第 六 章 缺 氧

缺氧缺氧 概述概述

– 氧的运输与利用氧的运输与利用– 缺氧的概念缺氧的概念– 常用的血氧指标常用的血氧指标

缺氧的原因与机制缺氧的原因与机制 机能代谢变化机能代谢变化 氧疗与氧中毒（自学）氧疗与氧中毒（自学）

• 氧参与生物氧化，是正常生命活动不可缺少的物质。成人在静息状态下，每分钟耗氧量约 250 毫升；活动时，耗氧量增加。但人体内氧储量极少约 1.5L ，有赖于外界环境氧的供给和通过呼吸、血液、血液循环不断地完成氧的摄取和运输，以保证细胞生物氧化的需要。

• 氧的获得和利用是个复杂的过程。• 组织的供氧量＝动脉血氧含量 × 血流量；• 组织的耗氧量＝（动脉血氧含量－静脉血

氧含量） × 血流量。• 故血氧是反映组织的供氧与耗氧的重要指

针。

概 述概 述 (1)(1)

氧气的运输与利用氧气的运输与利用

外呼吸外呼吸

血液血液 循环循环

组织组织

供氧供氧 用氧用氧

缺氧的概念与类型缺氧的概念与类型

外呼吸外呼吸

血液血液 循环循环

组织组织

乏氧性乏氧性

血液性血液性 循环性循环性

组织性组织性

供氧↓供氧↓ 用氧↓用氧↓缺氧缺氧

血氧指标血氧指标1.1. 氧分压（氧分压（ POPO22 ））2.2. 氧容量（氧容量（ COCO2 max2 max ））3.3. 氧含量（氧含量（ COCO22 ））4.4. 氧饱和度（ 氧饱和度（ SOSO22 ））

1.1. 氧分压（氧分压（ POPO22 ））是指以物理状态溶解在血浆内的是指以物理状态溶解在血浆内的 OO22 所产生的张力（故又所产生的张力（故又称氧张力）。称氧张力）。

正常值正常值PaOPaO22

13.3kPa (100 mmHg) 13.3kPa (100 mmHg)

吸入气 吸入气 POPO2 2 外呼吸功能外呼吸功能

PvOPvO225.33kPa (40 mmHg)5.33kPa (40 mmHg)

内呼吸状态内呼吸状态

• 如果外界空气氧分压低或肺泡通气减少，使肺泡氧分压降低，或弥散障碍、通气／血流比例失调，使肺动－静脉血功能性或解剖性分流增加，都可使 PaO2 降低。

2.2. 氧容量（氧容量（ COCO2 max2 max ））

100 ml Hb100 ml Hb 的实际携氧量的实际携氧量 .. 包括实际与血红蛋白结合的氧包括实际与血红蛋白结合的氧和极少量溶解在血浆内的氧。和极少量溶解在血浆内的氧。

正常值正常值 动脉血 动脉血 19 ml/dl; 19 ml/dl; 静脉血 静脉血 14 ml/dl14 ml/dl

取决于 取决于 氧分压氧分压与 与 氧容量氧容量

3.3. 氧含量（氧含量（ COCO22 ））

100 ml Hb100 ml Hb 的最大携氧量 的最大携氧量 正常值正常值 200 ml/L 200 ml/L

取决于 取决于 Hb Hb 的质与量的质与量

4. 4. 氧饱和度（ 氧饱和度（ SOSO22 ））

正常值正常值 动脉血 动脉血 95%; 95%; 静脉血 静脉血 75%75%

取决于 取决于 氧分压氧分压

Hb. OHb. O2 2 (( 氧含量氧含量 ) -) - 溶解的氧量溶解的氧量 Hb(Hb( 总总 ) () ( 氧容量氧容量 ) )

氧分压与氧饱和度的关系—— 氧离曲线氧分压与氧饱和度的关系—— 氧离曲线

20

40

60

80

100

20 40 60 80 100

氧氧饱饱和和度度%%

氧分压 氧分压 (mmHg)(mmHg)

HH+ + ↑ T ↑↑ T ↑2,3DPG↑2,3DPG↑COCO2 2 ↑↑

HH+ + ↓ T ↓↓ T ↓2,3DPG ↓2,3DPG ↓COCO2 2 ↓↓

5 、动静脉血氧含量差（ CaO2- CvO2

）• 即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得

的毫升，说明组织对氧消耗量。由于各组织器官耗氧量不同，各器官动静脉血氧差很不一样。。

正常动脉血与混合静脉血氧差约 5 毫升％

缺氧的原因和类型

ⅠⅠ.. 乏氧性缺氧（低张性缺氧）乏氧性缺氧（低张性缺氧） hypotonic hypoxiahypotonic hypoxia

特征特征 PaOPaO22 减少减少

1. 1. 原因与机制原因与机制(1)(1) 吸入气氧分压过低：高山、矿井等；吸入气氧分压过低：高山、矿井等；(2)(2) 外呼吸功能障碍：外呼吸功能障碍：呼吸运动减弱或肺的疾患呼吸运动减弱或肺的疾患如如气道狭窄等；气道狭窄等；(3)(3) 静脉血分流入动脉静脉血分流入动脉

室间隔缺损室间隔缺损伴肺动脉高压伴肺动脉高压 右向左分流右向左分流

缺氧Ⅰ缺氧Ⅰ 缺氧Ⅰ缺氧Ⅰ2. 2. 血氧变化的特点血氧变化的特点

组织缺氧的机制组织缺氧的机制

PaOPaO22↓↓ 毛细血管 毛细血管 POPO22↓↓

向细胞弥散速度↓向细胞弥散速度↓

A-VA-V 氧含量差氧含量差

发绀 发绀 (cyanosis):(cyanosis): 脱氧脱氧 Hb> 5g / dlHb> 5g / dl

各型缺氧血氧变化的特点各型缺氧血氧变化的特点1 、动脉血氧分压、氧饱和度和氧含量都降低，

静脉血氧分压、氧饱和度和氧含量亦随之降低。2 、动脉血和静脉血氧容量正常。如果由于慢性

缺氧，使单位容积血液内红细胞数和血红蛋白量增多，氧容量增加。

3 、动脉血氧含量差接近正常。如果 PaO2 太低，动脉血与组织氧分压差明显变小，血氧弥散到组织内减少，可使动静脉血氧含量差降低。

4 、除血氧变化外，根据肺泡通气量， Pa CO2

有不同的变化，例如严重的肺气功能障碍， CO2

排出少， Pa CO2 升高 ; 如果过度换气， CO2 排出多，则 PaCO2 降低。

ⅡⅡ.. 血液性缺氧 血液性缺氧 hemic hypoxiahemic hypoxia

特征特征 HbHb 量量减少，减少，质质改变改变

1. 1. 原因与机制原因与机制(1)Hb(1)Hb 量↓—— 各型贫血量↓—— 各型贫血(2)Hb(2)Hb 质改变质改变 --------COCO 中毒、亚硝酸盐中毒等中毒、亚硝酸盐中毒等• CO CO 中毒中毒

Hb+COHb+CO 碳氧碳氧 Hb Hb 亲和力 亲和力 >>>> Hb-O Hb-O22

这型缺氧的这型缺氧的 PaOPaO22 正常，属于等张性低氧血症正常，属于等张性低氧血症

1. 1. 原因与机制原因与机制• 高铁高铁 Hb Hb 血症血症

HbFeHbFe2+2+ HbFeHbFe3+3+OHOH氧化剂 氧化剂

亚硝酸盐亚硝酸盐

肠源性紫绀肠源性紫绀

FeFe3+3+ 不能携氧不能携氧 FeFe2+2+-O-O22 不能解离不能解离

高铁 Hb 血症

HbFeHbFe3+3+OHOH

1. 1. 原因与机制原因与机制((1)Hb1)Hb 量↓—— 贫血量↓—— 贫血((2)Hb2)Hb 质改变质改变

• CO CO 中毒中毒• 高铁高铁 Hb Hb 血症血症• Hb-OHb-O22 亲和力异常↑亲和力异常↑

氧离曲线左移：氧离曲线左移：库存血→库存血→ RBC 2,3-DPG↓RBC 2,3-DPG↓

某些某些 HbHb 病：病：

2. 2. 血氧变化的特点血氧变化的特点

血氧特点血氧特点

• （二）血液性缺氧的特点• 1.PaO2 正常，氧容量和氧含量减少。• 2. 血红蛋白氧饱和度，贫血性缺氧正常，高铁血

红蛋白血症和碳氧血红蛋白血症降低。• 3. 动静脉血氧含量差常小于正常 贫血病人血液

流经毛细血管时，血氧分压降低较快，氧向组织弥散的速度也很快减慢，导致组织缺氧和动静脉血氧含量差常小于正常。

• 4. 由于 PaO2 正常，一般不引起肺通气增加。严重贫血不出现紫绀。高铁血红蛋白呈咖啡色（皮肤、粘膜青紫），碳氧血红蛋白呈樱桃红色。

2. 2. 血氧变化的特点血氧变化的特点

组织缺氧的机制组织缺氧的机制

AA VV100 100 ml/min

2020 ml 10 10 ml正常正常

氧含量氧含量10 10 ml

AA VV100 100 ml/min

2. 2. 血氧变化的特点血氧变化的特点

组织缺氧的机制组织缺氧的机制

2020 ml 10 10 ml正常正常贫血贫血 1010 ml 55 ml

5 5 ml

组织缺氧组织缺氧 A-VA-V 氧含量差↓氧含量差↓

HbHb 与与 OO22 亲和力增强的血液性缺氧，亲和力增强的血液性缺氧， OO22 不易释出！不易释出！

2. 2. 血氧变化的特点血氧变化的特点

皮肤颜色皮肤颜色

缺氧Ⅱ缺氧Ⅱ 缺氧Ⅱ缺氧Ⅱ

贫血 —— 苍白 贫血 —— 苍白

Hb-CO —— Hb-CO —— 樱桃红樱桃红

HbFeHbFe+3+3-OH —— -OH —— 咖啡色咖啡色

ⅢⅢ.. 循环性缺氧循环性缺氧 circulatory hypoxiacirculatory hypoxia

特征特征 组织血流↓组织血流↓1. 1. 原因与机制原因与机制

(1) (1) 全身性血循环障碍全身性血循环障碍 :: 休克、心力衰竭等。休克、心力衰竭等。(2) (2) 局部性血循环障碍：局部性血循环障碍：栓塞、血栓形成、血管病变。栓塞、血栓形成、血管病变。

2. 2. 组织缺氧机制：组织缺氧机制：单位时间流经组织血量单位时间流经组织血量，氧供，氧供

血氧特点血氧特点

皮肤颜色皮肤颜色 发绀发绀

3.3. 皮肤颜色及血氧变皮肤颜色及血氧变化化

各型缺氧血氧变化的特点各型缺氧血氧变化的特点

低张性低张性

COCO2max2maxPaOPaO22 CaOCaO22 SaOSaO22

CO2

(a-v)

血液性血液性

循环性循环性

ⅣⅣ 组织性缺氧组织性缺氧 histogenous hypoxiahistogenous hypoxia

特征特征 细胞利用氧异常细胞利用氧异常

1. 1. 原因与机制原因与机制(1) (1) 组织中毒组织中毒 : :

氰化物氰化物 呼吸链酶活力↓呼吸链酶活力↓ 用氧障碍用氧障碍

(2) (2) 细胞线粒体损伤细胞线粒体损伤 : :

(3) (3) 呼吸酶合成↓呼吸酶合成↓ : vitamin: vitamin 缺乏缺乏(4) (4) 组织需氧过多组织需氧过多 : :

3. 3. 血氧变化的特血氧变化的特点点

血氧特点血氧特点

皮肤颜色皮肤颜色

HbO2↑→HbO2↑→玫瑰色玫瑰色

交感神经兴奋交感神经兴奋血管收缩血管收缩皮肤苍白皮肤苍白

2.2. 缺氧机制：缺氧机制：组织用氧障碍。组织用氧障碍。

各型缺氧血氧变化的特点各型缺氧血氧变化的特点

低张性低张性

COCO2max2maxPaOPaO22 CaOCaO22 SaOSaO22

CO2

(a-v)

血液性血液性

循环性循环性

组织性组织性

临床上常为混合性缺氧临床上常为混合性缺氧

失失血血性性休休克克

失血失血

循环障碍循环障碍

肺功能衰竭肺功能衰竭

内毒素血症内毒素血症

血液性缺氧血液性缺氧

循环性缺氧循环性缺氧

低张性缺氧低张性缺氧

组织性缺氧组织性缺氧

缺氧缺氧 机能代谢变化机能代谢变化

机能代谢改变机能代谢改变

先代偿后障碍——低张性缺氧为例先代偿后障碍——低张性缺氧为例

11 、呼吸系统、呼吸系统早期早期 PaOPaO22↓↓ 呼吸深快呼吸深快

PaOPaO22↓↓↓↓ 呼吸中枢↓呼吸中枢↓

慢性慢性 外周化学感受器对缺氧敏感性外周化学感受器对缺氧敏感性

PO2 外周化学感受器 呼吸中枢兴奋

肺水肿肺水肿严重严重

22 、循环系统、循环系统1. 1. 心功能心功能

早期：早期：心输出量心输出量 (CO)↑(CO)↑

缺氧缺氧交感神经兴奋↑交感神经兴奋↑

心率↑心率↑

心收缩力↑心收缩力↑

呼吸↑呼吸↑ 静脉回流↑静脉回流↑

慢性缺氧：慢性缺氧：右心室心肌肥大，由于肺动脉高压引起。右心室心肌肥大，由于肺动脉高压引起。

严重：严重：心收缩力↓、心率失常。心收缩力↓、心率失常。

循环系统循环系统2. 2. 血液重分布血液重分布

早期：早期：

缺氧缺氧交感兴奋↑交感兴奋↑

代谢产物↑代谢产物↑

皮肤内脏血管收缩皮肤内脏血管收缩

心、脑血管扩张心、脑血管扩张

代偿意义代偿意义

循环系统循环系统3. 3. 肺血管收缩肺血管收缩

缺缺氧氧

交感兴奋↑交感兴奋↑血管活性物不平衡血管活性物不平衡（（ EDCFEDCF 大于大于 EDRFEDRF ））

血管平滑肌应激血管平滑肌应激性↑，结构重建性↑，结构重建

肺肺血血管管收收缩缩

维持维持 V/QV/Q 正常正常

肺动脉高压肺动脉高压

4. 4. 毛细血管增生毛细血管增生

33 、血液系统、血液系统

1. 1. 红细胞↑红细胞↑

骨髓骨髓造血↑造血↑

慢性慢性缺氧缺氧 促红素↑促红素↑ 携氧↑携氧↑

血液粘滞↑血液粘滞↑

血液系统血液系统2.2. 氧离曲线右移氧离曲线右移

原因—— 原因—— 2,3-DPG↑2,3-DPG↑

2,3-DPG2,3-DPG

葡萄糖葡萄糖

3-P-3-P-甘油醛甘油醛

1,3-P-1,3-P- 甘油酸甘油酸

3-P-3-P-甘油酸甘油酸

2-P-2-P-甘油酸甘油酸

乳酸乳酸

（－）（－）

葡萄糖葡萄糖

3-P-3-P-甘油醛甘油醛

1,3-P-1,3-P- 甘油酸甘油酸

3-P-3-P-甘油酸甘油酸

2-P-2-P-甘油酸甘油酸

乳酸乳酸

（－）（－）

2,3-DPG↓2,3-DPG↓

缺氧缺氧

Hb-2,3-DPGHb-2,3-DPG

缺氧缺氧 pHpH

葡萄糖葡萄糖

3-P-3-P-甘油醛甘油醛

1,3-P-1,3-P- 甘油酸甘油酸

3-P-3-P-甘油酸甘油酸

2-P-2-P-甘油酸甘油酸

2,3-DPG↑2,3-DPG↑

乳酸乳酸

（－）（－） 缺氧缺氧 pHpH

缺氧缺氧

Hb-2,3-DPGHb-2,3-DPG

血液系统血液系统2.2. 氧离曲线右移氧离曲线右移

原因—— 原因—— 2,3-DPG↑2,3-DPG↑

缺氧缺氧糖酵解↑糖酵解↑

HHb↑HHb↑ 结合 结合 2,3-DPG ↑2,3-DPG ↑

游离 ↓游离 ↓

糖酵解抑制↓糖酵解抑制↓

旁路产物↑旁路产物↑ 2,3-DPG↑2,3-DPG↑

血液系统血液系统2.2. 氧离曲线右移氧离曲线右移

2,3-DPG↑2,3-DPG↑

与与 HHbHHb 结合结合稳定稳定 HbHb构型构型

Hb-OHb-O22↓↓

RBC pH↓RBC pH↓ 氧离曲线右移氧离曲线右移

BohrBohr效应：效应： HbOHbO22+H+H+++CO+CO22 Hb +O Hb +O22

HH++

COCO22

组织组织

肺肺

11

1122

22

HbOHbO22

11

1122

22

HHbHHb

2,3-DPG2,3-DPG 不能结合不能结合 2,3-DPG2,3-DPG 结合部位结合部位

2,3-DPG2,3-DPG 结合于结合于 HHbHHb 中央空中央空穴穴

44 、组织细胞、组织细胞

慢性慢性

（（ 11 ）线粒体密度↑）线粒体密度↑尽可能利用多一点氧。尽可能利用多一点氧。

（（ 22 ）无氧酵解↑ ）无氧酵解↑ 尽可能产生多一点尽可能产生多一点 ATPATP 。。

（（ 33 ）肌红蛋白↑ ）肌红蛋白↑ 尽可能储备多一点氧。尽可能储备多一点氧。

组织细胞组织细胞严重—— 细胞损伤严重—— 细胞损伤

（（ 11 ）细胞膜）细胞膜

ATP↓ATP↓

钠钾泵↓钠钾泵↓NaNa++ 内流内流 细胞水肿细胞水肿

KK++ 外流外流 代谢障碍代谢障碍

钙泵↓钙泵↓ CaCa++++ 内流内流 组织损伤组织损伤

组织细胞组织细胞严重—— 细胞损伤严重—— 细胞损伤

（（ 22 ）线粒体呼吸功能↓）线粒体呼吸功能↓

（（ 33 ）溶酶体破裂）溶酶体破裂

（（ 11 ）细胞膜）细胞膜

55 、中枢神经系统、中枢神经系统

CNSCNS耗氧量大，对缺氧不耐受，尤以灰质更耗氧量大，对缺氧不耐受，尤以灰质更敏感。敏感。缺氧对缺氧对 CNSCNS 的作用基本上表现为损伤。的作用基本上表现为损伤。

急性：头痛、激动、记忆力下降等；急性：头痛、激动、记忆力下降等；

慢性：疲劳、嗜睡、注意力不集中等；慢性：疲劳、嗜睡、注意力不集中等；

严重：烦躁、惊厥、昏迷、脑水肿、死亡。严重：烦躁、惊厥、昏迷、脑水肿、死亡。

缺氧对缺氧对 CNSCNS 的损伤机制较复杂！的损伤机制较复杂！