缺氧时机体功能和代谢变化
缺氧时机体功能和代谢的变化,包括机体对缺氧的代偿反应和缺氧引起的功能障碍。不同类型缺氧所引起的变化不尽相同。以下主要以乏氧性缺氧为例,说明缺氧对机体的影响。
一、呼吸系统的变化
乏氧性缺氧时,由于动脉血氧分压降低,可刺激颈动脉体和主动脉体的化学感受器,反射性地引起呼吸加深加快。呼吸加深加快可使肺泡通气量增加,是对急性缺氧最重要的代偿反应。同时又可使胸腔负压加大,促进静脉血回流,增加肺血流量,从而加强氧的摄取和运输。但过度通气使血液中二氧化碳分压下降,减低了CO2对中枢化学感受器的刺激,可限制肺通气的增强。
急性乏氧性缺氧,如高原性肺水肿,可在1~4天内发生呼吸困难、咳嗽、粉红色泡沫痰、肺部湿啰音、皮肤黏膜发绀等临床表现。肺水肿影响肺的换气功能,可使动脉血氧分压进一步下降。动脉血氧分压过低时可直接抑制呼吸中枢,使呼吸受到抑制,肺通气量减少,导致中枢性呼吸衰竭。
动脉血氧分压正常的缺氧类型,如血液性缺氧和组织性缺氧,一般不发生明显的呼吸增强的代偿反应。
二、循环系统的变化
1. 心输出量变化
缺氧时,交感肾上腺髓质系统兴奋性增强,引起心率增加、心肌收缩力增强、静脉回流量增加,使心脏每分钟输出量增加。然而严重缺氧时,可使心肌收缩力减弱,每搏心输出量减少,甚至可出现心律不齐和心力衰竭。
2. 血流分布变化
缺氧时,交感肾上腺髓质系统兴奋性增强,血液重新分布,皮肤、内脏血管收缩,血流量减少,而脑和冠状动脉血管舒张,血流量增多,从而保证了心、脑的血液供应。
3. 肺血管收缩(https://www.daowen.com)
肺血管对缺氧的直接反应与体循环血管的相反,肺泡内气体氧分压下降引起肺小动脉收缩,使肺泡的血流量减少,有利于维持肺泡通气/血流量的适当比例。长期的肺小动脉收缩,可引起肺动脉高压,增加右心室的射血阻力,造成右心负荷增加而引起右心衰竭。
4. 毛细血管增生
长期慢性缺氧可使毛细血管增生,毛细血管的密度增加,使血液中的氧气到达细胞的弥散距离缩短,增加对细胞的供氧量。
三、血液系统的变化
1. 红细胞增多
急性缺氧时,由于交感肾上腺髓质系统兴奋,肝、脾等储血器官的血管收缩,大量血液进入体循环,血液中的红细胞数量大量增加,增强了血液携氧能力;慢性缺氧时,低氧血液流经肾脏,刺激肾小管旁间质细胞,产生大量促红细胞生成素,使骨髓生成红细胞增多,血液携带氧能力增强,提高动脉血氧含量,具有代偿意义。
2. 血红蛋白与氧亲和力降低(氧离曲线右移)
缺氧时,红细胞内糖酵解增强,其中间代谢产物2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)增加,使血红蛋白与氧亲和力降低,有利于血红蛋白释放氧,供组织利用。
四、中枢神经系统的变化
脑组织对缺氧较为敏感,急性缺氧可引起头痛、情绪激动、思维能力和记忆力降低或丧失、运动不协调等;慢性缺氧易疲劳、精力不集中、嗜睡、轻度精神抑郁等。严重缺氧可导致病人烦躁不安、惊厥、昏迷甚至死亡。
五、组织细胞和代谢的变化
慢性缺氧时组织细胞可通过增强对氧的储存和利用,增强无氧酵解过程等代谢变化来发挥代偿作用。表现如下。①肌红蛋白量增多,肌红蛋白和氧的亲和力较大,当氧分压明显下降时,肌红蛋白可释放出大量的氧供细胞利用,所以肌红蛋白的增多有增加机体氧的储存作用;②细胞内线粒体数目和细胞膜的表面积增加,氧化还原酶活性增强,增加组织利用氧的能力;③缺氧时糖酵解增强,在一定程度上可补充机体能量的不足,但同时乳酸生成增加,可发生代谢性酸中毒,导致细胞发生损伤。