北京大学医学部病理生理学教研室 赵亚莉

北京大学医学部病理生理学教研室

赵亚莉

缺 氧缺 氧HypoxiaHypoxia

Clinical Example• In 1875 three French scientists ascended in a b

alloon. A height of over 26,000 feet (Bar. 280 mmHg) was reached. They lost consciousness at about 25,000 feet. When Tissandier regained consciousness the balloon was falling rapidly, but his two companions were dead. Oxygen containers were carried in this ascent but Tissandier records that his arms became powerless and so he was unable to raise the mouthpiece to his lips. Why?

第一节 概述

General Introduction

氧气的获得和利用 :

ventilation gas exchange internal respiration

external respiration

airair alveolialveoli Alveolar capillaryAlveolar capillary

Gas transportGas transport

Tissue cellsTissue cells

运送氧或利用氧发生障碍时，机体发生功能、代谢、形态结构改变的病理过程 .

hypoxia 的概念

血氧指标

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

影响因素： 吸入气体氧分压 外呼吸的功能

定义：溶解于血液中的氧所产生的张力。 PaO2 100mmHg

影响因素： Hb 的质和量

定义： 100 ml 血液中 Hb 被氧充分饱和时的最大带氧量。

1.34ml/gx15g/dl=20ml/dl

三、血氧容量(Oxygen Capacity)

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

定义：体内 100ml 血液的实际带氧量。 溶解氧（ 0.3ml/dl)+ 结合氧 A: 19ml/dl V:14ml/dl

Hb 的质和量； PaO2影响因素：

二、血氧含量(Oxygen Content)

动静脉血氧差

19ml/dl 14ml/dl

5ml/dl

O2O2 O2O2 O2O2 O2O2 O2O2A V

定义：动脉血氧含量 - 静脉血氧含量，反映组织对氧的摄取和利用能力 .

血氧含量 - 溶解的氧量血氧容量 100

%=

影响因素： PaO2

定义：指 Hb 结合氧的百分数

四、血氧饱和度(Oxygen Saturation, SO2)

第二节 缺氧的原因和发生机制

Causes and Mechanisms of Hypoxia

AirAirGas transport+Hb circulationGas transport+Hb circulation

Tissue cellsTissue cells

External respirationExternal respiration

缺氧的类型

血液性缺氧Hemic hypoxia

循环性缺氧Circulatory hypoxia

低张性缺氧Hypotonic hypoxia

组织性缺氧Histogenoushypoxia

（一） Definetion ：

PaO2↓, 动脉血供应组织的 O2 不

足

一、 Hypotonic Hypoxia

1. 吸入气中 PO2 过低 (atmospheric hypoxia)

2. 外呼吸功能障碍 (respiratory hypoxia)

3. 静脉血分流入动脉

（二） Causes ：

海拔高度 大气压 大气 PO2 肺泡内 PO2

(m) (mmHg) (mmHg) (mmHg)

海平面 760 159 105

1000 680 140 90

2000 600 125 70

3000 530 110 62

5000 405 85 45

6000 366 74 40

8000 270 56 30

（三）血氧变化 特点 :

Types of

hypoxia

PaO2 血氧容量 血氧含量 SaO2

A-V 血氧差

Hypotonic hypoxia

↓ N (or ) ↓ ↓ ↓

HbO2

HHb2.6g/dl

正常

≥5g/dl

缺氧

发绀 (cyanosis)

发绀 (cyanosis) 毛细血管中脱氧血红蛋白≥ 5 g/dl ，使皮肤、粘膜呈青紫色 .

（一） Definetion ： Hb 数量↓或性质改变导致的供氧不足 .

PaO2 不变，又称等张性低氧血症

(isotonic hypoxemia)

二、 Hemic Hypoxia

（二） Causes ：

2. Hb 性质改变：

1.Hb 数量减少： 贫血 (anemic hypoxia) 最常见

碳氧血红蛋白血症

(Carboxy hemoglobinemia)

HbCO: 亲和力高 ;

抑制糖酵解 ;

樱桃红色

高铁血红蛋白血症（ methemoglobinemia)

肠源性紫绀(enterogenous cyanosis)

Fe2+ Fe2+

Fe2+ Fe2+

Hb: 22

Hb-Fe2+ HbFe3+OH氧化还原 （咖啡色）

（三）血氧变化 特点 :

Types of

hypoxia

PaO2 血氧容量 血氧含量 SaO2

A-V 血氧差

Hypotonic hypoxia

↓ N （ or ）

↓ ↓ ↓

Hemic

hypoxiaN ↓ ↓ N(or ↓) ↓

( 一） Definetion ： 血液循环发生障碍，组织供血量

↓ 引起的缺氧 .

三、 Circulatory Hypoxia

（二） Causes:

缺血 : ischemic hypoxia

淤血 : stagnant hypoxia

动脉 静脉毛细血管内压↓

动脉 静脉毛细血管内压↑

（三）血氧变化 特点 :

Types of

hypoxia

PaO2血氧容量

血氧含量 SaO2

A-V 血氧差

Hypotonic hypoxia

↓ N (or ) ↓ ↓ ↓

Hemic

hypoxiaN ↓ ↓ N(or ↓) ↓

Circulatory

hypoxiaN N N N

19ml/dl 12ml/dl

7ml/dl

O2O2 O2O2 O2O2 O2O2 O2O2A VO2O2 O2O2 O2O2

单位时间流经组织的总血量 总氧量

（一） Definetion ：组织细胞利用氧障碍所引起的缺氧 .

四、 Histogenous Hypoxia

（二） Causes ：1.组织中毒 : 氰化物 : 氰化高铁细胞色素氧化酶硫化物砷化物甲醇等

2. 线粒体损伤 : 放射线、细菌毒素

3. 呼吸酶合成障碍： VitB1,B2,PP 缺乏

（三）血氧变化 特点 :

Types of

hypoxia

PaO2血氧容量

血氧含量 SaO2

A-V 血氧差

Hypotonic hypoxia

↓ N (or) ↓ ↓ ↓

Hemic

hypoxiaN ↓ ↓ N(or ↓) ↓

Circulatory

hypoxiaN N N N

Histogenous

hypoxiaN N N N ↓

混合性缺氧

失血性休克失血性休克

HbHb肺淤血、水肿肺淤血、水肿 循环障碍循环障碍

Hemic hypoxiaHemic hypoxia

Hypotonic hypoxiaHypotonic hypoxia

Circulatory hypoxiaCirculatory hypoxia

第三节 缺氧对机体的影响

Effects of Hypoxia

一、对细胞代谢的影响

(Effects on the cellular metabolism)

( 一 )Compensatory Reaction

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

( 二 )Injured Manifestations

细胞膜、线粒体、溶酶体损伤

有氧氧化↓， ATP↓

乳酸酸中毒

钠泵功能障碍，细胞水肿

Na+ 、 Ca2+ 内流， K+ 外流 细胞膜通透性线粒体损伤 溶酶体损伤

二、对呼吸系统的影响

(Effects on respiratory system)

( 一 ) Compensatory Reaction

意义： 提高 PaO2

增加回心血量

PaO2↓(<60mmHg)

颈动脉体、主动脉体化学感受器

呼吸运动↑肺泡通气量↑

呼吸中枢兴奋

( 二 )Injured Manifestations

急性低张性缺氧 高原性肺水肿机制：1.肺动脉收缩；2.肺泡 -cap 膜通透性；3.容量血管收缩，回心血量 .

PaO2<30mmHg→抑制呼吸中枢

→中枢性呼吸衰竭

三、对心血管系统的影响(Effects on the cardiovascular system)

( 一 ) Compensatory Reaction

心率加快： 肺通气，刺激牵张感受器 交感N+ 心肌收缩性增强 静脉回流量增加

1. 心输出量增加

2. 血流重新分布

交感兴奋皮肤、骨骼肌、内脏血管收缩；乳酸、腺苷、 PGI2 等使心、脑血

管扩张

4. 组织毛细血管增生

3. 肺血管收缩 缺氧的直接作用 体液因素： TXA2 、 ET PGI2 、 NO 交感神经的作用

Hypoxia inducible factor-1诱导促血管增生 gene表达

心肌舒缩功能障碍

肺动脉高压

外周血管扩张 呼吸幅度降低

( 二 ) Injured Manifestations

回心血量 Bp

四、对血液系统的影响

(Effects on hematological system)

1. RBC↑ Hb ↑

急性缺氧：交感神经兴奋，血液重分布→肝、脾储血释放

慢性缺氧：肾脏→ EPO→骨髓造血加强

( 一 ) Compensatory Reaction

Rbc 过多，组织血流量，失去代偿意义

2. 氧离曲线右移→ Hb释放 O2↑

2 ， 3-DPG ↑

PO2<60mmHg , Hb 与 O2 结合受阻， S

O2 , 失去代偿意义。

轻度缺氧或缺氧早期：

血流重新分布保证脑的血流供应

重度缺氧或缺氧中、晚期： 功能障碍：脑水肿 脑细胞损伤

五、中枢神经系统的 变化 (Effects on central Nervous System)

(Pathophysiological basis of treatment for hypoxia)

第四节 治疗缺氧的病理生理基础

一、治疗原发病二、氧疗（ Oxygen treatment ）

1. Hypotonic hypoxia :疗效最好

2. Hemic hypoxia

3. Circulatory hypoxia

4. Histogenous hypoxia