病理生理学缺氧课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 缺氧,病理生理学教研室,1,3,4,2,5,常用的血氧指标,缺氧的分类、原因和发生机制,缺氧时机体的功能和代谢变化,影响机体对缺氧耐受性的因素,氧疗与氧中毒,本章主要内容,缺氧、发绀、肠源性紫绀的概念；,四种类型缺氧的原因、机制及血氧指标变化。,大 纲 要 求,掌握,熟悉,了解,影响缺氧耐受性的因素及氧疗。,缺氧时机体功能与代谢变化；,喀麦隆尼欧斯湖,Killer Laker,1986,年，温柔的尼欧斯湖露出了其凶悍的面目，在短短几个小时之内吞噬掉了,1800,条生命，以及无数的牲畜。一位目击者回忆说：,“,当时我正往下面走，我要去尼欧斯湖。,可到了那里，才发现根本没有人了,他们全都死了！,”,另一人说：,“,我去了保健中心，可病房里哪还有活人？！,”,还有人说：,“,我只能站在死人堆中，因为房前屋后、里里外外都是死人，还有牛、狗,全是死的！我简直惊呆了，我数了一下，我们家,56,人中就死了,53,个！,”,ATP,来源于氧化反应。,成年人需氧量：,250ml/min,。,机体内储存氧量：,1500ml,。,无氧供应下，,2030,秒出现症状，,数分钟内死亡。,概 述,Internal Respiration,External Respiration,Gas Transport,O,2O,2,O,2,Hb,O,2,O,2,供氧过程,利用氧,缺 氧,hypoxia,缺氧,（,Hypoxia,）,由于机体供氧不足或组织利用氧障碍,引起的机体代谢、功能和形态结构改变的,病理过程称为缺氧。,第一节,常用的血氧指标,动脉血氧分压（,arterial partial pressure of oxygen,，,PaO,2,),血氧容量,(,blood oxygen binding capacity,CO,2,max,),血氧含量,(blood oxygen content,C,O,2,),动静脉血氧含量差（,Ca,O,2,-,Cv,O,2,),血氧饱和度,(blood oxygen saturation,SO,2,),定义,：,溶解于动脉血浆中氧分子所产生的张力,正常值,PaO,2,100 mmHg,PvO,2,40 mmHg,定 义,影 响因 素,意 义,吸入气体的,PO,2,：环境因素,肺呼吸功能：肺通气 异物、炎症、肿瘤,肺换气 呼吸膜损伤,静脉血掺杂程度,Pa,O,2,高低直接影响动脉血氧含量（,O,2,与,Hb,结合）、血氧饱和度、氧弥散速度。,一、动脉血氧分压（,PaO,2,）,定义,：,100ml,血液中的,Hb,所结合的氧量。,正常值,201 ml/L,取决于,Hb,的质与量,定 义,影 响因 素,意 义,血氧容量大小反映血液携氧能力,CO,2,max,=134150,（每克,Hb,结合,1.34mlO,2,）,PO,2,150mmHg,PCO,2,40mmHg,T 38,二、血氧容量（,CO,2max,）,定义,：,100ml,血液中实际含有的氧量。,正常值,CaO,2,190 ml/L;,CvO,2,140 ml/L,取决于,氧分压与氧容量,定 义,影 响因 素,意 义,提示血液实际供氧水平。,三、血氧含量（,CO,2,）,反映组织的耗氧量大小,组织代谢率,;,血氧分压；血流速度,;ODC,正常值,定 义,影 响因 素,意 义,动脉血氧含量与静脉血氧含量的差值,50 ml/L,四、动静脉血氧含量差（,CaO,2,-CvO,2,）,血红蛋白与氧结合的百分数,SaO,2,95%,97%;SvO,2,70%,75%,SO,2,高低主要取决于,PaO,2,高低,血氧含量,血氧容量,100%,计算,:,SO,2,=,正常值,定 义,影 响,因 素,意 义,反映,Hb,与氧的结合程度,五、血氧饱和度（,SO,2,）,意义,:,表示,PaO,2,与,SO,2,的关系,特点：,当,PaO,2,60mmHg,PaCO,2,40mmHg,时,SO,2,90,;,当,PaO,2,8000m),，加之产生的,CO,等可使人极度缺氧，数分钟内死亡。,2.,外呼吸功能障碍：,肺通气障碍、肺换气障碍,呼吸性缺氧,呼吸中枢抑制,脊髓高,位损伤,脊髓前角,细胞受损,运动神经受损,呼吸肌,无力,弹性阻力增加,胸壁损伤,气道狭窄,或阻塞,呼吸膜,损伤,3.,静脉血流入动脉血：,右左分流,先天性心脏病：,房间隔缺损,、,室间隔缺损、,动脉导管未闭、法洛四联症,法 洛 氏 四 联 症,室间隔缺损、肺动脉狭窄、主动脉骑跨、右心室肥厚,PaO,2,CO,2,max,正常,CaO,2,SaO,2,CaO,2,CvO,2,（二）血氧变化特点,毛细血管中脱氧血红蛋白,50g/L,，使皮肤、粘膜呈青紫色,称为,发绀,(cyanosis),26g/L,正常,缺氧,HHb,HbO,2,50g/L,缺氧,=,发绀,（三）皮肤、黏膜颜色,各型缺氧血氧变化的特点,低张性,CO,2max,PaO,2,CaO,2,SaO,2,CO,2,(a-v),病史：,患者，男，,77,岁，咳、痰、喘进行性加重,20,年，,3,天前受凉后症状加重伴发热入院。,体格检查：,T39.2,，,P120,次,/,分，,R28,次,/,分。口唇发绀，桶状胸，听诊双肺呼吸音粗，有大量痰鸣音。,胸透示双肺纹理加重，右下肺呈片絮状阴影。,。,动脉血气分析：,PaO,2,45mmHg,，,CO,2,max20ml/dl,，,CO,2,14ml/dl,A-V,血氧含量差,4ml/dl,。,案例分析,1.,该患者属哪一类缺氧？,低张性缺氧,2.,患者缺氧的机制？,外呼吸通气、换气障碍,答对了吗？,concept,由于血红蛋白的量或性质改变引起的缺氧,特点,CO,2,降低，,PaO,2,不变,二、血液性缺氧,（,hemic hypoxemia,）,1.,贫血,anemia,贫血,Hb,量,携带氧,皮肤粘膜呈苍白色,少发绀,（一）原因与机制,亲和力,Hb-O,2,皮肤粘膜呈樱桃红色,CO,中毒,Hb+O,2,HbO,2,HbO,2,+CO,HbCO+O,2,Hb,结合的氧量,CO,能抑制糖酵解,2,3-DPG,生,成,Hb,氧离曲线左移,组织缺氧,解救,：,氧疗,3.,高铁,Hb,血症,:,HbFe,2+,HbFe,3+,OH,氧化剂,亚硝酸盐,治疗,:,还原剂,可解救,皮肤粘膜呈青石板样颜色,-,肠源性紫绀,原因：苯胺、硝基苯、亚硝酸盐、蚕豆；奎宁、磺胺类、非那西汀等中毒；,6-,磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症,Fe,3+,不能携氧,Fe,2+,-O,2,不能解离,高铁,Hb,血症发病机制,HbFe,3+,OH,PaO,2,CO,2,max,正常,CaO,2,SaO,2,CaO,2,CvO,2,正常,（二）血氧变化特点,动静脉血氧含量差减小的机制,A,V,100,ml/min,19,0ml,140,ml,正常,氧含量,50,ml,组织用氧量,A,V,100,ml/min,190,ml,140,ml,正常,贫血,100,ml,70,ml,30,ml,组织缺氧,A-V,氧含量差,Hb,与,O,2,亲和力增强的血液性缺氧，,O,2,不易释出！,动静脉血氧含量差减小的机制,贫血,CO,中毒,高铁血红蛋白血症,（三）皮肤、黏膜颜色,苍白,樱桃红,青石板,案例分析,一患者，清晨,4,时在蔬菜温室内为火炉填煤时昏倒在温室台阶上，,4,小时后被发现，急诊入院。,T37.5,，,R24,次,/,分，,P110,次,/,分，,BP,：,100/70mmHg,。神志不清，口唇樱桃红色。,PaO,2,95mmHg,，,HbCO30%,。,入院后立即吸氧，不久渐醒,。,问题：该患者是哪种类型的缺氧？,应该怎样治疗？,T,：,36.8,，,P,：,90,次,/,分，,R,：,23,次,/,分，,BP,：,115/80mmHg,，神志清，,口唇、四肢青紫，,呼吸急促。,案例分析,一患者，烧菜时误将一白色粉末当食盐应用，食用后半小时突觉恶心、呕吐，并出现头痛、头晕等症状。,问题：该患者可能是哪种类型的缺氧？,检查结果,：,Hb125g/L,，高铁,Hb,定性实验,(+),。,治疗措施,：首先吸氧，但发绀改善不明显。然后给予洗胃，并输入维生素,C,，亚甲蓝，约,30,分钟后发绀减轻。,2h,后重复使用,1,次，发绀消失，消化道症状明显改善。继续住院观察,2,天，痊愈出院。,案例,该患者为什么用,维生素,C,和亚甲蓝,治疗？,各型缺氧血氧变化的特点,低张性,CO,2max,PaO,2,CaO,2,SaO,2,CO,2,(a-v),血液性,定义：,由于血液循环功能障碍，导致组织供血量减少而引起的缺氧,特点：,血流量减少,三、循环性缺氧,（,circulatory hypoxia,）,1.,缺血性缺氧,:,动脉,静脉,毛细血管内压,动脉压或动脉阻塞 组织灌流不足缺血性缺氧，见于左心衰、休克、,AS,、血管痉挛等。,（一）原因与机制,动脉,静脉,毛细血管内压,2.,淤血性缺氧,:,静脉压,静脉栓塞血液回流受阻淤血性缺氧。如右心衰、静脉血栓,1.P,a,O,2,P,v,O,2,2.CO,2max,3.C,a,O,2,C,v,O,2,4.C,a,O,2,-C,v,O,2,呼吸功能正常,血流减慢，细胞接触O,2,时间 长，吸收,O,2,Hb,正常,类似,PaO,2,血流减慢,组织用,O,2,N,N,N,（二）血氧变化特点,缺血性缺氧无发绀，皮肤、粘膜苍白,淤血性缺氧组织用,O,2,，,HHb,发绀,（三）皮肤、黏膜颜色,各型缺氧血氧变化的特点,低张性,CO,2max,PaO,2,CaO,2,SaO,2,CO,2,(a-v),血液性,循环性,定义：,各种原因引起的组织细胞利用氧障碍而发生的缺氧,特点,:,组织细胞不能利用氧,四、组织性缺氧,（,histogenous hypoxia,）,1.,组织中毒,-,抑制细胞氧化磷酸化：,药物或毒物抑制呼吸酶 递氢或传递电子受阻，呼吸链断裂生物氧化障碍。见于氰化物、硫化物和砷、磷等中毒,（一）原因与机制,呼吸链及氧化磷酸化抑制剂的作用环节,2.,线粒体损伤：,细菌毒素、重症感染、严重缺氧、钙超载、放射性损伤、过热、高压氧损伤线粒体细胞利用氧能力,3.,维生素缺乏：,抑制生物氧化和呼吸酶合成障碍,VB,1,丙酮酸脱氢酶,VB,2,黄素酶,VPP,辅酶,I,和,II,1.,PaO,2,2.CO,2,max,正常,3.CaO,2,4.SaO,2,5.,CaO,2,CvO,2,正常,正常,正常,（二）血氧变化特点,玫瑰红,HbO,2,（三）皮肤、黏膜颜色,缺氧的病因分类,缺血性缺氧,淤血性缺氧,类型,PaO,2,CO,2max,CaO,2,SaO,2,CO,2,(a-v),皮肤黏膜颜色,低张性,血液性,循环性,组织性,各型缺氧的特点,发绀,苍白,樱桃红,青石板,发绀,玫瑰红,苍白,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,第三节,缺氧时机体的功能和代谢变化,特点：,轻度缺氧：,P,a,O,2,60 mmHg,代偿性反应,重度缺氧：,P,a,O,2,40 mmHg,功能代谢障碍,、,损伤性变化,【,后期,】,肾脏调节 呼吸性碱中毒被纠正,缺氧化学感受器（,+,）肺通气量,5,7,倍,【,长期居住,】,呼吸运动 肺通气量增加,15,%,【,早期,】,高原地区 呼吸加深加快 肺通气量增加,65%,一、呼吸系统的变化,缺氧通气量改变,机制,肺通气量,排出,C,O,2,呼碱,肺通气量,65%,抑制呼吸中枢,慢性缺氧,外周化学感受,器敏感性下降,肾脏调节,肺通气量,5-7,倍,肺通气量,15%,代偿反应,急性低张性缺氧,PaO,2,外周化学感受器,呼吸中枢,通气增强,PaO,2,胸内负压,回心血量,氧供,(,二）损伤性变化,1.,急性肺水肿（高原性肺水肿）,呼吸系统变化,PaO,2,肺小动脉不均收缩,毛细血管流体静压,血管活性物质,微血管壁通透性,肺水肿,机体进入,4000m,高原后,1-4,日内，出现头痛、咳嗽、发绀、呼吸困难、血性泡沫痰、甚至神志不清以及肺部听诊有湿性锣音的临床综合征。,叹息样呼吸（,sighing respiration,）,在浅快节律中插入一次深大呼吸，伴有叹息声,2.,中枢性呼吸衰竭,PaO,2,30mmHg,抑制呼吸中枢中枢性呼吸衰竭,代偿性反应,（,1,）心率加快：,P,a,O,2,刺激肺牵张感受器反射性兴奋交感神经心率,（,2,）心肌收缩力：,P,a,O,2,兴奋交感神经,CA,心肌收缩力,（,3,）回心血量：胸廓运动回心血量,(,一,),心脏功能变化,二、循环系统变化,（二）器官血流量的变化,1.,血流重新分布,特点：,心、脑血供,皮肤、内脏、骨骼肌、肾血供,机制,:,（,1,）缺氧心脑内乳酸、腺苷、钙内流血管,扩张,脑内,受体密度低，而冠脉,受体密度高,（,2,）皮肤、内脏、骨骼肌、肾血管,受体密度高血管,收缩,？,为什么登山运动员的四肢、鼻子及耳朵等部位最容易冻伤？,2.,肺血管收缩的代偿作用,调整肺内血流与通气量的比例，以获得较高的,PaO,2,O,2,O,2,PO,2,PaO,2,O,2,PO,2,PaO,2,PaO,2,PO,2,PaO,2,V/Q,0.8,V /Q,0.8,V /Q,0.8,O,2,（,1,）交感神经兴奋,:,PaO,2,交感神经兴奋肺血管,受体密度高血管收缩,（,2,）缩血管物质：,PaO,2,AII,内皮素肺血管收缩,（,3,）电压依赖性钾通道介导的细胞内,Ca2+,：,PaO,2,钾通道开放，钙通道开放钙内流血管收缩,肺血管收缩的机制,缺氧的直接作用，体液因素，交感神经,3.,组织毛细血管密度,长期慢性,P,a,O,2,缺氧诱导因子,1,VEGF,毛细血管增生转运更多的,O,2,组织细胞,（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,),（,2,）心肌收缩性降低,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,（,3,）心律失常,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,（,4,）静脉回流下降（,Decreased venous return,）,缺氧、酸中毒 静脉血管扩张 血液淤滞,V,回流、,CO,呼吸中枢（,-,）呼吸运动 胸内负压,（,5,）高血压,反复缺氧、酸中毒 儿茶酚胺 血管平滑肌重构、增厚,Bp,(,一,),RBC,和,Hb,慢性缺氧,EPO,骨髓,RBC,EPO,能促进肌肉中氧气生成，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，增加心脏负担，导致血栓，甚至死亡。,三、血液系统的变化,（二）氧离曲线右移,PaO,2,2,3-DPG,氧离曲线右移,机制,:,（,1,）,生成增加：,PaO,2,HbO,2,，脱氧,Hb,结合,2,3-DPG,RBC,内游离,2,3-DPG,促进糖酵解,2,3-DPG,（,2,）,分解减少：,PH 2,3-DPG,磷酸酶,2,3-DPG,分解,1,1,2,2,HbO,2,1,1,2,2,HHb,2,3-DPG,不能结合,2,3-DPG,结合部位,2,3-DPG,结合于,HHb,中央空穴,四、中枢神经系统的变化,特点,：,大脑对缺氧极为敏感，脑内几乎不能进行无氧酵解,症状,：,缺氧早期：,兴奋,症状,缺氧晚期：,抑制,症状,SaO,2,85,:,精神难以集中，精细动作的肌群收缩失调,SaO,2,74,PvO228mmHg,:,判断力障碍、易激动、痛觉迟钝、肌无力等,S,a,O,2,74,P,v,O,2,19mmHg,:,意识丧失,P,a,O,2,20mmHg,:,几分钟内脑细胞不可逆损害,P,v,O,2,12mmHg,:,延髓抑制,呼吸停止,缺氧时脑水肿发生机制,缺氧扩张脑血管脑血流量,缺氧酸中毒毛细血管通透性,缺氧钠钾泵障碍,脑细胞水肿,脑水肿脑缺血脑缺氧,脑间质水肿,五、组织细胞的变化,(,一,),代偿性反应,1.,细胞利用氧的能力增强,:,慢性缺氧线粒体数目,、,膜表面积、氧化酶细胞用氧能力,2.,糖酵解,:,缺氧,ATPATP/ADP,激活磷酸果糖激酶糖酵解,ATP,3.,肌红蛋白增加,:,缺氧肌红蛋白释,O,2,4.,低代谢状态,:,减少能量的消耗,(,二,),损伤性变化,1,、细胞膜的损伤,ATP,钠钾泵,Na,+,内流,细胞水肿,K,+,外流,代谢障碍,钙泵,Ca,+,内流,组织损伤,2.,线粒体的损伤,:,缺氧,ATP,线粒体功能损伤,ATP,生成进一步膜通透性线粒体破裂,3.,溶酶体的损伤,:,缺氧,ATP,糖酵解乳酸,钙超载溶酶体膜通透性释放蛋白水解酶组织自溶、,线粒体崩解、溶酶体破裂、细胞死亡,第四节,影响机体对缺氧耐受性的因素,一、年龄,年龄越小对缺氧的耐受性越大,二、机体的代谢和功能状态,代谢率越高，耗氧量越大，对缺氧的,耐受性就越低,三、适应性锻炼,适当的锻炼可提高机体对缺氧的耐受,第五节,缺氧治疗的病理生理基础,1.,消除原因,2.,氧疗,(1),低流量吸氧对低张性缺氧效果最好；右向左分流：,作用不明显,(2),高原性肺水肿：纯氧,(3)CO,中毒,:,纯氧或进高压氧舱；高铁,Hb,吸氧有效,(4),循环性缺氧吸氧可改善肺动脉高压减轻肺水肿,(5),低氧伴高碳酸的呼衰低流量吸氧,(6),组织性缺氧不起作用,3.,氧中毒,长期吸入高浓度氧会引起氧对组织细胞的毒性,作用和器官功能损害，称为氧中毒。,PaO2,0.5,大气压,ROS,眼型,早产、低体重、长时间吸氧的新生儿，高度近视,肺型,咳、呼吸困难、肺活量、,PaO,2,脑型,视、听障碍、恶心、抽搐、昏迷,