病理生理學/缺氧

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氧參與生物氧化，是正常生命活動不可缺少的物質(zhì)。成人在靜息狀態(tài)下，每分鐘耗氧量約250毫升；活動時，耗氧量增加。但人體內(nèi)氧儲量極少，有賴于外界環(huán)境氧的供給和通過呼吸、血液、血液循環(huán)不斷地完成氧的攝取和運輸，以保證細胞生物氧化的地需要。

當組織得不到充足的氧，或不能充分利用氧時，組織的代謝、機能、甚至形態(tài)結(jié)構(gòu)都可能發(fā)生異常變化，這一病理過程稱為缺氧（hypoxia）。

缺氧是許多疾病所共有的一個基本病理過程。例如休克、呼吸功能不全、心功能不全、貧血等，都可以引起缺氧。缺氧在軍事醫(yī)學中也是個非常重要的課題，例如高原適應(yīng)不全癥主要是個缺氧的問題；高空飛行、潛水作業(yè)、密閉艙或坑道內(nèi)作業(yè)，如果處理不當或發(fā)生意外，都可發(fā)生缺氧。所以研究缺氧發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律以及缺氧所引起的病理生理變化，對缺氧的防治，保障部隊戰(zhàn)斗力，具有重要的意義。

氧的獲得和利用是個復雜的過程。組織的供氧量＝動脈血氧含量×血流量；組織的耗氧量＝（動脈血氧含量－靜脈血氧含量）×血流量。故血氧是反映組織的供氧與耗氧的重要指標。

常用的血氧指標及其意義

氧分壓（PO2）是指以物理狀態(tài)溶解在血漿內(nèi)的氧分子所產(chǎn)生的張力（故又稱氧張力）。在100毫升℃的血液內(nèi)、以物理狀態(tài)溶解的氧，每0.003毫升可產(chǎn)生0.133kPa(1mmHg)的氧分壓。正常人在靜息狀態(tài)，呼吸海平面空氣，以物理狀態(tài)溶解在動脈血內(nèi)的氧約0.3毫升％，動脈血氧分壓（PaO2）約13.3kPa(100mmHg)；靜脈血氧分壓（PvO2）正常約5.32kPa（40mmHg）。

PaO2主要取決于肺泡氧分壓（PAO2）的高低、氧通過肺泡膜彌散入血的量、肺泡通氣量與肺血流量的比例。如果外界空氣氧分壓低或肺泡通氣減少，使肺泡氧分壓降低，或彌散障礙、通氣／血流比例失調(diào)，使肺動－靜脈血功能性或解剖性分流增加，都可使PaO2降低。

氧含量是指100毫升血液內(nèi)所含的氧毫升數(shù)，包括實際與血紅蛋白結(jié)合的氧和溶解在血漿內(nèi)的氧。正常動脈血氧含量約19.3毫升％，混合靜脈血氧含量約12毫升％。

血液氧含量主要取決于PaO2與血紅蛋白的質(zhì)和量。PaO2明顯降低或血紅蛋白結(jié)合氧的能力降低，使血紅蛋白飽和度降低，或單位容積血液內(nèi)血紅蛋白量減少，都可使氧含量減少。

氧容量指氧分壓為19.95kPa（150mmHg），二氧化碳分壓為5.32kPa（40mmHg），濕度38℃，在體外100毫升血液內(nèi)血紅蛋白所結(jié)合的氧量。正常血紅蛋白在上述條件下，每克能結(jié)合氧1.34～1.36毫升。若按每100毫升血液含量含血紅蛋白15克計算，動脈血和靜脈血氧容量約20毫升％。

氧含量取決于單位容積血液內(nèi)血紅蛋白的量和血紅蛋白結(jié)合氧的能力。如果血紅蛋白含量減少（貧血）或血紅蛋結(jié)合氧的能力降低（如高鐵血紅蛋白、碳氧血紅蛋白），則氧容量減少，氧含量也隨之減少。如果單位容積血液內(nèi)血紅蛋白的量和性質(zhì)正常，只是由于氧分壓降低使血紅蛋白氧飽和度降低。此時氧含量減少，但氧容量是正常的。

氧飽和度是指血紅蛋白與氧結(jié)合達到飽和程度的百分數(shù)。1克血紅蛋白最多能與1.36毫升的氧結(jié)合，氧飽和度達到100％。氧飽和度可以下列公式表示：

氧飽和度（％）＝實際1克血紅蛋白結(jié)合的氧（毫升）/1.36（毫升）×100

正常動脈血氧飽和度約95～97%，混合靜脈血氧飽和度約75％。

氧飽和度高低主要取決于氧分壓的高低，氧分壓與氧飽和度之間的關(guān)系，可用氧離曲線來表示（圖3-1）。由于血紅蛋白的生理特點，氧離曲線呈S形，PO27.98kPa(60mmHg)以下，才會使氧飽和度明顯降低，氧含量明顯減少，從而引起缺氧。

氧離曲線

圖3-1 氧離曲線

中間曲線為標準狀態(tài)下（38℃、PCO2 5.32kPa(40mmIIg)、pH7.4）的氧離曲線，P50約3.59kPa (27mmHg)

動脈血氧分壓和氧飽和度

混合靜脈血氧分壓和氧飽和度

kPa: 千帕斯卡(Kilo-Pascal),1mmHg=0.133kPa

血紅蛋白與氧親和力高低，常用P50表示。P50是指血液在38℃，pH7.4，PCO2 5.32kPa(400Hg)的條件下，使氧飽和度達到50％時的氧分壓。正常成人P50約為3.59kPa（27mmHg）。血液PCO2升高、pH降低、濕度升高或紅細胞內(nèi)2，3-DPG含量繒加，都可使血紅蛋白氧親和力降低，氧離曲線右移，P50增大（圖3-1）；反之，使血紅蛋白與氧親和力升高，氧離曲線左移，P50變小。血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能異常，不易與氧結(jié)合或不易解離氧，對P50也有影響。

動靜脈血氧差即動脈血氧含量減去靜脈血氧含量所得的毫升，說明組織對氧消耗量。由于各組織器官耗氧量不同，各器官動靜脈血氧差很不一樣。正常動脈血與混合靜脈血氧差約6～8毫升％。

動靜脈血氧差變化取決于組織從單位容積血液內(nèi)攝取氧的多少。PaO2明顯降低，動脈血與組織氧分壓梯差變??；微循環(huán)動靜脈吻合支開放，使流經(jīng)真毛血管的血量減少；紅細胞變形能力降低或紅細胞聚集，使血液流變性發(fā)生改變；細胞受損，利用氧的能力降低，都可使組織細胞從血液中的攝取的減少，動靜脈血氧減少變小。淤血，血流緩慢，雖然單位時間動脈血灌流減少，但由于血流緩慢和氧離曲線右移，組織從單位容積血液內(nèi)攝取的氧增多，動靜脈血氧差加大。各型缺氧時動靜脈血氧差的變化，要對具體情況作具體的分析。