血液性缺氧(hemichypoxia)指Hb量或質(zhì)的改變,導(dǎo)致CaO2降低或Hb結(jié)合的氧不易釋出所引起的組織缺氧。血液性缺氧時(shí)CaO2大多降低而PaO2正常,故又稱為等張性低氧血癥(isotonichypoxemia)。
(一)原因
1.貧血Hb數(shù)量減少所致的缺氧,又稱貧血性缺氧(anemichypoxia)。
2.CO中毒Hb與CO結(jié)合形成碳氧Hb(carboxyhemoglobin,HbCO),從而失去運(yùn)氧功能。CO與Hb結(jié)合的速率雖僅為O2與Hb結(jié)合速率的1/10,但HbCO的解離速度卻為HbO2解離速度的1/2100.因此,CO與Hb的親和力比O2大210倍。當(dāng)吸入氣中有0.1%的CO時(shí),血液中的Hb可能有50%為HbCO;CO還能抑制紅細(xì)胞內(nèi)糖酵解,使其2,3-DPG生成減少,氧離曲線左移,HbO2中的氧不易釋出;一個(gè)Hb分子可同時(shí)與CO和O2結(jié)合,這種Hb所帶的O2也很難釋放。因此,CO中毒既妨礙Hb與O2的結(jié)合,又妨礙氧的解離,從而造成組織嚴(yán)重缺氧。在正常情況下,當(dāng)紅細(xì)胞崩解,亞鐵血紅素的吡咯環(huán)裂解時(shí),可產(chǎn)生少量CO,故正常人血中可有0.4%的HbCO.當(dāng)吸入含0.5%CO的氣體時(shí)醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理,血中HbCO僅在20-30min就可高達(dá)70%,中毒者將死于心臟和呼吸衰竭。
3.高鐵Hb血癥Hb中的二價(jià)鐵在氧化劑的作用下可氧化成三價(jià)鐵,形成高鐵Hb(methemoglobin,HbFe3+OH,MHb),也稱變性Hb或羥化Hb.高鐵Hb中的三價(jià)鐵因與羥基牢固結(jié)合而喪失攜氧能力,加上Hb分子的四個(gè)二價(jià)鐵中有一部分氧化為三價(jià)鐵后還能使剩余的Fe2+與氧的親和力增高,導(dǎo)致氧離曲線左移,使組織缺氧。生理情況下,血液中不斷形成極少量高鐵Hb,又不斷被血液中的還原劑如NADH、抗壞血酸、還原型谷胱甘肽等還原為二價(jià)鐵Hb,使正常血液中高鐵Hb含量只占Hb總量的1%~2%.亞硝酸鹽、過(guò)氯酸鹽等氧化劑中毒時(shí),如血中高鐵Hb含量增加至20%~50%,就可出現(xiàn)頭疼、衰弱、昏迷、呼吸困難和心動(dòng)過(guò)速等癥狀。較常見(jiàn)的是食用大量含硝酸鹽的腌菜后,經(jīng)腸道細(xì)菌作用將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽,后者吸收導(dǎo)致高鐵Hb血癥,稱為腸源性紫紺(enterogenouscyanosis)。
4.Hb與氧的親和力異常增強(qiáng)如輸入大量庫(kù)存血液,由于庫(kù)存血中紅細(xì)胞2,3-DPG含量低,可使氧合Hb解離曲線左移;輸入大量堿性液體,使血液pH升高,在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)Bohr效應(yīng)也可使Hb與O2的親和力增強(qiáng);此外,Hb肽鏈中氨基酸替代(如α鏈第92位精氨酸被亮氨酸取代),也可大大增強(qiáng)Hb與O2的親和力,從而使組織缺氧。
(二)血氧變化的特點(diǎn)與組織缺氧的機(jī)制
血液性缺氧時(shí),由于外呼吸功能正常,故動(dòng)脈血氧分壓及血氧飽和度正常,但因Hb數(shù)量減少或性質(zhì)改變,使血氧容量降低,因而血氧含量也減少。
CO中毒時(shí),病人血氧含量降低。將血取出在體外用氧充分飽和后,測(cè)得的血氧容量則是正常的,因?yàn)榇藭r(shí)O2已完全取代CO,HbCO已不復(fù)存在。
毛細(xì)血管床中氧向組織、細(xì)胞彌散的動(dòng)力是血液與組織、細(xì)胞之間的氧分壓梯度,在毛細(xì)血管動(dòng)脈端血液PO2高,故O2向血管外彌散速度快。血液由動(dòng)脈端流向靜脈端時(shí),血氧含量逐漸減少,PO2逐步下降,氧向組織的彌散速度逐步減慢,故組織獲得的氧量取決于毛細(xì)血管中的平均氧分壓與組織細(xì)胞的氧分壓差。貧血病人雖然PaO2正常,其毛細(xì)血管床中平均血氧分壓卻低于正常,故使組織缺氧。例如,一貧血病人Hb為正常值的一半,則其血氧容量為10ml/dl,100ml血液流入毛細(xì)血管床,釋出1ml氧后,SO2由95%降至85%,PO2由100mmHg降至53mmHg;而正常人100ml血液釋出1mlO2后,SO2由95%僅降至90%,PO2僅降至63mmHg.可見(jiàn),貧血病人血液流經(jīng)毛細(xì)血管時(shí),血氧分壓降低較快,氧向組織彌散的速度也很快減慢,導(dǎo)致組織缺氧和動(dòng)-靜脈血氧含量差低于正常。
Hb與O2親和力增強(qiáng)引起的血液性缺氧較特殊,其動(dòng)脈血氧容量和氧含量可不低,甚至有的還高于正常。這時(shí)的組織缺氧是由于Hb與氧的親和力較大,結(jié)合的氧不易釋出所致,其動(dòng)-靜脈血氧含量差小于正常。
血液性缺氧的病人可無(wú)發(fā)紺。嚴(yán)重貧血的病人面色蒼白,即使再加上低張性缺氧,毛細(xì)血管中脫氧Hb仍然達(dá)不到5g/dl,故不會(huì)出現(xiàn)發(fā)紺;CO中毒者血液中HbCO增多,故皮膚、粘膜呈櫻桃紅色,嚴(yán)重缺氧時(shí)由于皮膚血管收縮,皮膚、粘膜呈蒼白色;高鐵Hb呈咖啡色或青石板色,故使患者皮膚和粘膜呈咖啡色或類似于發(fā)紺的顏色;單純由Hb與O2親合力增高引起的缺氧,毛細(xì)血管中脫氧Hb量少于正常,因此無(wú)發(fā)紺。