低张性缺氧对机体的影响有哪些？

缺氧时机体的功能代谢变化包括代偿反应和破坏反应。 有时两者之间的区别仅在于反应程度。 比如，平原人进入高原后，红细胞的生成增多，有利于提高其输送氧气的能力，这是一种代偿反应。 但如果红细胞数量过多，就会因血液粘度增加而引起微循环障碍，进而加剧组织和细胞缺氧，成为破坏性反应。 轻度缺氧主要引起机体的代偿反应。 严重缺氧和机体代偿不足会导致各系统功能代谢紊乱，造成组织细胞损伤。 急性缺氧时，机体往往来不及充分发挥代偿功能，容易发生破坏性变化。 例如，快速进入海拔3000米以上高原的人容易发生急性高山病，而缓慢进入海拔相同海拔的高原的人，急性高山病的发生率明显较低。

各种类型的缺氧所引起的变化既有相似之处，又有不同之处。 下面以低渗性缺氧为例来说明缺氧对身体的影响。

1.呼吸系统的变化

(1)肺通气量增加

PaO2降低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，使呼吸加深和加速，肺泡通气量增加，称为缺氧通气反应（HVR）。 这是对急性缺氧最重要的反应。 代偿反应的意义在于：①更深、更快的呼吸可以动员不参与通气的肺泡，增加呼吸面积，改善氧的扩散； ②深而快呼吸时，胸廓活动幅度增大，胸腔内负压增大，促进静脉回流，增加回心脏的血液量，促进肺血流量和心输出量增加，有利于肺部的气体交换和血液中氧气的输送。

缺氧通气反应的强度与缺氧程度和缺氧持续时间有关。 平原人进入高原后，肺通气量立即增加，4～7天后达到峰值。 长时间停留高原后，由于外周化学感受器对缺氧的敏感性降低，通气反应逐渐减弱，肺通气量逐渐减少。

血液缺氧、循环缺氧和组织缺氧时，由于动脉血氧分压正常，肺通气量无明显变化。

(2)高原肺水肿

当少数人从平原快速进入海拔2500m以上的高原时，可能会因低压缺氧而患上高原特有的疾病——高原肺水肿（HAPE）。 临床表现为呼吸困难、严重紫绀、咳出粉红色泡沫痰或白色泡沫痰、肺部有湿性隆隆声。

(3)中枢性呼吸衰竭

当氧分压

2.循环系统的变化

(1)心脏功能和结构的变化

1.心率

急性轻、中度缺氧时，缺氧通气反应和呼吸运动增强，刺激肺牵张感受器，反射性兴奋交感神经，心率加快，有利于增加血液循环和氧输送，是机体对氧的反应。缺氧。 对氧气的代偿反应。 严重缺氧可直接抑制心血管运动中枢，引起心肌能量代谢紊乱，心率减慢。

2. 心肌收缩力

缺氧初期，交感神经兴奋，心肌收缩力增强。 以后如果心肌细胞本身缺氧，心肌的舒张功能就会降低，心肌的收缩力就会减弱。 极度严重缺氧可直接抑制心血管运动中枢，引起心肌能量代谢紊乱并损害心肌收缩蛋白，使心肌收缩力减弱。

3.心输出量

进入平台期初期，心输出量增加。 长时间停留平台期后，心输出量逐渐减少。 心输出量的增加有利于增加器官和组织的血液供应，是急性缺氧时的重要代偿机制。 极度严重缺氧可因心率减慢、心肌收缩力减弱、回流心脏的血液减少而导致心输出量减少。

4.心律

严重缺氧可引起窦性心动过缓，甚至心室颤动。

5.心脏的结构变化

长期生活在高原地区或患有慢性阻塞性肺疾病的患者，会因肺动脉压力和血液粘度持续增高而出现右心室负荷增加、右心室肥大、严重心力衰竭。

(2)血流分布的变化

缺氧时，全身各器官的血流分布会发生变化。 心脏和大脑的血流量增加，而皮肤、内脏、骨骼肌和肾脏的血流量减少。 例如，到达3000m高原后12小时，脑血流量可增加33%。

缺氧时血液的重新分配，有利于保证重要重要器官的供氧，具有重要的代偿意义。 但如果反应太强烈，就会产生不良影响。 比如，平原人进入高原后，脑血流量增加，有利于保证大脑的血氧供应。 但如果脑血流量增加过多，超过脑室和脊髓腔的缓冲能力，就会引起颅内压显着升高，成为剧烈头痛等高原反应症状发生的重要机制。

(3)肺循环的变化

急性缺氧引起肺血管收缩。 慢性缺氧不仅引起肺血管收缩，还会引起肺血管结构改变，表现为管壁增厚、管腔变窄，导致持续性肺动脉高压。

1.缺氧性肺血管收缩（HPR）

肺循环具有流量大、压力低、阻力低、容量大的特点，有利于流经肺部的血液充分充氧。 肺泡PO2减少可引起该区域肺小动脉收缩，称为缺氧性肺血管收缩(HPR)。 HPR的生理意义是减少缺氧肺泡周围的血流，并将这部分血流分流至通气良好的肺泡，有利于维持肺泡通气与血流的适当比例，从而维持较高的PaO2 。 由此可见，HPR是对缺氧的一种代偿反应。 然而，过高的HPR是发生高原肺水肿的重要机制。 临床研究发现，高原肺水肿患者的HPR和肺动脉压明显高于同海拔健康人。

2.缺氧性肺动脉高压

慢性缺氧不仅使肺小动脉长期收缩，还会引起肺血管的结构重塑，表现为肌性小动脉肌性化，小动脉中层平滑肌增厚，管腔变窄，肺血管壁胶原蛋白和弹性增加。 纤维沉积、血管硬化和顺应性降低导致持续性缺氧性肺动脉高压 (HPH)。 持续性肺动脉高压可因右心室后负荷增加而导致右心室肥厚和衰竭。 缺氧性肺动脉高压是肺心病和高原心脏病发生的中心环节。

急性缺氧引起的肺动脉压升高，缺氧解除后能很快恢复正常，而慢性缺氧引起的肺动脉高压，缺氧解除后只能部分恢复，不能达到正常水平，这说明肺动脉高压的机制是： HPH包括血管。 无论是在收缩还是结构改性方面。

(4)组织毛细血管增生

慢性缺氧会导致组织中的毛细血管增生，尤其是心脏和大脑中。 组织内毛细血管的增殖和密度，缩短了氧从血管到组织细胞的扩散距离，增加了组织的供氧量，具有代偿意义。

3.血液系统的变化

(1)红细胞和血红蛋白增加

平原人进入高原后，红细胞和血红蛋白明显增加。 缺氧程度越严重、持续时间越长，红细胞和血红蛋白升高越显着。 慢性缺氧时红细胞增多，主要是骨髓造血功能增强所致。

红细胞和血红蛋白含量增加，可以增加血氧能力和血氧含量，增加组织供氧量，是机体对慢性缺氧的重要代偿反应。 大多数人进入平台期后，红细胞会增加到一定水平，然后趋于稳定。 然而，少数人的红细胞会过度增加。 此时血液粘度和血流阻力显着增加，导致微循环障碍，加剧组织细胞缺氧，容易导致血栓等并发症，出现头痛、头晕、失眠等各种症状，称为高原红血。细胞。 增生。

(2)红细胞中2,3-DPG增加，红细胞释氧能力增强

从平原进入高原后，红细胞中2,3-DPG含量迅速升高，返回平原后迅速恢复。 缺氧时，红细胞中2,3-DPG含量增加，有助于红细胞释放更多的氧气供组织和细胞使用。 ①2,3-DPG与脱氧血红蛋白（HHb）结合，稳定其空间结构，从而降低其结合氧的能力； ②2,3-DPG本身呈酸性，2,3-DPG的增加会使红细胞内的pH值降低，血红蛋白减少。 对氧的亲和力。

4.中枢神经系统的变化

大脑的重量仅占体重的2%~3%，但脑血流量却占心输出量的15%，大脑的耗氧量占人体总耗氧量的23%。 脑组织的能量主要来自葡萄糖的有氧氧化，而大脑中葡萄糖和氧气的储备都很少，因此脑组织对缺氧极为敏感。 正常情况下，脑组织完全缺氧15秒即可引起昏迷； 完全缺氧超过3分钟可导致昏迷数天； 完全缺氧8到10分钟通常会对脑组织造成不可逆转的损害。

急性缺氧会导致头痛、思维能力下降、情绪激动、动作不协调等。 严重时可能会出现抽搐或意识丧失。 慢性缺氧时神经精神症状较轻，表现为注意力不集中、记忆力减退、疲倦、轻度抑郁等。缺氧引起的脑组织形态改变主要是脑细胞肿胀、变形、坏死和间质性脑水肿。 极少数人进入3000m以上高原后可出现脑水肿，表现为剧烈头痛、共济失调、昏迷。 如果得不到及时治疗，很容易导致死亡。

5.组织和细胞的变化

(1)补偿性适应性变化

缺氧时，机体不仅通过增加通气量、心输出量、血红蛋白含量等器官系统层面的机制进行代偿，而且在组织细胞层面发生一系列代偿性适应性反应，以维持正常的生命活动。 缺氧时细胞水平发生的一系列补偿性适应性反应大多是通过基因水平的变化来实现的。

1. 细胞利用氧气的能力增强

慢性缺氧可使线粒体数量和表面积增加，有利于氧的扩散和利用。 同时，线粒体呼吸链中的酶含量和活性增加，提高细胞利用氧气的能力。 生活在高原的藏族人对高原缺氧环境的适应能力很强。 与移民汉族相比，藏族人能以较低的耗氧量完成同样的工作，这说明藏族人在组织细胞水平上具有较高的氧利用效率。 它是适应高原缺氧环境的重要机制。

2. 糖酵解增强

磷酸果糖激酶-1 是糖酵解的限速酶。 缺氧时，ATP 生成减少，ATP/ADP 比值降低，从而增加磷酸果糖激酶-1 的活性，加强糖酵解过程。 糖酵解通过底物磷酸化产生 ATP，而不消耗氧气来补偿能量的缺乏。

3. 携氧蛋白表达增加

细胞内存在多种携氧蛋白，如肌红蛋白（Mb）、脑珠蛋白（NGB）、细胞珠蛋白（CGB）等。 慢性缺氧时，细胞内肌红蛋白、脑红蛋白、细胞红蛋白含量增加，组织细胞吸收和储存氧的能力增强。 其中，Mb是一种广泛存在于肌肉细胞中的携氧蛋白，其与氧的亲和力明显高于血红蛋白。 因此，肌红蛋白可以有效促进氧气从血液和组织液转移到肌肉细胞。 它还具有储存氧气的功能，直接介导氧气向线粒体的转移。

4.低代谢状态

缺氧时，机体会通过一系列的调节机制来削弱细胞的能量消耗过程，如削弱糖和蛋白质的合成，减少耗氧量，以维持氧的供需平衡。

(2) 破坏性变化

1、细胞膜损伤

缺氧时，ATP生成减少，细胞膜上Na+-K+-ATP酶的功能下降。 另外，缺氧时，细胞内乳酸增加，pH值降低，使细胞膜通透性增加，细胞内Na+和水增多，引起细胞水肿； 内部Na+增多、K+减少也可使细胞膜电位负值变小，影响细胞功能。 严重缺氧时，细胞膜对Ca2+的通透性增加，Ca2+内流增加。 同时，由于细胞膜钙泵和肌浆网对钙的摄取是一个主动转运过程，因此ATP需要被水解。 由于缺氧时ATP减少，Ca2+的外流和肌浆网的摄取减少，导致细胞质Ca2+浓度升高。 Ca2+能抑制线粒体的呼吸功能，激活磷脂酶，分解膜磷脂。 此外，Ca2+还可激活钙依赖性蛋白水解酶，将黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶，从而增加氧自由基的形成，加重细胞损伤。

2.线粒体损伤

急性缺氧时，线粒体氧化磷酸化功能降低，ATP生成减少。 严重缺氧可引起线粒体结构损伤，表现为线粒体肿胀、嵴断裂和溶解、外膜破裂、基质溢出等。 缺氧引起线粒体损伤的机制是：缺氧时产生大量氧自由基，诱发脂质过氧化，破坏线粒体膜的结构和功能； 缺氧时，细胞内Ca2+超载，线粒体摄取钙增加，并在线粒体内积累形成磷酸钙沉积物，抑制氧化磷酸化，减少ATP产生。

3.溶酶体损伤

酸中毒和钙超载可激活磷脂酶并分解膜磷脂，使溶酶体膜的稳定性降低，通透性增加。 在严重的情况下，溶酶体会破裂。 蛋白水解酶从溶酶体逃逸导致细胞自溶。 溶酶体酶进入血液循环可以破坏各种组织细胞并造成广泛的损伤。

6. 缺氧治疗的病理生理基础

(1)消除病因

去除病因或消除缺氧原因是缺氧治疗的前提和关键。 高原脑水肿患者应尽快脱离高原缺氧环境； 患有慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘、严重急性呼吸综合征等患者应积极治疗原发病，改善肺部通气和换气功能； 先天性心脏病患者应及时进行手术治疗，各类中毒引起缺氧的患者应及时解毒。

(2)氧疗

通过吸入高分压氧的空气或纯氧来治疗疾病的方法称为氧疗。 氧疗是治疗缺氧的主要措施，在临床医学中得到广泛应用。 氧疗对各种类型的缺氧都有一定的疗效。 吸氧可以有效提高肺泡空气的氧分压，促进氧在肺内的扩散和交换，提高动脉血氧分压、血氧含量和氧饱和度。 因此，它对高原和高海拔缺氧以及肺通气功能不良和（或）通气功能障碍引起的低渗性缺氧等非常有效。 大多数急性高山病患者在吸氧、休息后症状都会缓解甚至痊愈。

失血性缺氧和循环性缺氧的患者，动脉血氧分压和氧饱和度正常。 这时氧疗的作用主要是提高动脉血氧分压，增加血液中物理溶解氧的量，将氧输送到组织中。 ，细胞的扩散速度也会加快，改善组织供氧。 另外，CO中毒患者吸入纯氧，特别是高压氧，不仅可以升高血氧分压，而且可以与CO竞争与血红蛋白结合，促进碳氧血红蛋白解离，治疗效果较好。 在组织缺氧时，组织的氧气供应是正常的。 此时的主要问题是细胞对氧气的利用受损。 氧疗的效果不如其他类型的缺氧。

(3)预防氧中毒

虽然氧疗对于治疗缺氧非常重要，但如果长期吸入氧分压过高的气体，会造成组织和细胞损伤，称为氧中毒。 氧中毒的发生与活性氧的毒性作用有关。 正常情况下，进入组织细胞的氧气中有一小部分在新陈代谢过程中产生活性氧并不断被清除。 当供氧过多时，活性氧的产生就会增加并超过身体的清除能力，导致组织和细胞损伤。

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