的量与质。,Hypoxia,第9页，共70页。,【,正常值,】,SaO,2,：,93%98%；,SvO,2,：,70%75%。,【意义】,反应Hb与氧的结合程度。,【影响原因】,PaO2；血液的PH,T,PaCO2,2,3-DPG,Factors affecting oxygen dissociation curve,氧饱和度（,SO,2,）,【,定义,】,Hb与氧的结合的百分数。（1g Hb实际结合的氧量与最大结合氧能,力之间的百分数比值。）,SO,2,%=CO,2,血浆中物理溶解,O,2,/CO,2,max,Hypoxia,第10页，共70页。,即当Hb某亚基与O2结合或解离后Hb变构其他亚基的亲O2力orHb4个亚基的协同效应便展现S形的氧离曲线特性。,机制：与Hb 的变构有关：,氧合Hb 为疏松型（R型）,去氧Hb 为紧密型（T型）,R型的亲O,2,力为T型的数百倍,PH7.2,PH7.4,PH7.5,第11页，共70页。,1.上段:坡度较平坦。,表明此时PO,2,变化大时，,血氧饱和度变化小。,意义:保证低氧分压时的高载氧能力。,第12页，共70页。,2.中段:坡度较陡。,PO2减少能增进大量氧离,意义:维持正常时组织,氧供。,3.下段:坡度更陡。,PO,2,稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。,意义:维持活动时组织氧供。,第13页，共70页。,衍生血氧指标,P50：为反应Hb与O2的亲和力的指标，是指使氧饱和度到达50时的血氧分压。正常成人P50约为3.59kPa（27mmHg)。,动静脉血氧差：即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升，阐明组织对氧消耗量。,第14页，共70页。,P50,【定义】,指使氧饱和度到达50时的血氧分压。,【,意义,】,The,P,50,indicates affinity,of hemoglobin for oxygen.,【,正常值,】,3.473.6 kPa,(2627mmHg),。,【影响原因】,H+、CO2、温度、2、3-DPG,Hypoxia,第15页，共70页。,19ml/dl,14ml/dl,5ml/dl,O,2,A,V,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,动,-,静脉氧差（,A-VdO,2,）,【,定义,】,指动脉血氧含量减去静脉血氧含量的差值。,【意义】,反应组织从血液摄取的氧量的多少和组织对氧运用的能力。,【正常值】,A-VdO2一般为2.233.57mmol/L(5ml/dl8ml/dl)。,Hypoxia,影响原因：组织代谢率，PaO2，血液速度，Hb与O2的亲和力,第16页，共70页。,第二节 缺氧的类型、原因和发病机制,肺部摄氧 血液携氧 循环运氧 组织用氧,等张性缺氧,Text,低动力性缺氧,低张性缺氧,乏氧性缺氧,血液性缺氧,循环性缺氧,用障碍性缺氧,组织性缺氧,第17页，共70页。,乏氧性,血液性,循环性,组织性,供氧,用氧,缺氧,第18页，共70页。,一、乏氧性缺氧（Hypoxic hypoxia）,乏氧性缺氧是指由于动脉氧分压减少，或静脉血分流入动脉，动脉血氧含量减少，导致组织供氧局限性的缺氧。,吸入气氧分压过低（大气性缺氧）,外呼吸功能障碍（呼吸性缺氧）,静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）,原 因,第19页，共70页。,第20页，共70页。,法 洛 氏 四 联 症,第21页，共70页。,第22页，共70页。,低张性缺氧的特点,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,脉氧差,乏氧性,缺氧,N,N 或,第23页，共70页。,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,第24页，共70页。,HHb,HbO,2,2.6g/dl,5g/dl,毛细血管血液中脱氧血红蛋白5g/dl，使皮肤、粘膜呈青紫色。,发 绀(cyanosis),Hb正常的人：缺氧与发绀是一致的。,Hb不正常的人：缺氧与发绀是不一致的。,如：红细胞增多症患者：5g/dl 发绀（不缺氧）,贫血患者 5g/dl 不发绀（缺氧）,第25页，共70页。,二、血液性缺氧（Hemic Hypoxia）,血红蛋白含量减少或性质发生变化,血液携带的氧减少，,血氧含量减少，,血红蛋白结合的氧不易释出,缺 氧,第26页，共70页。,原 因,贫血（anemia）多种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然PaO2和氧饱和度 正常，但氧容量减少，氧含量随之减少。,CO中毒,高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia）,血红蛋白与氧的亲和力异常增高：如输入大量库存血，或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。,第27页，共70页。,碳氧血红蛋白血症,Hb,CO,O,2,O,2,O,2,CO与Hb的亲和力是O2的210倍，形成HbCO,CO与Hb一种血红素结合后，将增长其他3个血红素对氧的亲和力,CO克制糖酵解，2,3-DPG生成减少，氧离曲线左移,第28页，共70页。,原 因,贫血（anemia）多种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然PaO2和氧饱和度 正常，但氧容量减少，氧含量随之减少。,CO中毒,高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia）,血红蛋白与氧的亲和力异常增高：如输入大量库存血，或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。,第29页，共70页。,Fe,3+,与羟基牢固结合，失去携氧能力,剩余的Fe,2+,与O,2,亲和力增强，氧离曲线左移,高铁血红蛋白血症,第30页，共70页。,贫血（anemia）多种原因引起的贫血，单位容积血液内 红细胞数和血红蛋白量减少，虽然PaO2和氧饱和度 正常，但氧容量减少，氧含量随之减少。,CO中毒,高铁血红蛋白血症（methemoglobinemia）,血红蛋白与氧的亲和力异常增高：如输入大量库存血，或输入大 量碱性液体；某些血红蛋白病。,原 因,第31页，共70页。,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,脉氧差,血液性缺氧,N,N,N,N,血液性缺氧的特点,*,皮肤、粘膜颜色：,乏氧性缺氧,紫绀,高铁血红蛋白血症,咖啡色,碳氧血红蛋白血症,樱桃红色,严重贫血病人？,红细胞增多症？,第32页，共70页。,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,第33页，共70页。,三、循环性缺氧（Circulatory Hypoxia）,血液循环障碍,供应组织的血液减少,缺 氧,动脉狭窄或阻塞,致动脉血灌流不足,静脉血回流受阻血流缓慢，微循环淤血，导致动脉血灌流减少,循环性缺氧,缺血性,缺氧,淤血性,缺氧,第34页，共70页。,缺血:,局部性的,（如静脉栓塞或静脉炎）；,全身性的,（如右心衰竭）。,动脉,静脉,毛细血管内压,动脉,静脉,毛细血管内压,机制:血流进入组织血量组织供氧,局部性的,（如血管狭窄或阻塞）；,全身性的,（如心力衰竭、休克）。,淤血:,第35页，共70页。,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,脉氧差,循环性,缺氧,N,N,N,N,循环性缺氧的特点,第36页，共70页。,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,第37页，共70页。,四、组织性缺氧(Histogenous hypoxia),组织细胞运用氧障碍所引起的缺氧,组织性缺氧,克制细胞氧化磷酸化,线粒体损伤,维生素缺乏,第38页，共70页。,原 因,氧化性细胞色素氧化酶Fe,3+CN（,氰化高铁细胞,色素氧化酶,cyta,a,3,各种氰化物,消化道,呼吸道,皮肤,进入体内,还原性细胞色素氧化酶Fe,2+CN,氧化性细胞色素氧化酶Fe,3+,cyta,a,3,（FeCN,a,3,）0.06gHCN可使人死亡,氧化磷酸化的关键:细胞色素分子中的铁通过可逆性氧化还原反应进行电子传递,1.线粒体损伤,第39页，共70页。,线粒体底物水平磷酸化ATP的生成,氰化物,一氧化碳,硫化氢,叠氮化合物,抗霉素A,苯乙双胍,8-氢-羟基喹啉,萘醌,胍乙腚,巴比妥,鱼藤酮,第40页，共70页。,3.,线粒体损伤：辐射、细菌毒素,2.呼吸酶合成：VitB1，B2，PP缺乏,第41页，共70页。,组织性缺氧的特点,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,脉氧差,组织性,缺氧,N,N,N,N,由于氧合Hb含量高，皮肤粘膜呈,鲜红或玫瑰红,第42页，共70页。,正常,血液性缺氧,组织性缺氧,循环性缺氧,低张性缺氧,第43页，共70页。,内毒素血症,肺淤血、水肿,循环障碍,失血 Hb,组织性缺氧,低张性缺氧,循环性缺氧,血液性缺氧,临床上常为混合性缺氧,失血性休克,第44页，共70页。,第三节 缺氧对机体的影响,一、呼吸系统的变化,(一)代偿性反应,肺通气量增长是对急性低张性缺氧的最重要代偿反应,第45页，共70页。,积极脉体,颈动脉体,肺通气,肺泡通气量,PaO,2,P,A,O,2,PaCO,2,CO,2,对中感器,肺血流量,心输出量,胸廓运动,胸内负压,静脉回流,氧摄取,氧运送,参与呼吸,的肺泡数,呼吸面积,氧弥散,肺血管收缩,局部血流量,肺动脉压,肺上部血流,通气/血流,PaO,2,一、代偿性反应,第46页，共70页。,（二）损伤性变化,高原肺水肿（high altitude pulmonary edema,HAPE）,进入4000m高原后14d内出现,发病率：5.717.7,临床体现：胸闷，咳嗽，发绀，呼吸困难，血性泡沫痰,体征：肺部湿罗音,发病机制,肺水肿（,Lung edema,）（高原肺水肿）,呼吸运动 回心血量、肺血流量 肺,cap流体静压,肺血管收缩的不均一性 部分,肺动脉高压,肺,肺,cap,壁通透性增加（血管活性因子、炎症因子作用）肺水肿,第47页，共70页。,中枢性呼吸衰竭,克制呼吸中枢,PaO230mmHg,潮式呼吸,间停呼吸,第48页，共70页。,二、循环系统变化,（一）代偿性反应,1、心输出量增长,心率增长 肺牵张反射器兴奋引起,心肌收缩力增长,回心血量增长,第49页，共70页。,心输出量增加,刺激颈A体主A体感受器,呼吸,深快,刺激肺牵张感受器,胸内负压,反射性兴奋交感神经,心率,V收缩,静脉回流,交感神 经兴奋,作用心脏,-受体,心输出量,心肌收缩性,PaO2,第50页，共70页。,心、脑供血增多,皮肤、内脏、骨骼肌和肾血流减少,器官血流量取决于,血液灌注的压力（即动、静脉压差）,器官血流的阻力,开放的血管数量,内径大小,2、血流重新分布,缺氧时,交感神经兴奋,血管收缩,血管扩张,局部组织代谢产物,？,请大家从这个角度上来分析一下为什么登山运动员的四肢、鼻子及耳朵等部位最容易冻伤？,（一）代偿性反应,第51页，共70页。,3、缺氧性肺血管收缩,（hypoxia pulmonary vasoconstriction,HPV）,（一）代偿性反应,是维持通气和血流比相适应的代偿性保护机制,代偿意义,第52页，共70页。,缺氧引起肺血管收缩的机制,肥大细胞,肺泡巨噬细胞,血管内皮细胞,交感神经,受体,缩血管,ET,、,Ang,、,TXA2,NO、PGI2,扩血管,细胞膜对Na,+,、Ca,2+,通透性,Na,+,、Ca,2+,内流,兴奋性,收缩性,第53页，共70页。,4、组织毛细血管密度增长,HIF-1增多诱导VEGF等基因高体现,缩短血氧弥散至细胞的距离，增长对细胞的供氧量,（一）代偿性反应,第54页，共70页。,（二）损伤性变化,循环系统损伤（高原性心脏病、肺心病）,缺氧 肺血管收缩 循环阻力 肺,A,高压,RBC,血液粘滞 右心后负荷,慢性缺氧 肺血管平滑肌肥大、血管硬化 心衰,（1）肺动脉高压,（,Pulmonary arterial hypertension,),第55页，共70页。,（二）损伤性变化,（2）心肌收缩性降低,（,Decrease of myocardial contractility,）,缺氧、酸中毒 心肌结构损伤 心肌收缩性 心衰,ATP,心肌兴奋-收缩偶联障碍,第56页，共70页。,（3）心,律,失常,（,Arrhythmia,）,Pa,O,2,颈,A,体化学感受器受刺激 迷走,N,（+）,心肌细胞通透性 心肌内,K,+,、,Na,+,窦性心动过缓,静息电位 完全性传导阻滞,心肌间形成电位差 期前收缩、室颤,心,律,失常,（二）损伤性变化,第57页，共70页。,1、红细胞和血红蛋白增多,促红细胞生成素（EPO）增长,提高血氧含量和血氧容量，提高血液携氧能力，增长组织供氧,EPO能增进肌肉中氧气生成，增强运动员的耐力。EPO对人体危害极大，长期服用可使人血液黏稠，增长心脏承担，导致血栓，甚至死亡。,（一）代偿性反应,三、血液系统的变化,第58页，共70页。,2、血红蛋白释放氧能力增强,2,3 DPG含量升高,氧离曲线右移，有助于氧的释放,（一）代偿性反应,第59页，共70页。,PaO,2,脱氧Hb,结合2.3DPG,RBC游离2.3DPG,2.3-DPG对,磷酸果糖激酶,二磷酸甘油酸,变位酶的抑制减弱,肺通气,呼碱及脱氧Hb稍偏碱,PH,磷酸果糖激酶激活,2.3DPG生成,2.3-DPG,*,2.3-DPGHb氧离曲线右移机制:,2.3DPG与脱氧Hb结合稳定了脱氧Hb的空间构型,使Hb不易与氧结合,2.3DPGRBC内PH通过Bohr效应Hb与氧亲和力,第60页，共70页。,（二）、损伤性变化,血液粘滞度增高外周阻力增大心脏后负荷增高,第61页，共70页。,四、中枢神经系统变化,轻度缺氧或缺氧初期：血液重新分布保证脑组织血供；,严重缺氧或长时间缺氧：神经系统障碍，,脑水肿和脑细胞受损。,机制：与脑水肿有关：,1、缺氧扩张脑血管,2、缺氧致酸中毒增长毛细血管的通透性,3、缺氧致ATP生成减少细胞膜钠泵功能障碍，细胞内钠水潴留,急性：头痛、情绪激动、记忆力等减少，严重可出现惊厥和昏迷,慢性：注意力不集中、易疲劳、嗜睡及精神抑郁,第62页，共70页。,一、代偿性反应,细胞运用氧的能力增强,糖酵解增强,肌红蛋白增长,低代谢状态,缺氧时细胞内线粒体的数目和膜表面积增长。,呼吸链中的酶体现量增长，活性增强。,缺氧时，ATP生成减少，ATP/ADP比值减少，可激活磷酸果糖激酶，酵解增强,肌红蛋白和氧的亲和力较大,肌红蛋白的增长也许具有储存氧的作用。,五、组织细胞的变化,第63页，共70页。,（二）、损伤性变化,细胞膜、线粒体和溶酶体的损伤,第64页，共70页。,膜通透性,Na,+,i,Ca,2,+,进入线粒体形成不溶性钙,ATP生成,细胞水肿,Na,+,内流,严重缺氧,K,+,外流,K,+,i,酶合成,钙离子内流,激活磷脂酶增进膜磷脂降解,Ca,2,+,i,Ca 2+i可增进自由基生成,细胞膜的变化,第65页，共70页。,轻度缺氧或缺氧初期线粒体呼吸功能增强,严重缺氧首先影响线粒体外氧的运用，使神经介质的生成和生物转化过程等减少,严重时线粒体可出现肿胀、嵴崩解、外膜破裂和基质外溢等病变。,线粒体的变化,第66页，共70页。,酮体增多，导致酸中毒。,pH 钙超载可引起磷脂酶活性增高,溶酶体肿胀、破裂，和大量溶酶体酶的释出，进而导致细胞自身及其周围组织的溶解、坏死。,溶酶体的变化,第67页，共70页。,第四节 影响机体对缺氧耐受性的原因,1.机体的功能和代谢状态,精神紧张、交感兴奋、发热、甲亢等,中枢克制、低温环境等,2.个体或群体差异,年龄、居住地等,3.适应性锻炼,心肺功能、氧化酶活性、Hb、Mb,4.缺氧预处理,第68页，共70页。,第五节 缺氧治疗的病理生理基础,吸氧,对低张性缺氧最有效,提高血液性缺氧和循环性缺氧患者血液物理溶解的氧,组织性缺氧治疗关键是解除呼吸链酶的克制,二、氧疗,1.吸氧浓度：物理溶解的氧可升至2ml/dl,2.吸氧浓度+,氧分压,（高压氧疗）,3个大气压物理溶解的氧可升至6ml/dl,一、消除缺氧原因,第69页，共70页。,3.氧中毒:吸入氧分压过高气体(超过0.5个大气压的纯氧),而引起细胞损害、器官功能障碍。,氧中毒的发生取决于氧分压，而不是氧浓度。,辨别：肺性脑病和脑型氧中毒,第70页，共70页。,