第五章　缺氧 

氧是维持机体正常生命活动所必需的物质。机体通过外呼吸、气体在血液中的运输和内呼吸来获取和利用空气中的氧，这个过程中任一环节出现障碍都会导致机体缺氧。缺氧是指由于组织供氧不足或用氧障碍而导致的细胞代谢、功能和形态结构发生异常变化的病理过程。 

第一节　常用的血氧指标

1. 血氧分压（partial pressure of oxygen，PO₂）指物理状态溶解于血液中的氧所产生的张力。动脉血氧分压（PaO₂）主要取决于吸入气体的氧分压和外呼吸的功能状态，正常成人约为100mmHg；静脉血氧分压（PvO₂）主要取决于组织摄取和利用氧的能力，正常成人约为40mmHg。

2. 血氧容量（oxygen binding capacity，CO_2max）指100ml血液中的血红蛋白在体外标准条件（温度38℃，氧分压150mmHg，二氧化碳分压40mmHg）下，被氧充分饱和时的最大结合氧量，成人正常值约为20ml/dl。CO_2max取决于血液中血红蛋白的数量及其与氧结合的能力，反映了血液携带氧的能力。

3. 血氧含量（oxygen content，CO₂） 指100ml血液中的实际含氧量，包括与血红蛋白结合的氧和血浆中物理溶解的氧。正常成人动脉血氧含量（CaO₂）约为19ml/dl，静脉血氧含量（CvO₂）约为14ml/dl。血氧含量取决于血氧分压及血液中血红蛋白的质和量。

4．动-静脉血氧含量差（A-VdO₂）指动脉血氧含量与静脉血氧含量之差，反映组织细胞的耗氧量，正常值约为5ml/dl。

5. 血氧饱和度（oxygen saturation，SO₂）指血液中已经与氧结合的血红蛋白占血液总血红蛋白的百分比。血氧饱和度可以用下列公式表示：

由于血浆中物理溶解的氧量很少，可以忽略不计，所以血氧饱和度也常用氧含量/氧容量乘以100%来表示。正常动脉血氧饱和度（SaO₂）约为95％，静脉血氧饱和度（SvO₂）约为70％。血氧饱和度主要取决于血氧分压，此外血氧饱和度还受体温、血液pH、CO₂分压和红细胞内2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）的影响。

6．氧解离曲线与P₅₀  表示血氧分压与血氧饱和度之间关系的曲线称为氧解离曲线（图5-1）。氧解离曲线大致呈S形。当体温升高、酸中毒、CO₂分压升高、红细胞内2，3-二磷酸甘油酸增多时，血红蛋白与O₂的亲和力降低，氧解离曲线右移，反之则左移。

P₅₀是指血氧饱和度达到50%时的血氧分压，正常值为26~27mmHg（3.47~3.6kPa），反映血红蛋白与O₂的亲和力。P₅₀增大表示血红蛋白与O₂的亲和力降低，P₅₀减小表示血红蛋白与O₂的亲和力升高。氧解离曲线左移时P₅₀减小，氧解离曲线右移时P₅₀变大。

图1  氧合血红蛋白解离曲线及其影响因素

第二节  缺氧的原因和类型

根据缺氧发生的原因和血氧变化的特点，可将缺氧分为乏氧性缺氧、血液性缺氧、循环性缺氧和组织性缺氧四种类型。

图2  缺氧的分类及病因

一、乏氧性缺氧

乏氧性缺氧是指由于动脉血氧分压下降，进而使血氧含量减少，导致的组织供氧不足，又称为低张性缺氧。

（一）原因

1. 吸入气氧分压过低多发生于海拔3000m以上的高原、高空，也可发生于通风不良的矿井、坑道，或吸入低氧混合气体、被惰性气体或麻醉剂过度稀释的空气等，这类原因导致的乏氧性缺氧又称大气性缺氧。

2. 外呼吸功能障碍多见于呼吸道狭窄或阻塞、肺实变、呼吸中枢抑制、气胸等，又称呼吸性缺氧。

3. 静脉血分流入动脉可见于由右向左分流的先天性心脏病患者，如房间隔或室间隔缺损同时伴有肺动脉高压时。

（二）血氧变化的特点

乏氧性缺氧时血氧变化特点主要有：PaO₂、血氧含量、血氧饱和度均降低，PaO₂降低，血液中物理溶解的氧减少，与血红蛋白结合的氧量减少，动脉血氧含量降低进而血氧饱和度降低；血氧容量正常或升高，乏氧性缺氧时血红蛋白的性质和数量无异常，故血氧容量一般在正常范围，但慢性缺氧时，血氧容量可以由于红细胞和血红蛋白的代偿性增多而升高；动-静脉血氧含量差减小或正常，由于PaO₂降低，血液弥散并供给组织利用的氧量减少，故动-静脉血氧含量差一般是降低的，但慢性缺氧时，组织利用氧的能力代偿性增强，可使动-静脉血氧含量差变化不明显。

正常情况下，毛细血管内脱氧血红蛋白浓度约为2.6g/dl，乏氧性缺氧时血液中脱氧血红蛋白浓度增加，当其增加到5g/dl以上时，可使皮肤、黏膜呈青紫色，称为发绀或紫绀。发绀是缺氧的表现，但缺氧的病人不一定都有发绀，是否出现发绀与缺氧的程度和类型有关，重度贫血病人的血红蛋白含量可降至5g/dl以下，表现为严重缺氧，但患者不会有紫绀出现。而红细胞增多症患者，血中脱氧血红蛋白会超过5g/dl，出现发绀，却无缺氧症状。

二、血液性缺氧

血液性缺氧是指由于血红蛋白数量减少或性质改变，导致血液携带氧的能力降低或血红蛋白结合的氧难以解离而引起的缺氧。血液性缺氧病人动脉血氧分压正常，故又称等张性缺氧。

（一）原因

1. 贫血各种原因引起的严重贫血，可以使病人血液中血红蛋白数量下降，进而血液携氧减少，导致组织供氧不足，又称为贫血性缺氧。

2. 一氧化碳中毒一氧化碳中毒时，血红蛋白（Hb）与一氧化碳（CO）结合形成碳氧血红蛋白（HbCO）而失去携带氧的能力。一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力高210倍。当吸入气中仅含有0.1%的CO时，血液中可有50%的血红蛋白与CO结合形成碳氧血红蛋白。碳氧血红蛋白可抑制红细胞内的糖酵解，使红细胞内2，3-DPG生成减少，氧离曲线左移，进而氧合血红蛋白中已经结合的O₂不易解离，从而加重组织缺氧。

3. 高铁血红蛋白血症亚硝酸盐、过氯酸盐和磺胺衍生物等氧化剂可使Hb中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，形成高铁血红蛋白而导致高铁血红蛋白血症，高铁血红蛋白中Fe³⁺因与羟基结合牢固而失去与氧结合的能力。此外，血红蛋白分子中的四个Fe²⁺中只要有部分被氧化成Fe³⁺，就会影响血红蛋白的空间结构，使得剩余的Fe²⁺虽然能与氧结合但是与氧的亲和力增高，导致氧不易解离，使氧离曲线左移，加重组织缺氧。生理情况下，血液中可不断生成少量高铁血红蛋白，又可不断被血液中的NADH、抗坏血酸和还原性谷胱甘肽等还原剂还原为二价铁，所以正常血液中高铁血红蛋白含量很少，只占总量的1%～2%。当亚硝酸盐等氧化剂中毒时，高铁血红蛋白的含量超过血红蛋白总量的10%即可出现缺氧的表现，达到30%～50%则发生严重缺氧，出现全身发绀、头痛、精神恍惚、意识不清、昏迷等症状。

高铁血红蛋白血症最常见于亚硝酸盐中毒，当食用大量腌菜或变质蔬菜时，其中含有的硝酸盐可在肠道被细菌还原为亚硝酸盐，大量吸收入血后导致高铁血红蛋白血症，当血液中高铁血红蛋白达到1.5g/dl时，皮肤、黏膜可呈咖啡色，称为肠源性紫绀。

4. 血红蛋白与氧的亲和力异常升高如输入大量库存血时，血液中红细胞内的2,3-DPG含量低，可使氧解离曲线左移，输入大量碱性液体时，血液pH值升高，氧解离曲线左移，Hb与O₂的亲和力增强，氧不易释放从而引起组织缺氧。

（二）血氧变化的特点    

血液性缺氧时由于吸入气中氧分压和外呼吸功能正常，故PaO₂正常，因血红蛋白数量减少（如严重贫血）或性质改变（如高铁血红蛋白血症），使血氧容量降低，但血氧饱和度正常。由于血氧容量是血液在体外充分氧合后测得，CO中毒病人血液中血红蛋白结合的CO可被氧取代，所以CO中毒病人的血氧容量可以是正常的。血氧含量可由于患者血红蛋白的数量减少或性质改变而降低；此时，供给组织的氧减少，故A-VdO₂小于正常。

血液性缺氧患者皮肤、黏膜的颜色因病因不同而异。严重贫血的患者因血红蛋白量的减少而面色苍白；一氧化碳中毒的患者因HbCO的颜色鲜艳，故皮肤、黏膜呈樱桃红色；高铁血红蛋白呈棕褐色，故亚硝酸盐中毒患者的皮肤、黏膜呈咖啡色；单纯由血红蛋白与氧亲和力增强引起的缺氧，毛细血管中氧合血红蛋白量高于正常，因此皮肤、黏膜呈鲜红色。

三、循环性缺氧

循环性缺氧是指由于血液循环障碍导致组织血液灌流减少而引起缺氧，又称为低动力性缺氧。

（一）原因

1. 全身性循环障碍主要见于心力衰竭、休克、大出血等。心力衰竭病人由于心输出量减少，可导致全身组织供血供氧不足，同时又可因静脉回流不畅而致组织淤血缺氧。全身性循环障碍引起的缺氧，容易发生代谢性酸中毒，使心肌收缩力进一步下降，心输出量减少，循环性缺氧加重，进而形成恶性循环，导致病人可因严重缺氧、多器官功能衰竭而死亡。

2. 局部性循环障碍主要见于动脉硬化、血栓形成、血管痉挛、栓塞和受压等。由于局部组织缺血或淤血，导致组织缺氧。

（二）血氧变化的特点

循环性缺氧时由于外呼吸功能正常，血液携带氧的能力正常，所以PaO₂、血氧容量、血氧含量和血氧饱和度均正常。但是由于血流缓慢，单位时间内流过毛细血管的血量减少，故弥散到组织、细胞中的氧量减少，使组织发生缺氧。循环障碍引起的血流缓慢，使血液流经毛细血管的时间延长，从单位体积血液中弥散到组织的氧量相对增多，致使A-VdO₂增大。同时由于血流淤滞，血液中二氧化碳含量增加，氧解离曲线右移，释放氧增加，导致静脉血氧含量降低，因而A-VdO₂增大。循环性缺氧时由于组织从单位容积血液内摄取的氧增多，毛细血管中还原血红蛋白量增大，患者多有发绀。

四、组织性缺氧

组织性缺氧是指由于各种原因导致组织细胞利用氧的能力降低而引起的缺氧，又称氧利用障碍性缺氧。

（一）原因

1. 组织中毒氰化物、硫化物、砷化物等毒物可引起组织中毒性缺氧，如氰化物可通过消化道、呼吸道或皮肤进入组织细胞内，使细胞色素氧化酶失去传递电子的功能，呼吸链中断，细胞利用氧障碍。

2. 线粒体损伤大剂量放射线照射、钙超载、细菌毒素、严重缺氧等可抑制细胞内线粒体的呼吸功能或造成线粒体结构损伤，细胞利用氧障碍。

3. 维生素缺乏维生素B₁、维生素B₂、泛酸、维生素PP等是呼吸链中许多脱氢酶的辅酶成分，严重缺乏时可抑制细胞生物氧化而致利用氧障碍。

（二）血氧变化的特点

组织性缺氧PaO₂、血氧容量、血氧含量和血氧饱和度均正常。由于组织细胞利用氧障碍，耗氧量减少，故PvO₂及静脉血氧含量均高于正常，A-VdO₂小于正常。由于组织细胞用氧障碍，毛细血管内氧合血红蛋白量高于正常，故患者皮肤、黏膜呈现玫瑰红色。

临床所见缺氧可以是两种或两种以上同时存在或相继发生的混合性缺氧，如感染性休克时主要是循环性缺氧，细菌毒素造成细胞损伤又可导致组织性缺氧，若并发急性呼吸窘迫综合征又可伴低张性缺氧。各型缺氧的血氧变化特点见表5-1。

表5-1  各种类型缺氧的血氧指标变化特点

          注：↑升高；↓降低；N正常。

第三节　缺氧时机体的功能与代谢变化

缺氧对机体的功能和代谢的影响是广泛的、非特异性的，这些影响与引起缺氧的原因和缺氧的程度、发生的速度、部位、持续的时间以及机体的功能代谢状态有关。

现以乏氧性缺氧为例说明缺氧时机体的功能与代谢变化。

一、呼吸系统的变化

（一）代偿性反应 

当PaO₂降至60mmHg以下时，可刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性兴奋呼吸中枢，使呼吸加深加快，肺通气量增加。此种代偿性反应在急性乏氧性缺氧时更为有效。其代偿意义在于：①提高PaO₂和SaO₂：呼吸深快可把原来未参与换气的部分肺泡调动起来，增加气体的弥散面积，有利于氧的摄取，使PaO₂和SaO₂升高。②呼吸加深加快可提高每分钟肺泡通气量，更多的新鲜空气进入肺泡，使肺泡气氧分压升高，二氧化碳分压降低。③增加氧的摄取和运输：胸廓呼吸运动的增强使胸腔内负压增大，可促进静脉回流，回心血量增加，促进肺血流量和心输出量增加，有利于气体在肺内的交换和在血液中的运输。

需要注意的是，呼吸中枢兴奋导致的呼吸加深加快，在提高PaO₂的同时也增加了CO₂排出，过多的CO₂被呼出体外容易引发低碳酸血症，发生呼吸性碱中毒，此时，体液pH的升高可抑制呼吸中枢，部分抵消了缺氧对外周化学感受器的刺激效应。

慢性乏氧性缺氧（如慢性支气管炎）患者通常不出现明显的呼吸加深加快，主要是因为其外周化学感受器在长期低PaO₂和高PaCO₂的刺激下敏感性降低。

（二）损伤性变化 

1. 中枢性呼吸衰竭重度缺氧患者，当PaO₂低于30mmHg时，呼吸中枢不但不能被兴奋，反而会受到抑制，发生中枢性呼吸衰竭。表现为呼吸减慢、变弱，呼吸节律和频率不规则等，主要原因是严重缺氧直接影响了中枢神经系统的能量代谢，使其不能维持正常生理功能。

2. 高原性肺水肿少数生活在平原地区的人快速进入海拔4000m以上的高原后，可在1～4天内发生高原性肺水肿。表现为呼吸困难、咳嗽、咳粉红色或白色泡沫痰、肺部湿性啰音、皮肤黏膜发绀等，严重者可致死亡。高原性肺水肿的发生可能与以下因素有关：①缺氧导致肺内各部位小动脉不均匀收缩，血液向收缩弱的部位转移，使其毛细血管内流体静压增高，液体渗出增多。②缺氧可直接引起肺循环微血管内皮细胞受损、通透性增高，也可通过激活中性粒细胞、巨噬细胞、肺实质细胞等间接引起这些反应，间接作用与这些细胞释放的白细胞介素-1、肿瘤坏死因子-α、血管内皮生长因子等介质有关。③缺氧导致交感-肾上腺髓质系统兴奋性增强，外周容量血管收缩，回心血量增多，进而肺循环血量增多，液体容易外渗。高原肺水肿形成后可进一步加重机体的缺氧。

二、循环系统的变化

（一）代偿性反应

1. 心输出量增加轻中度缺氧时可通过刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器而反射性引起交感神经系统兴奋，儿茶酚胺分泌增多，使心率加快、心肌收缩力增强，心输出量增加。此外，急性缺氧时呼吸的加深加快，使胸腔内负压增大、心脏活动增强，静脉回心血量增多，也可增加心输出量。心输出量增加可提高机体的供血供氧量，对急性缺氧有明显代偿意义。

2. 血流重新分布急性缺氧时交感-肾上腺髓质系统兴奋，使内脏及皮肤的小血管收缩，血流减少，同时，组织缺氧产生的腺苷、乳酸等代谢产物使心、脑血管舒张，血流增加。这种全身性的血流重新分布保证了心、脑等重要生命器官的血液供给。

3. 肺血管收缩肺泡缺氧或者混合静脉血的氧分压降低都会引起肺小动脉收缩，这种现象称为缺氧性肺血管收缩，是肺循环特有的生理现象。缺氧时局部肺小动脉收缩，流经这部分肺泡的血流量减少，从而使这部分血流尽可能充分的进行气体交换，同时肺部血流向通气充足的肺泡转移，这种变化有利于维持适当的肺泡通气血流比值，使PaO₂升高，具有一定的代偿意义。

4. 毛细血管增生长期慢性缺氧可引起组织中毛细血管增生，尤其是心、脑和骨骼肌的毛细血管增生更为明显。单位组织中毛细血管密度的增加可使氧的弥散面积增加，缩短氧的弥散距离，改善细胞供氧。缺氧时毛细血管增生可能是由于缺氧诱导因子-1（hypoxia inducible factor-1，HIF-1）表达增加，进而促进血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）产生和释放增多，VEGF具有较强的促进毛细血管生成的作用。此外，缺氧时ATP生成不足，腺苷产生增加，腺苷的堆积也可刺激毛细血管的生成。

（二）损伤性变化

1. 肺动脉高压  肺部血管强烈收缩导致肺动脉压迅速升高，可促进急性肺水肿的发生。长期慢性缺氧使肺小动脉持续收缩，血管壁增厚变硬，形成肺动脉高压。持久的肺动脉高压增加了右心的后负荷，易导致右心肥大。

2. 回心血量减少  长期慢性缺氧时，体内乳酸、腺苷等代谢产物堆积，使外周末梢血管扩张，血液淤积于外周血管，而回心血量减少。严重缺氧时，呼吸中枢抑制，胸廓活动度减弱，使胸腔负压作用下的静脉回流减少。回心血量减少导致心输出量下降，组织细胞供氧量减少。

3. 心肌舒缩功能障碍和心律失常  严重缺氧时可直接抑制心血管运动中枢，同时心肌细胞严重缺氧可造成心肌能量代谢障碍，进而发生水肿、变性、坏死，从而导致心律失常以及心肌舒缩功能障碍。

以上损伤性变化最终可导致右心衰竭，甚至全心衰竭。

三、血液系统的变化

（一）代偿性反应

1. 红细胞和血红蛋白增多  急性缺氧时，交感神经兴奋，肝脾等储血器官收缩，可使其储存的血液进入到有效循环当中，循环血中红细胞数目增多。慢性缺氧时，低氧血流经肾脏时可刺激肾小管旁间质细胞，使其产生并释放促红细胞生成素，促红细胞生成素作用于骨髓使其造血功能增强，促进血红蛋白的合成及红细胞的生成。血红蛋白及红细胞增多可提高血氧容量和血氧含量，从而增加组织供氧量。

2. 红细胞向组织释放氧的能力增强  缺氧时，红细胞内2，3-DPG增多，使氧解离曲线右移，氧与血红蛋白的亲和力降低，有利于氧向组织细胞释放。

2，3-DPG是哺乳类动物红细胞中主要的含磷化合物，在红细胞内糖酵解旁路中产生，乏氧性缺氧时红细胞内的2，3-DPG生成增多，主要由于：①低张性缺氧时氧合血红蛋白减少，脱氧血红蛋白增多，前者中央穴孔小，不能结合2，3-DPG；后者中央孔穴较大，可结合2，3-DPG。当脱氧血红蛋白增多时，红细胞内游离的2，3-DPG减少，2，3-DPG对磷酸果糖激酶及二磷酸甘油酸变位酶的抑制作用减弱，从而使糖酵解增强，2，3-DPG生成增多。②低张性缺氧时可因机体代偿发生过度通气，会引起呼吸性碱中毒，同时红细胞内存在的大量脱氧血红蛋白也偏碱性，使红细胞内pH增高，从而激活磷酸果糖激酶和抑制2，3-DPG磷酸酶活性。前者使糖酵解增强，2，3-DPG合成增加；后者使2，3-DPG的分解减少。

（二）损伤性变化

血液中红细胞过度增加可使血液黏滞度升高，肺血流阻力和右心负荷增大。红细胞内2，3-DPG过多，可使肺部血红蛋白与氧的结合减少，使动脉血氧含量过低而失去代偿意义。

四、中枢神经系统的变化

中枢神经系统是对缺氧最为敏感的器官，脑组织的能量代谢具有高消耗、低储备的特点，其能量来源主要依靠葡萄糖的有氧氧化，而脑内葡萄糖和氧的贮备量较少。因此脑对缺氧最敏感，尤其是大脑皮质和小脑灰质。8～10分钟以上的缺氧即可造成脑组织的不可逆性损伤。

慢性缺氧时，表现为容易疲劳、注意力不集中、记忆力减退及轻度精神抑郁等。急性缺氧初期大脑皮质的抑制过程减弱，兴奋过程相对占优势，表现为情绪激动、头痛、乏力、运动不协调，严重者出现躁动、惊厥、意识障碍。随缺氧加重或时间延长，皮质由兴奋逐渐转为抑制，表现为表情淡漠、反应迟钝、嗜睡、昏迷甚至死亡。

五、组织细胞的变化

（一）代偿性反应

1. 细胞利用氧的能力提高  轻度或慢性缺氧时，细胞内线粒体数目增多，膜表面积增加，生物氧化相关酶（如琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶等）含量增多，使细胞的内呼吸功能增强，从而提高细胞利用氧的能力。

2. 无氧酵解增强  当PaO₂降低时，线粒体周围的PaO₂可低于0.3～0.5mmHg，线粒体内进行的有氧氧化过程发生障碍，ATP生成减少，胞浆内ADP增加。胞浆内ADP增高可使磷酸果糖激酶活性增强，进而使糖酵解过程加强，这在一定的程度上可补偿细胞的能量不足。

3. 肌红蛋白增加  肌红蛋白与氧的亲和力大于血红蛋白，所以相同氧分压下肌红蛋白可比血红蛋白摄取更多的氧，如氧分压降为10mmHg时，血红蛋白的氧饱和度约为10%，而肌红蛋白的氧饱和度可达70%，因此，当运动员进行剧烈运动使肌组织氧分压进一步降低时，肌红蛋白可继续释放出大量的氧供组织、细胞利用。肌红蛋白在体内总量增加可使体内氧的贮存量增加。

4. 低代谢状态缺氧时细胞的合成代谢减少，有利于延长细胞的存活时间。

（二）损伤性变化

1. 细胞膜  细胞膜是细胞缺氧最早损伤的部位。缺氧时，ATP生成不足，细胞膜上各种离子泵功能出现障碍，可导致：①Na⁺-K⁺泵障碍使Na⁺在细胞内潴留，细胞内 Na⁺ 浓度增高可导致水进入胞内增加引起细胞水肿。细胞水肿是线粒体、溶酶体肿胀的基础；②Na⁺-K⁺泵功能障碍使细胞外K⁺不能被泵到胞浆内，细胞内缺K⁺，细胞合成代谢障碍各种酶的生成减少并进一步影响ATP的生成和离子泵的功能；③膜上Ca²⁺泵功能降低以及细胞膜对Ca²⁺通透性增高导致Ca²⁺内流，细胞内外Ca²⁺浓度相差约10000倍，细胞内低Ca²⁺浓度的维持依赖膜上Ca²⁺泵的功能。严重缺氧时，由于ATP生成减少，使胞浆内Ca²⁺浓度升高，抑制了线粒体的功能，加重细胞损伤。

2. 线粒体  缺氧可损伤线粒体，线粒体损伤又可加重缺氧，两者可形成恶性循环。严重缺氧可明显抑制线粒体内呼吸功能和氧化磷酸化过程，使ATP生成减少；持续较长时间严重缺氧，可以使线粒体的基质颗粒减少或消失，基质电子密度增加，线粒体脊内腔扩张，脊肿胀、崩解，外膜破裂等。

3. 溶酶体  缺氧时糖酵解增强可使乳酸生成增多，缺氧导致的脂肪氧化不全又使酮体增多，乳酸和酮体的增加导致酸中毒，酸中毒和胞浆内钙增加可使磷脂酶活性增高，磷脂酶分解溶酶体膜的磷脂，使溶酶体膜通透性增高，溶酶体肿胀、破裂并释出大量溶酶体酶，进而导致细胞及其周围组织的溶解、坏死。此外，细胞内水肿、自由基也参与了溶酶体的损伤。

第四节　影响机体缺氧耐受性的因素

机体的年龄、机能状态、营养、锻炼、气候等许多因素都可影响机体对缺氧的耐受性，这些因素可以归纳为两个方面，即机体的功能代谢状态与机体的代偿适应能力。

（一）机体的功能代谢状态

机体代谢率高时，耗氧量大，对缺氧的耐受性降低。体力活动、发热、甲状腺功能亢进、恶性肿瘤等可使机体代谢率增高，使机体对缺氧的耐受性降低。中枢神经系统是体内耗氧量最多的系统，当其兴奋性提高时，如情绪激动、紧张、思虑过度时，机体耗氧量明显增加，机体对缺氧的耐受性降低；反之，体温降低、中枢神经系统抑制等可使机体耗氧量下降，机体对缺氧的耐受性升高，故临床上常采用人工冬眠、低温麻醉等措施来提高病人对缺氧的耐受性。

（二）机体的代偿适应能力

机体可通过呼吸、循环和血液系统的代偿性反应来增加组织的供氧。这些代偿性反应存在着显著的个体差异，因而各人对缺氧的耐受性也很不相同。有心、肺疾病及血液病者对缺氧耐受性低，老年人因为肺和心脏的储备功能降低、骨髓的造血能力下降、外周血液红细胞数减少，以及细胞某些呼吸酶活性降低等原因，均可导致机体对缺氧的耐受性下降。长期参加体育锻炼和从事体力劳动可增强机体对缺氧的耐受性。轻度的缺氧刺激可调动机体的代偿能力，例如登高山者如果采取缓慢的阶梯性登山的方法要比快速登山者能更好地适应高海拔的低氧。慢性贫血的病人血红蛋白即使很低仍能维持正常生命活动，而急性失血的患者血红蛋白减少到同等程度就可能发生严重缺氧进而引起机体代谢和功能发生障碍。通过组织细胞的代偿性反应能提高利用氧的能力。

第五节　缺氧防治的病理生理学基础

一、病因学治疗

根据缺氧的临床表现和血气分析等判断缺氧的类型和原因，针对病因进行治疗。如慢性支气管炎患者应先改善肺的通气和换气功能，如抗炎、解痉、吸痰；CO中毒应快速使患者脱离中毒环境等。

二、氧疗

吸入氧分压较高的空气或高浓度氧来治疗各种缺氧性疾病的方法称为氧疗。氧疗分常压氧疗和高压氧疗，常压氧疗是在常压环境下吸入高浓度氧或纯氧治疗疾病的方法，高压氧疗是在高气压下吸入高浓度氧或纯氧。缺氧的类型不同，氧疗的效果也有较大差异。

1.乏氧性缺氧  氧疗对乏氧性缺氧的效果最好，尤其是高原、高空环境及外呼吸功能障碍引起的乏氧性缺氧，这类患者的动脉血氧分压和氧饱和度明显降低，采用常压氧疗吸入高浓度的氧气即可有效提高肺泡气氧分压，促进氧在肺部的弥散与交换，改善组织细胞的氧供。先天性心脏病患者由右向左分流引起的缺氧，因吸入的氧无法与分流的静脉血起氧合作用，常压氧疗的作用不大。

2.血液性缺氧和循环性缺氧  严重贫血、高铁血红蛋白血症及循环性缺氧，由于动脉血氧分压正常，氧疗后血液氧含量增加有限，但吸氧可增加血浆内物理溶解的氧量；CO中毒患者吸入纯氧特别是高压氧时，可通过氧与CO的竞争，加速CO从HbCO中解离出来，达到较好的治疗效果。高压状态下吸氧，可显著提高血浆中溶解的氧量，2个大气压（ATA）下吸氧时，每100ml血液中可物理溶解4.2ml的氧；3个大气压下吸氧时，每100ml血液中可物理溶解6.4ml的氧，可完全满足组织细胞代谢时对氧的需求。

3.组织性缺氧  因组织细胞利用氧的能力下降，吸氧也不能提高其利用氧的能力，所以氧疗对组织性缺氧的疗效甚微。

需要注意的是，低氧血症伴高碳酸血症的患者，应采取低浓度、低流量持续给氧。PaO₂维持在60mmHg，逐渐提高吸入氧的浓度及流量。

三、氧中毒

长时间吸入氧分压过高的气体可导致机体组织细胞损伤、器官功能障碍，称为氧中毒。氧中毒的发生与吸入气氧分压的高低和持续的时间密切相关，吸入气氧分压越高，吸氧时间越长越容易发生氧中毒。氧中毒是氧疗时最严重的并发症，吸氧浓度＞60%，持续时间超过24小时就可能发生。氧中毒主要包括肺型氧中毒、脑型氧中毒和眼型氧中毒三种类型。

（一）肺型氧中毒

肺型氧中毒患者主要表现为胸骨后不适（烧灼或刺激感），不能控制的咳嗽，呼吸困难，肺活量变小，动脉血氧分压下降。以肺部损害为主，肺部呈炎性病变，有炎细胞浸润、充血、出血、水肿和肺不张，两肺可出现干湿性啰音。可发生于高压氧疗或常压氧疗，多见于持续长时间高浓度的常压氧疗，又称慢性氧中毒。肺型氧中毒的发生机制并不完全清楚，可能与活性氧（包括超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基和单线态氧）的毒性有关。

（二）脑型氧中毒

以脑功能障碍为主。吸入2个以上大气压的氧，短时间内即可引起氧中毒，主要临床表现为视觉和听觉障碍，恶心、出汗、抽搐、晕厥等神经症状，严重者可昏迷、死亡。又称急性氧中毒。

（三）眼型氧中毒

长时间吸入高浓度的氧可缓慢地出现视网膜萎缩。不成熟的组织对高分压氧特别敏感，早产婴儿在恒温箱内吸高分压氧时间过长，视网膜可出现广泛的血管阻塞、成纤维组织浸润、晶体后纤维增生，可因此致盲。

临床上使用高压氧疗，当患者出现神经症状时，应区分脑型氧中毒与缺氧性脑病。脑型氧中毒患者先抽搐后昏迷，抽搐时患者是清醒的；缺氧性脑病患者先昏迷后抽搐。对氧中毒者应控制吸氧，对缺氧性脑病患者应加强氧疗。