第三節(jié)　缺氧對機(jī)體的影響

缺氧發(fā)生的程度、速度、持續(xù)時間和機(jī)體的功能代謝狀態(tài)，決定著缺氧對機(jī)體影響的大小。輕度缺氧僅出現(xiàn)代償性反應(yīng)，急性重度缺氧則可導(dǎo)致代謝功能障礙，甚至死亡。本節(jié)以乏氧性缺氧為例，介紹缺氧對機(jī)體的影響。

一、呼吸系統(tǒng)的變化

（一）代償性反應(yīng)

缺氧時的主要代償表現(xiàn)為呼吸加深、加快，肺泡通氣量增加。其代償意義在于：①當(dāng)動脈血氧分壓降低至8kPa（60mmHg）以下時，可直接刺激頸動脈體和主動脈體化學(xué)感受器，反射性地興奮呼吸中樞，使呼吸加深加快，肺泡通氣量增多，動脈血氧分壓隨之增高；②呼吸運(yùn)動增強(qiáng)時，胸廓活動幅度增大使胸腔負(fù)壓增大，有利于靜脈回流，心輸出量和肺血流量增加，有利于血液攝取和運(yùn)輸更多的氧，以緩解缺氧對機(jī)體的損害作用。

血液性缺氧、循環(huán)性缺氧和組織性缺氧患者，如果不合并動脈血氧分壓降低，呼吸系統(tǒng)的代償作用不明顯。

（二）損傷性變化

迅速登高或在高原（海拔大于4000m），可在數(shù)日（1～4d）內(nèi)引發(fā)高原性肺水腫，出現(xiàn)呼吸困難、發(fā)紺、咳嗽、血性泡沫痰、肺部濕性啰音等一系列呼吸功能障礙的表現(xiàn)；重度缺氧引起的動脈血氧分壓低于30mmHg（1mmHg＝133．3Pa）時，可直接抑制呼吸中樞，使呼吸變淺、變慢，肺泡通氣量減少，形成中樞性呼吸衰竭。

二、循環(huán)系統(tǒng)的變化

（一）代償性反應(yīng)

1．心輸出量增加

心輸出量增加為急性低張性缺氧的主要代償反應(yīng)，可提高全身組織的供氧量。其機(jī)制如下。①心率增快：肺泡通氣量增大時，可促使肺泡膨脹，刺激肺牽張感受器，反射性地興奮交感神經(jīng)，引起心率加快，心輸出量增加。②心肌收縮性增強(qiáng)：動脈血氧分壓降低，興奮交感神經(jīng)，釋放大量兒茶酚胺，作用于心肌細(xì)胞β^-腎上腺素能受體，增強(qiáng)心肌的收縮性。③回心血量增加：胸廓運(yùn)動增強(qiáng)，有利于提高回心血量。

2．血流重新分布

急性缺氧時，交感神經(jīng)興奮，皮膚、腹腔器官等處血管收縮，血流量銳減，可刺激組織細(xì)胞產(chǎn)生多種擴(kuò)張血管物質(zhì)（如乳酸、腺苷等），引起心、腦血管擴(kuò)張，血流量增加。通過血流重新分布，確保心、腦等生命重要器官的血液供應(yīng)，具有重要的代償調(diào)節(jié)作用。

3．肺血管收縮

急性缺氧引起肺血管收縮，相應(yīng)的肺泡血流量減少，這樣有利于局部肺組織維持適當(dāng)?shù)耐夂脱鞅壤沽鹘?jīng)該區(qū)域肺泡的血液充分動脈化，以保持較高的動脈血氧分壓。

4．毛細(xì)血管增生

毛細(xì)血管增生主要見于慢性缺氧。此時，機(jī)體毛細(xì)血管廣泛增生，尤以腦、心和骨骼肌增生明顯，有利于增加對組織細(xì)胞的供氧量。這種現(xiàn)象與血管內(nèi)皮生長因子等基因表達(dá)增多有關(guān)。

（二）損傷性變化

1．肺動脈高壓

缺氧可使肺血管持續(xù)收縮，導(dǎo)致肺循環(huán)阻力增加，引起肺動脈高壓，加重心臟負(fù)擔(dān)，可造成右心肥大甚至右心衰竭。

2．心肌舒縮功能降低

嚴(yán)重缺氧可損傷心肌的收縮和舒張功能，患者常出現(xiàn)右心衰竭，嚴(yán)重者可出現(xiàn)全心衰竭。

3．心律失常

嚴(yán)重缺氧可引起竇性心動過緩、期前收縮，甚至發(fā)生心室纖顫。重度心肌受損還可以導(dǎo)致完全性的傳導(dǎo)阻滯。

4．回心血量減少

缺氧時，細(xì)胞代謝產(chǎn)生大量乳酸和腺苷等擴(kuò)張血管的物質(zhì)，使血液在外周淤積；嚴(yán)重缺氧可抑制呼吸中樞，導(dǎo)致胸廓運(yùn)動減弱，回心血量減少，心輸出量降低，使組織細(xì)胞供氧量減少。

三、血液系統(tǒng)的變化

（一）代償性反應(yīng)

1．紅細(xì)胞增多

紅細(xì)胞增多常見于慢性缺氧。由于腎臟產(chǎn)生和釋放促紅細(xì)胞生成素增加，骨髓造血功能增強(qiáng)，紅細(xì)胞數(shù)量增加。急性缺氧時，交感神經(jīng)興奮，肝、脾等儲血器官收縮，將儲存的血液釋放入體循環(huán)，可使血液循環(huán)中的紅細(xì)胞數(shù)目增多。

2．氧解離曲線右移

缺氧時，紅細(xì)胞內(nèi)糖酵解作用增強(qiáng)，中間產(chǎn)物2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）生成增多，可使氧合血紅蛋白解離曲線右移，血紅蛋白與氧的親和力降低，有利于血液向組織供氧。

（二）損傷性變化

如果血液中紅細(xì)胞過度增加，會引起血液黏度明顯增高，血流阻力增大，心臟后負(fù)荷加重，易發(fā)生心力衰竭。在吸入氣體氧分壓明顯降低的情況下，紅細(xì)胞中過多的2，3-DPG會阻礙血紅蛋白與氧的結(jié)合，使動脈血氧含量過低，對組織細(xì)胞氧的供應(yīng)將會嚴(yán)重不足。

四、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的變化

腦是機(jī)體中耗氧量最高、對缺氧最為敏感的一個重要器官。正常狀態(tài)下，僅占體重2%的腦，其血流量約占心輸出量的15%，腦耗氧量約占機(jī)體總耗氧量的23%，而腦內(nèi)葡萄糖和氧的儲備很少，所以腦對缺氧十分敏感，缺氧會直接損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。急性缺氧患者可出現(xiàn)頭痛，情緒激動，思維力、記憶力、判斷力下降或喪失，運(yùn)動不協(xié)調(diào)等；慢性缺氧患者出現(xiàn)的神經(jīng)精神癥狀較為緩和，表現(xiàn)為注意力不集中、易疲勞、嗜睡及精神抑郁等癥狀。

五、組織細(xì)胞的變化

（一）代償性反應(yīng)

1．細(xì)胞利用氧的能力增強(qiáng)

細(xì)胞利用氧的能力增強(qiáng)多見于慢性缺氧。細(xì)胞內(nèi)線粒體的數(shù)量增加和膜表面積增大，呼吸鏈中酶活性增高，使細(xì)胞內(nèi)呼吸功能增強(qiáng)，提高組織細(xì)胞利用氧的能力。

2．糖酵解作用增強(qiáng)

磷酸果糖激酶是糖酵解過程中最主要的限速酶。在缺氧時，因ATP生成減少，故可通過加強(qiáng)糖酵解作用，來補(bǔ)償機(jī)體能量的不足。

3．肌紅蛋白增加

久居高原的人，骨骼肌組織中的肌紅蛋白含量增加。由于肌紅蛋白在體內(nèi)的總量較多，它與氧的親和力又大于血紅蛋白的，因而肌紅蛋白增加可從血液中攝取更多的氧，成為機(jī)體一個重要的儲氧庫。另外，肌紅蛋白增多還可加快氧在組織中的彌散。

4．低代謝狀態(tài)

缺氧可使細(xì)胞的耗能過程減弱，例如，糖原、蛋白質(zhì)合成減少，離子泵功能降低，使細(xì)胞呈低代謝狀態(tài)，從而有利于機(jī)體在缺氧環(huán)境中生存。

（二）損傷性變化

1．細(xì)胞膜的變化

缺氧使細(xì)胞ATP生成減少，細(xì)胞膜Na^＋-K＋泵功能障礙，Na^＋內(nèi)流增多，產(chǎn)生細(xì)胞水腫；K＋外流加快，造成細(xì)胞內(nèi)缺鉀。細(xì)胞內(nèi)缺鉀會影響合成代謝和酶的功能。

2．線粒體的變化

輕度缺氧可增強(qiáng)線粒體的呼吸功能。嚴(yán)重缺氧除明顯抑制線粒體功能和氧化過程外，還可使其產(chǎn)生腫脹、嵴斷裂、崩解、外膜破裂、基質(zhì)外溢等，使ATP產(chǎn)生進(jìn)一步減少。

3．溶酶體的變化

缺氧所致的酸中毒可提高磷脂酶的活性，使溶酶體膜的磷脂分解，膜通透性增高，出現(xiàn)溶酶體腫脹、破裂、溶酶體酶大量釋放，引起細(xì)胞自溶。