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缺氧分为:轻度缺氧,中度缺氧,重度缺氧,
氧流量各是:1-2/L,2-4/L,4-8/L
缺氧的类型、原因和发生机制
根据缺氧的原因和血气变化的特点,可把单纯性缺氧分为四种类型:
低张性缺氧
低张性缺氧(hypotonic hypoxia)指由 Pa O2 明显降低并导致组织供氧不足。当 Pa O2 低于 8kPa (60mmHg)时,可直接导致CaO2和SaO2 明显降低,因此低张性缺氧也可以称为低张性低氧血症( hypotonic hypoxemia )。
1、原因
低张性缺氧的常见原因为吸入气体氧分压过低、肺功能障碍和静脉血掺杂入动脉血增多。
(1) 吸入气体氧分压过低:因吸入过低氧分压气体所引起的缺氧,又称为大气性缺氧( atmospheric hypoxia )。
(2) 外呼吸功能障碍:由肺通气或换气功能障碍所致,称为呼吸性缺氧( respiratory hypoxia )。常见于各种呼吸系统疾病、呼吸中枢抑制或呼吸肌麻痹等。
(3) 静脉血分流入动脉:多见于先天性心脏病。
2、血氧变化的特点
①由于弥散入动脉血中的氧压力过低使PaO2降低,过低的PaO2可直接导致CaO2和SaO2降低;
②如果Hb无质和量的异常变化,CO2max 正常;
③由于PaO2降低时,红细胞内2,3-DPG增多,故血SaO2 降低;
④低张性缺氧时, PaO2 和血SaO2 降低使CaO2降低;
⑤动-静脉氧差减小或变化不大。通常 100ml 血液流经组织时约有 5ml 氧被利用,即 A-V d O2 约为 2.23mmol/L(5ml/dl) 。氧从血液向组织弥散的动力是二者之间的氧分压差,当低张性缺氧时, Pa O2 明显降低和CaO2明显减少,使氧的弥散速度减慢,同量血液弥散给组织的氧量减少,最终导致 A-V d O2 减小和组织缺氧。如果是慢性缺氧,组织利用氧的能力代偿增加时,A-VdO2变化也可不明显。
3、皮肤粘膜颜色的变化
正常毛细血管中脱氧 Hb 平均浓度为 26g /L( 2.6g /dl) 。低张性缺氧时,动脉血与静脉血的氧合 Hb 浓度均降低,毛细血管中氧合 Hb 必然减少,脱氧 Hb 浓度则增加。当毛细血管中脱氧 Hb 平均浓度增加至 50g /L(5g/dl) 以上(SaO2 ≤80%~85%)可使皮肤粘膜出现青紫色,称为紫绀(cyanosis) 。在慢性低张性缺氧很容易出现紫绀。紫绀是缺氧的表现,但缺氧的病人不一定都有紫绀,例如贫血引起的血液性缺氧可无紫绀。同样,有紫绀的病人也可无缺氧,如真性红细胞增多症患者,由于 Hb 异常增多,使毛细血管内脱氧 Hb 含量很容易超过 50g /L ,故易出现紫绀而无缺氧症状。
血液性缺氧
血液性缺氧(hemic hypoxia)指 Hb 量或质的改变,使CaO2减少或同时伴有氧合 Hb 结合的氧不易释出所引起的组织缺氧。由于 Hb 数量减少引起的血液性缺氧,因其 Pa O2 正常而CaO2减低,又称等张性缺氧(isotonic hypoxemia)。
1、原因
(1) 贫血:又称为贫血性缺氧 (anemic hypoxia) 。
(2) 一氧化碳( CO )中毒: Hb 与 CO 结合可生成碳氧 Hb ( carboxyhemoglobin, HbCO )。 CO 与 Hb 结合的速度虽仅为 O2 与 Hb 结合速率的 1/10 ,但 HbCO 的解离速度却只有 HbO2 解离速度的 1/2100 ,因此, CO 与 Hb 的亲和力比 O2 与 Hb 的亲和力大 210 倍。当吸入气体中含有0.1%CO时,血液中的Hb可有50%转为 HbCO ,从而使大量Hb 失去携氧功能;CO 还能抑制红细胞内糖酵解,使2,3-DPG生成减少,氧解离曲线左移, HbO2不易释放出结合的氧;HbCO中结合的 O2 也很难释放出来。由于 HbCO 失去携带 O2 和妨碍 O2 的解离,从而造成组织严重缺氧。在正常人血中大约有 0.4%HbCO 。当空气中含有 0.5%CO 时,血中 HbCO 仅在 20 ~ 30min 就可高达 70% 。 CO 中毒时,代谢旺盛、需氧量高以及血管吻合支较少的器官更易受到损害。
(3) 高铁血红蛋白血症:当亚硝酸盐、过氯酸盐、磺胺等中毒时, 可以使血液中大量( 20% ~ 50% ) Hb 转变为高铁血红蛋白( methemoglobin, HbFe 3+ OH )。高铁 Hb 形成是由于 Hb 中二价铁在氧化剂的作用下氧化成三价铁,故又称为变性 Hb 或羟化 Hb 。高铁 Hb 中的Fe3+ 因与羟基牢固结合而丧失携带氧能力;另外,当 Hb 分子中有部分Fe2+ 氧化为Fe3+ ,剩余吡咯环上的Fe2+ 与 O2 的亲和力增高,氧离曲线左移,高铁 Hb 不易释放出所结合的氧,加重组织缺氧。患者可因缺氧,出现头痛、衰弱、昏迷、呼吸困难和心动过速等症状。临床上常见的是食用大量新腌咸菜或腐败的蔬菜,由于它们含有大量硝酸盐,经胃肠道细菌作用将硝酸盐还原成亚硝酸盐并经肠道粘膜吸收后,引起高铁 Hb 血症,患者皮肤、粘膜(如口唇)呈现青灰色,也称为肠源性紫绀 (enterogenous cyanosis) 。
在生理状态下,血液中也有少量的高铁 Hb 不断形成,但可以通过体内还原剂如 NADH 、维生素 C 、还原型谷胱甘肽等还原为Fe2+ ,使正常血液中高铁 Hb 含量限于 Hb 总量的 1% ~ 2% 。高铁 Hb 血症还可见于一种 HbM 遗传性高铁 Hb 血症。这种疾病是由于 a 58 组 → 酪 突变,酪氨酸占据了血红素 Fe 原子的配基位置,使之呈现稳定的高铁状态,患者有紫绀症状和继发性红细胞增多。
(4)Hb 与氧的亲和力异常增加:见于输入大量库存血液或硷性液体,也见于某些血红蛋白病。库存血液的红细胞内 2,3-DPG 含量低使氧合血红蛋白解离曲线左移;基因的突变, a 链第 92 位精氨酸被亮氨酸取代时, Hb 与 O2 的亲和力比正常高几倍。
2、血氧变化的特点
贫血引起缺氧时,由于外呼吸功能正常,所以 Pa O2 、SaO2 正常,但因 Hb 数量减少或性质改变,使氧容量降低导致CaO2减少。
CO 中毒时,其血氧变化与贫血的变化基本是一致的。但是CO2max 在体外检测时可以是正常的,这因在体外用氧气对血样本进行了充分平衡,此时O2已完全竞争取代HbCO中的 CO 形成氧合 Hb ,所以血 CO2 max 可以是正常的。
血液性缺氧时,血液流经毛细血管时,因血中HbO2总量不足和PO2下降较快,使氧的弥散动力和速度也很快降低,故 A-V d O2 低于正常。
Hb与O2 亲和力增加引起的血液性缺氧较特殊,其PaO2 正常;CaO2和SaO2 正常,由于Hb与O2亲和力较大,故结合的氧不易释放导致组织缺氧,所以 PvO2升高;CvO2和 Sv O2升高,A-V d O2 小于正常。
3、皮肤、粘膜颜色变化
单纯 Hb 减少时,因氧合血红蛋白减少,另外患者毛细血管中还原 Hb 未达到出现紫绀的阈值,所以皮肤、粘膜颜色较为苍白; HbCO 本身具有特别鲜红的颜色, CO 中毒患者时,由于血液中 HbCO 增多,所以皮肤、粘膜呈现樱桃红色,严重缺氧时由于皮肤血管收缩,皮肤、粘膜呈苍白色;高铁 Hb 血症时,由于血中高铁 Hb 含量增加,所以患者皮肤、粘膜出现深咖啡色或青紫色;单纯的由Hb与O2 亲和力增高时,由于毛细血管中脱氧Hb量少于正常,所以患者皮肤、粘膜无紫绀。
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