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。成人在靜息狀態下，每分鐘耗氧量約250毫升；活動時，耗氧量增加。但人體內氧儲量極少，有賴於外界環境氧的供給和通過呼吸、血液、血液循環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、甚至形態結構都可能發生異常變化，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。缺氧在軍事醫學中也是個非常重要的課題，例如高原適應不全症主要是個缺氧的問題；高空飛行、潛水作業、密閉艙或坑道內作業，如果處理不當或發生意外，都可發生缺氧。所以研究缺氧發生和發展的規律以及缺氧所引起的病理生理變化，對缺氧的防治，保障部隊戰鬥力，具有重要的意義。

氧的獲得和利用是個複雜的過程。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）是指以物理狀態溶解在血漿內的氧分子所產生的張力（故又稱氧張力）。在100毫升℃的血液內、以物理狀態溶解的氧，每0.003毫升可產生0.133kPa(1mmHg)的氧分壓。正常人在靜息狀態，呼吸海平面空氣，以物理狀態溶解在動脈血內的氧約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主要取決於肺泡氧分壓（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，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毫升血液內所含的氧毫升數，包括實際與血紅蛋白結合的氧和溶解在血漿內的氧。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於PaO2與血紅蛋白的質和量。PaO2明顯降低或血紅蛋白結合氧的能力降低，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毫升血液內血紅蛋白所結合的氧量。正常血紅蛋白在上述條件下，每克能結合氧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％。

氧含量取決於單位容積血液內血紅蛋白的量和血紅蛋白結合氧的能力。如果血紅蛋白含量減少（貧血）或血紅蛋結合氧的能力降低（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血紅蛋白的量和性質正常，只是由於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合達到飽和程度的百分數。1克血紅蛋白最多能與1.36毫升的氧結合，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於氧分壓的高低，氧分壓與氧飽和度之間的關係，可用氧離曲線來表示（圖3-1）。由於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。血紅蛋白的結構與功能異常，不易與氧結合或不易解離氧，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。由於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於組織從單位容積血液內攝取氧的多少。PaO2明顯降低，動脈血與組織氧分壓梯差變小；微循環動靜脈吻合支開放，使流經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，但由於血流緩慢和氧離曲線右移，組織從單位容積血液內攝取的氧增多，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。