北京大学医学部病理生理学教研室赵亚莉缺 氧
Hypoxia
第一节 概述
General Introduction
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
O2 O2 O2 O2 O2A 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
Air Gas transport+Hb circulation TissuecellsExternal 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
Histogenous
hypoxia
（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,?2?2
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
hypoxia
N ↓ ↓ 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
hypoxia
N ↓ ↓ N(or ↓) ↓
Circulatory
hypoxia
N N N N?
19ml/dl 12ml/dl
7ml/dl
O2 O2 O2 O2 O2A VO2 O2 O2
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
hypoxia
N ↓ ↓ N(or ↓) ↓
Circulatory
hypoxia
N N N N?
Histogenous
hypoxia
N N N N ↓
混合性缺氧失血性休克
Hb? 肺淤血、水肿 循环障碍
Hemic
hypoxia
Hypotonic
hypoxia
Circulatory
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)
1,心输出量增加
(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
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。
五、中枢神经系统的 变化
(Effects on central Nervous System)
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
Clinical Example
In 1875 three French scientists ascended in a
balloon,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?
(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
患者,男,77岁,咳嗽,咳痰,喘憋加重伴发热 3天入院 。 患者 20年前开始反复发作咳嗽,咳痰并有时伴喘憋,冬季加重 。
体格检查,口唇,指尖部皮肤发绀 。 体温
38.9oC,脉搏 120次 /分,呼吸 28次 /分 。 胸廓略呈桶状,肋间隙稍增宽,双肺呼吸音粗并可闻大量痰鸣音,双下肢可凹性水肿,
辅 助 检 查,白 细 胞 13.9× 109/L,红 细 胞
6.0× 1012/L； pH 7.14,PaO2 42mmHg,PaCO2
80mmHg；胸透提示双肺纹理加重,右下肺片絮状阴影；超声显示右心扩大 。
病 例重点内容
掌握缺氧、发绀、肠源性紫绀概念
掌握四种类型缺氧的原因和发病机制
熟悉缺氧时机体功能代谢变化
了解治疗缺氧的病理生理基础
Hypoxia
第一节 概述
General Introduction
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
O2 O2 O2 O2 O2A 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
Air Gas transport+Hb circulation TissuecellsExternal 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
Histogenous
hypoxia
（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,?2?2
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
hypoxia
N ↓ ↓ 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
hypoxia
N ↓ ↓ N(or ↓) ↓
Circulatory
hypoxia
N N N N?
19ml/dl 12ml/dl
7ml/dl
O2 O2 O2 O2 O2A VO2 O2 O2
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
hypoxia
N ↓ ↓ N(or ↓) ↓
Circulatory
hypoxia
N N N N?
Histogenous
hypoxia
N N N N ↓
混合性缺氧失血性休克
Hb? 肺淤血、水肿 循环障碍
Hemic
hypoxia
Hypotonic
hypoxia
Circulatory
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)
1,心输出量增加
(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
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。
五、中枢神经系统的 变化
(Effects on central Nervous System)
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
Clinical Example
In 1875 three French scientists ascended in a
balloon,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?
(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
患者,男,77岁,咳嗽,咳痰,喘憋加重伴发热 3天入院 。 患者 20年前开始反复发作咳嗽,咳痰并有时伴喘憋,冬季加重 。
体格检查,口唇,指尖部皮肤发绀 。 体温
38.9oC,脉搏 120次 /分,呼吸 28次 /分 。 胸廓略呈桶状,肋间隙稍增宽,双肺呼吸音粗并可闻大量痰鸣音,双下肢可凹性水肿,
辅 助 检 查,白 细 胞 13.9× 109/L,红 细 胞
6.0× 1012/L； pH 7.14,PaO2 42mmHg,PaCO2
80mmHg；胸透提示双肺纹理加重,右下肺片絮状阴影；超声显示右心扩大 。
病 例重点内容
掌握缺氧、发绀、肠源性紫绀概念
掌握四种类型缺氧的原因和发病机制
熟悉缺氧时机体功能代谢变化
了解治疗缺氧的病理生理基础
