第六章 缺氧第六章 缺氧（（ HypoxiaHypoxia))

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本 章 主 要 内 容本 章 主 要 内 容

缺氧的类型与特点2

缺氧时机体的功能和代谢变化3

机体对缺氧耐受性的因素及氧疗和氧中毒4

常 用 的 血 氧 指 标及其意义1

3

Does anyone can live without oxygen?

Does any microgram can live without oxygen?

Why some people need oxygen treatment?

How oxygen is important for our human beings?

4

正常成人每分钟耗氧量 : 250ml

人体内储存的氧量 1.5L

1.5L/250ml=6min

5

缺氧缺氧（（ hypoxiahypoxia ））

6

概念 组织供氧不足或利用氧的能力障碍，引起机体代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。

（ 1 ）缺氧原因有组织供氧不足和用氧障碍两方面；（ 2 ）缺氧的后果为组织代谢功能及形态结构发生异常变化；（ 3 ）缺氧属于病理过程，不是一种独立的疾病；

常用的血氧指标及其意义常用的血氧指标及其意义

基 本 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 影响因素概念 正常值 影响因素

7

一、氧分压(Partial Pressure of Oxygen, PO2)

影响因素： 吸入气氧分压 肺的功能

定义：溶解于血液中的氧所产生的张力。 动脉血氧分压： PaO2 100mmHg

静脉血氧分压： PVO2 40mmHg

8

9

二、氧容量(Oxygen Capacity,CO2max)

定义： 100 ml 血液中的 Hb 能结合氧的最大量。

1.34ml/gx15g/dl=20ml/dl

体外标准条件（ PO2 为 150 mmHg 、二氧化碳分压为 40 mmHg ，温度为 380C ）下测定

影响因素： Hb 的质（与氧的结合能力）

Hb 的量

定义： 100ml 血液中 Hb 实际结合氧的量。 （溶解氧（ 0.3ml/dl)+ 结合氧） 动脉血氧含量（ CaO2) : 19ml/dl

静脉血氧含量（ CvO2 ） : 14ml/dl影响因素：

三、氧含量(Oxygen Content,CO2)

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Hb 的质（与氧的结合能力）

Hb 的量

影响因素： PO2

定义：指 Hb 的氧饱和程度（结合氧 的百分数）

四、氧饱和度(Oxygen Saturation, SO2)

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氧含量 - 溶解的氧量氧容量 100%=

动脉血氧饱和度 SaO2: 95%

动脉血氧饱和度 SvO2: 70%

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氧合血红蛋白解离曲线及其影响因素氧合血红蛋白解离曲线及其影响因素

P50: Hb氧饱和度为 50% 时的氧分压，代表 Hb与氧的亲

和力。

正常：26-

27mmHg

P50

( 五）动静脉血氧含量差（ A-VdO2 ）

19ml/dl 14ml/dl

5ml/dl

O2O2 O2O2 O2O2 O2O2 O2O2A V

定义：动脉血氧含量（ CaO2) - 静脉血氧(CvO2) 含量，反映组织对氧的摄取和利用能力 .

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100ml 血液流经组织时约有 5ml 左右的氧被利用

O2

O2 O2

HbO2 O2

供氧过程 利用氧

1

2

3

4

低张性缺氧

血液性缺氧

循环性缺氧

组织性缺氧

缺氧的类型缺氧的类型

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缺氧的类型与特点缺氧的类型与特点低张性缺氧（ hypotonic hypoxia ）

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由于氧分压（ PaO2 ）降低所致的组织供氧不足

原因：外呼吸功能障碍（呼吸性缺氧）吸入气体氧分压过低（大气性缺氧）静脉血分流入动脉（静脉血掺杂）

机制： 氧的弥散速度下降，弥散量少

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海拔高度 大气压(mmHg)

PiO2

(mmHg)pAO2

(mmHg)SO2

(%)

0 760 159 105 95

1000 680 140 90 94

2000 600 125 70 92

3000 530 110 62 90

4000 460 98 50 85

5000 405 85 45 75

6000 366 74 40 70

7000 310 65 35 60

8000 270 56 30 50

不同海拔高度的大气压、吸入气 PO2 、肺泡气 PO2 和血氧饱和度

PiO2: PO2 of inspired air

PAO2: PO2 of alveolar air

低张性缺氧的特点

缺氧类型缺氧类型 动脉血动脉血氧分压氧分压(PaO(PaO22))

动脉血动脉血氧饱和度氧饱和度(SaO(SaO22))

血氧血氧容量容量

(CO(CO22max)max)

动脉血动脉血氧含量氧含量(CaO(CaO22))

动－静动－静脉氧差脉氧差

(A-VdO(A-VdO22))

乏氧性乏氧性缺氧缺氧 ↓↓ ↓↓ NN ↓↓ ↓↓ 或或 NN

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≤26g/L HHb

HbO2

≥50g/L

紫绀（ cyanosis): 毛细血管中脱氧血红蛋白≥ 50g/L ，使皮肤、粘膜呈 青紫色。

发 绀 (cyanosis)

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血液性缺氧（ hemic hypoxia ）

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氧的释放量减少

HbFe2 ＋

— HbFe3 ＋

OH

Hb ＋ CO—HbCO

由于血红蛋白数量减少或性质改变，使血氧含量降低或血红蛋白释放氧不足，引起的供氧障碍

原因

贫血 携带氧的数量减少

一氧化碳中毒

HbCO 无携氧能力氧与 Hb 结合数量减少

Hb 释放氧减少

高铁血红蛋白血症 丧失携带氧的能力

HbFe2 ＋

O2 的亲和力增高Hb 与氧的亲和力增加

碳氧血红蛋白血症

HbHb

CO

O2 O2

O2

CO 与 Hb 的亲和力是 O2 的 210 倍，形成 HbCO CO 与 Hb 一个血红素结合后，将增加其余 3 个血红素对 氧的亲和力 CO 抑制糖酵解， 2,3-DPG 生成减少，氧离曲线左移

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◆ Fe3+ 与羟基牢固结合，失去携氧能力

◆剩余的 Fe2+ 与 O2亲和力增强，氧离曲

线左移

高铁血红蛋白血症

缺氧类型缺氧类型 动脉血动脉血氧分压氧分压(PaO(PaO22))

动脉血动脉血氧饱和度氧饱和度(SaO(SaO22))

血氧血氧容量容量

(CO(CO22max)max)

动脉血动脉血氧含量氧含量(CaO(CaO22))

动－静动－静脉氧差脉氧差

(A-VdO(A-VdO22))

血液性缺氧血液性缺氧 N N ↓orN ↓orN ↓

血液性缺氧的特点

严重贫血病人？

红细胞增多症？

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肠源性紫绀： 因进食导致大量血红蛋白氧化而引起的高铁血红蛋白血症。

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** 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

循环性缺氧（循环性缺氧（ circulatory hypoxiacirculatory hypoxia ））

由于组织器官血流量减少或血流速度减慢而引起的供氧不足

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原因：全身性血流量减少

局部性血液循环障碍

机制： 单位时间内从毛细血管流过的血量少，弥散到组织细胞内的氧减少

缺氧类型缺氧类型 动脉血动脉血氧分压氧分压(PaO(PaO22))

动脉血动脉血氧饱和度氧饱和度(SaO(SaO22))

血氧血氧容量容量

(CO(CO22max)max)

动脉血动脉血氧含量氧含量(CaO(CaO22))

动－静动－静脉氧差脉氧差(A-(A-

VdOVdO22))

循环性循环性 缺氧缺氧 NN NN NN NN ↑↑

循环性缺氧的特点

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组织性缺氧（组织性缺氧（ histogenous hypoxiahistogenous hypoxia ））

由于组织细胞利用氧的能力障碍引起的缺氧

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氰化物中毒

原因：

细胞中毒

线粒体损伤

维生素缺乏

CN- 与线粒体中氧化型

细胞色素氧化酶上的铁原子结合，使其不

能还原，失去传递电子的功能，呼吸链中断

呼吸酶合成障碍

2H＋

2H＋

2H＋

2H＋

FMNH2

NADH NAD＋

2e

NADH 脱氢酶

CoQH 2e

Cytb-c1

CoQH 2e

Cytb1 Cytc1

Cytc

Cyt 氧化酶

2e

Cyca-a3

2O-

X

ADP

Pi

ATP

CN-

线粒体生物氧化过程示意图

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组织性缺氧的特点

缺氧类型缺氧类型 动脉血动脉血氧分压氧分压(PaO(PaO22))

动脉血动脉血氧饱和度氧饱和度(SaO(SaO22))

血氧血氧容量容量

(CO(CO22max)max)

动脉血动脉血氧含量氧含量(CaO(CaO22))

动－静动－静脉氧差脉氧差

(A-VdO(A-VdO22))

组织性组织性缺氧缺氧 NN NN NN NN ↓↓

由于氧合 Hb 含量高，皮肤粘膜呈鲜红或玫瑰红29

内毒素血症内毒素血症

肺淤血、水肿

循环障碍循环障碍

失血 失血 HbHb

组织性缺氧组织性缺氧

低张性缺氧低张性缺氧

循环性缺氧循环性缺氧

血液性缺氧血液性缺氧

临床上常为混合性缺氧

失血性休克

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第二节 缺氧的类型、原因和发病机制第二节 缺氧的类型、原因和发病机制

31

缺氧时机体的功能和代谢变化缺氧时机体的功能和代谢变化

呼吸系统

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代偿适应性反应

呼吸功能障碍

循环系统 代偿适应性反应

循环功能障碍 血液系统

中枢神经系统

组织细胞代偿适应性反应

细胞损伤

一、呼吸系统变化一、呼吸系统变化（一）代偿适应反应

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呼吸深、快，肺通气量增加，吸入氧增加

PaO2

颈动脉体主动脉体

反射 呼吸中枢

O2

O2

O2

胸廓运动胸腔负压

COPaCO2

(＋)

PaCO2 长期呼吸运动增强特点：急性缺氧有效，伴有 PaO2 降低者明显

（二）呼吸功能障碍

高原肺水肿（ high altitude pulmonary edema, HAPE ）

进入 4000m 高原后 1 ～ 4d 内出现发病率： 5.7 ％ ~17.7％临床表现：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 急性缺氧使外周血管收缩 肺动脉收缩不均一引起超灌注→非炎性漏出； 肺毛细血管壁通透性增加； 肺循环阻力增加→肺水肿→氧弥散障碍→ PaO2↓；

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中枢性呼吸衰竭

抑制呼吸中枢PaO2<30mmHg

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二、循环系统二、循环系统代偿反应

36

心率加快，心输出量增加，血流分布改变，肺血管收缩，毛细血管增生

PaO2

交感神经

心率加快心收缩力增加选择性血管收缩

CO

BP

心脑血管扩张血液重新分配

肺血管收缩 维持通气血流比例

呼吸中枢兴奋

应激

不利因素：耗氧量增加呼吸运动影响慢性作用差

血流的分布改变

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皮肤，黏膜，腹腔脏器血管收缩 交感缩血管纤维的 α肾上腺素受体

意义： 外周阻力增加，维持血压，保证器官的灌注压

心，脑血管扩张 交感缩血管纤维，局

部代谢产物的影响

意义： 维持机体代谢的需要

肺血管收缩

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调整肺内血流与通气量的比例，获得较高的 PaO2

O2

O2PO2

PaO2

O2PO2

PaO2

PaO2

PO2 PaO2

V/Q ＝ 0.8 V /Q ＜ 0.8 V /Q ＝0.8

交感神经，体液因素，缺氧的直接作用

O2

毛细血管增生

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毛细血管密度增加，缩短氧弥散至细胞的距离，增加供氧

缺氧刺激血管内皮生长因子（ VEGF ）基因表达增加，

促使毛细血管增生

脑，心，骨骼肌

特点： 慢性缺氧明显

循环功能障碍循环功能障碍

肺动脉高压

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心功能障碍

1 、红细胞和血红蛋白增多◆促红细胞生成素（ EPO ）增加◆ 提高血氧含量和血氧容量，提高血液携氧能力，增加组织供氧

◆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。

（一）代偿性反应（一）代偿性反应

三、血液系统的变化三、血液系统的变化

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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，有利于氧的释放

（一）代偿性反应

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（二）、损伤性变化（二）、损伤性变化

血液粘滞度增高血液粘滞度增高

外周阻力增大外周阻力增大

心脏后负荷增高 心脏后负荷增高

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四、中枢神经系统四、中枢神经系统急性缺氧：

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头痛，烦躁，记忆力下降，运动不协调

慢性缺氧： 疲劳，嗜睡，注意力不集中，抑郁

严重缺氧： 不安，惊厥，昏迷，死亡

机制： 神经细胞膜电位降低，神经介质合成减少，

ATP 生成不足，酸中毒，细胞损伤

五、组织细胞变化五、组织细胞变化代偿适应性变化

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细胞利用氧能力↑：线粒体↑

呼吸酶↑ 糖酵解↑ 肌红蛋白↑：与氧的亲和力高低代谢状态：

缺氧性细胞损伤缺氧性细胞损伤细胞膜的变化

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膜电位下降，能量不足

Na ＋

H2O

K ＋

Ca2＋

细胞肿胀离子泵运转加速

能量消耗增加

细胞内代谢障碍ATP 生成减少

离子泵功能下降

抑制线粒体呼吸功能激活磷脂酶，促使自由基生成，膜磷脂降解，细胞损伤加重

线粒体的变化

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严重缺氧，线粒体外用氧障碍进一步影响线粒体呼吸功能

轻度缺氧早期，线粒体功能加强

形态变化： 肿胀，嵴崩解，外膜破碎，基质外溢

溶酶体的变化缺氧，酸中毒，胞内游离 Ca2

＋增加，使磷脂酶活性增高，溶酶体膜损伤，肿胀，破裂，溶酶体酶释放，组织溶解，坏死

影响机体对缺氧耐受性的因素影响机体对缺氧耐受性的因素

1. 机体的代谢耗氧率 代谢率高，耗氧量大，对缺氧耐受性低 ( 低温麻醉）

2. 机体的代偿能力

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氧疗和氧中毒氧疗和氧中毒

一、 氧疗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抑制

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二、氧中毒（二、氧中毒（ oxygen intoxication)oxygen intoxication)

因吸入气 PO2 过高（ 0.5 个大气压）或吸入高浓度氧过久所致的一种临床综合征。起发生起源于 PO2 。

1. 肺型氧中毒 : 持续吸入（ 8 小时以上）约一个大气压的氧所致的氧中毒。

2. 脑型氧中毒：吸入 2-3 个大气压以上的氧所致的氧中毒。

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本章小结本章小结掌握 : (1) 缺氧的概念和常用的血氧指标 ; (2) 各种类型缺氧的原因、发病机制及 其血氧和皮肤、粘膜 颜色变化特点 ; (3) 缺氧时机体呼吸、循环、血液系统和 组织细胞对缺氧的代偿反应 ;

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熟悉： 氧疗和氧中毒

了解：影响机体对缺氧耐受性的因素

Homework:Homework:

Analysis alterations of blood oxygen parameters in different types of hypoxia.

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