病理生理學(xué):第三節(jié)　缺氧時機(jī)體的機(jī)能代謝變化

缺氧時機(jī)體的機(jī)能代謝變化，包括機(jī)體對缺氧的代償性反應(yīng)和由缺氧引起的代謝與機(jī)能障礙。輕度缺氧主要引起機(jī)體代償性反應(yīng)；嚴(yán)重缺氧而機(jī)體代償不全時，出現(xiàn)的變化以代謝機(jī)能障礙為主。機(jī)體在急性缺氧時與慢性缺氧時的代償性反應(yīng)也有區(qū)別。急性缺氧是由于機(jī)體來不及代償而較易發(fā)生代謝的機(jī)能障礙。各種類型的缺氧所引起的變化，既有相似之處，又各具特點(diǎn)，以下主要以低張性缺氧為例，說明缺氧對機(jī)體的影響。

一、代償性反應(yīng)

動脈血氧分壓一般要降至8kPa(60mmHg)以下，才會使組織缺氧，才引起機(jī)體的代償反應(yīng)，包括增強(qiáng)呼吸血液循環(huán)，增加血液運(yùn)送氧和組織利用氧的功能等。

（一)呼吸系統(tǒng)

PaO2降低（低于8kPa)可刺激頸動脈體和主動脈體化學(xué)感受器。反射性地引起呼吸加深加快，從而使肺泡通氣量增加，肺泡氣氧分壓升高，PaO2也隨之升高。吸入10％氧時，通氣量可增加50％；吸入5％氧可使通氣量增加3倍。胸廓呼吸運(yùn)動的增強(qiáng)使胸內(nèi)負(fù)壓增大，還可促進(jìn)靜脈回流，增加心輸出量和肺血流量，有利于氧的攝取和運(yùn)輸。但過度通氣使PaO2降低，減低了CO2對延髓的中樞化學(xué)感受器的刺激，可限制肺通氣的增強(qiáng)。

圖3－2 各型缺氧的血氧變化特點(diǎn)

A動脈V靜脈圖中kPa相當(dāng)于mmHg的數(shù)值

低張性缺氧所引起的肺通氣變化與缺氧持續(xù)的時間有關(guān)。如人達(dá)到400m高原后，肺通氣量立即增加，但僅比在海平面高65％。數(shù)日后，肺通氣量可高達(dá)在海平面的5～7倍。但久居高原,肺通氣量逐漸回降，至僅比海平面者高15％左右。在急性缺氧早期肺通氣增加較少，可能因過度通氣形成的低碳酸血癥和呼吸性堿中毒對呼吸中樞的抑制作用，使肺通氣的增加受限。2～3日后，通過腎臟代償性地排出HCO3－，腦脊液內(nèi)的HCO3－也逐漸通過血腦屏障進(jìn)入血液，使腦組織中pH逐漸恢復(fù)正常，此時方能充分顯示缺氧興奮缺氧的作用。久居高原肺氣量回降，可能與外周化學(xué)感受器對缺氧的敏感性降低有關(guān)。據(jù)觀察，世居高原者之頸動脈體的平均體積比世居海平面者大6.7倍，患慢性阻塞性肺病的病人的頸動脈比正常人大一倍以上。電鏡觀察表明，在慢性低張性缺氧的早期，頸動脈體增大，其中I型細(xì)胞增多，因I型細(xì)胞中嗜鋨體含兒茶酚胺類神經(jīng)介質(zhì)，其增多可能具代償意義。但在缺氧晚期，在增大的頸動脈體中嗜鋨體的中心（core)縮小、暈輪（halo)加寬，有時整個嗜鋨體為空泡所取代。這可能是頸動脈化學(xué)感受器敏感性降低的原因。長期缺氧使肺通氣反應(yīng)減弱，這也是一種慢性適應(yīng)性反應(yīng)。因?yàn)榉瓮�氣每增�?L，呼吸肌耗氧增加0.5ml，可能加劇機(jī)體氧的供求矛盾，故長期呼吸運(yùn)動增強(qiáng)顯然是對機(jī)體不利的。

肺通氣量增加是對急性低張性缺氧最重要的代償性反應(yīng)。此反應(yīng)的強(qiáng)弱存在顯著的個體差異，代償良好者肺通氣量增加較多，PaO2比代償不良者高。PaCO2也較低。

血液性缺氧和組織性缺氧因PaO2不低，故呼吸一般不增強(qiáng)；循環(huán)性缺氧如累及肺循環(huán)，如心力衰竭引起肺淤血、水腫時，可使呼吸加快。

（二)循環(huán)系統(tǒng)

低張性缺氧引起的代償性心血管反應(yīng)，主要表現(xiàn)為心輸出量增加、血流分布改變、肺血管收縮與毛細(xì)血管增生。

1、心輸出量增加 有報(bào)道進(jìn)入高原（6100m)30天的人，其心輸出量比平原居民高2～3倍。在高原久住后，心輸出量逐漸減少。心輸出量增加可提高全身組織的供氧量，故對急性缺氧有一定的代償意義。心輸出量增加主要是由于：

（1)心率加快：過去認(rèn)為心率加快是頸動脈體和主動脈體化學(xué)感受器刺激反射性地引起。但有人實(shí)驗(yàn)，在控制呼吸不變的情況下，缺氧刺激血管化學(xué)感受器卻使心率變慢。因此缺氧時心率加快很可能是通氣增加所致肺膨脹對肺牽張感受器的刺激，反射性地通過交感神經(jīng)引起的。

然而呼吸運(yùn)動過深反而通過反射使心率減慢，外周血管擴(kuò)張和血壓下降。

（2)心收縮性增強(qiáng)：缺氧作為一種應(yīng)激原，可引起交感神經(jīng)興奮，作用于心臟β—腎上腺素能受體，使心收縮性增強(qiáng)。

（3)靜脈回流量增加：胸廓呼吸運(yùn)動及心臟活動增強(qiáng)，可導(dǎo)致靜脈回流量增加和心輸出量增多。

2、血流分布改變器官血流量取決于血液灌注的壓力（即動、靜脈壓差)和器官血流的阻力。后者主要取決于開放的血管數(shù)量與內(nèi)徑大小。缺氧時，一方面交感神經(jīng)興奮引起的血管收縮；另一方面局部組織因缺氧產(chǎn)生的乳酸、腺苷等代謝產(chǎn)物則使血管擴(kuò)張。這兩種作用的平衡關(guān)系決定器官的血管是收縮或擴(kuò)張，以及血流量是減少或增多。急性缺氧時，皮膚、腹腔內(nèi)臟交感神經(jīng)興奮，縮血管作用占優(yōu)勢，故血管收縮；而心、腦血管因以局部組織代謝的產(chǎn)物的擴(kuò)血管作用為主，故血管擴(kuò)張，血流增加。這種血流分布的改變顯然對于保證生命重要器官缺氧的供應(yīng)是有利的。

心肌活動消耗的能量主要來自有氧代謝。心臟重量約占體重之0.4～0.5%，靜息時冠脈流量約占心輸出量之4～5%，其動—靜脈血氧含量差約為12ml%，表明心肌耗氧量大，由單位容積血液攝取的氧量多。心肌缺氧時，進(jìn)一步提高對單位容積血液中氧的攝取率很有限，主要依靠擴(kuò)張冠狀血管以增加心肌的供氧。冠脈擴(kuò)張由局部代謝產(chǎn)物（腺苷、H＋、K+、PGI2等)與冠脈平滑肌中β—腎上腺能受體占優(yōu)勢所致，其中腺苷的作用最為重要。當(dāng)心肌細(xì)胞缺氧時，由ATP、ADP生成的AMP增多，AMP在5—核苷酸酶的作用下，脫去磷酸，形成腺苷。腺苷易透過細(xì)胞膜進(jìn)入組織液，作用于冠狀血管，使之?dāng)U張。通常組織液中的腺苷大部分進(jìn)入細(xì)胞，重新磷酸化生成AMP，一部分被腺苷脫氨酶滅活。缺氧時，腺苷脫氨酶活性可能降低，這也是局部腺苷增多的一個原因。

3、肺血管收縮肺血管直接對缺氧的反應(yīng)與體血管相反。肺泡缺氧及混合靜脈血的氧分壓降低都引起肺小動脈收縮，從而使缺氧的肺泡的血流量減少。如果是由肺泡通氣量減少引起的肺泡缺氧，則肺血管的收縮反應(yīng)有利于維持肺泡通氣與血流的適當(dāng)比例，使流經(jīng)這部分肺泡的血液仍能獲得較充分的氧，從而可維持較高的PaO2。此外，正常情況下由于重力作用，通過肺尖部的肺泡通氣量與血流量的比值過大，肺泡氣中氧不能充分地被血液運(yùn)走。當(dāng)缺氧引起較廣泛的肺血管收縮,導(dǎo)致肺動脈壓升高時，肺上部的血流增加，肺上部的肺泡通氣能得到更充分的利用。

缺氧引起肺血管收縮的機(jī)制較復(fù)雜，尚未完全闡明，研究結(jié)果也有矛盾。當(dāng)前具傾向性的觀點(diǎn)：①交感神經(jīng)作用：缺氧所致交感神經(jīng)興奮可作用于肺血管的α受體引起血管收縮反應(yīng)。②體液因素作用：缺氧可促使肺組織內(nèi)肥大細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等釋放組胺、前列腺素和白三烯等血管活性物質(zhì)，其中有的能收縮肺血管，如白三烯（leukotriene,LTs)、血栓素A2（thromboxane A2、TXA2)、前列腺素F2a（prostaglandin F2a，PGF2a)等，有的擴(kuò)張血管，如前列環(huán)素（prostacyclin,PGI2)、前列腺素E1（prostaglandin E1 PGE1)等。在肺血管收縮反應(yīng)中，縮血管物質(zhì)生成與釋放增加，起介導(dǎo)作用；擴(kuò)血管物質(zhì)的生成與釋放也可增加，起調(diào)節(jié)作用。兩者力量對比決定肺血管收縮反應(yīng)的強(qiáng)度。組胺作用于H1受體使肺血管收縮，作用于H2受體則使之?dāng)U張。在缺氧性肺血管收縮反應(yīng)中，組胺釋放增多，主要作用于H2受體以限制肺血管的收縮。③缺氧直接對血管平滑肌作用：缺氧使平滑肌細(xì)胞膜對Na+、Ca2+的通透性增高，促使Na+、Ca2+的通透性增高，促使Na+、Ca2+內(nèi)流，導(dǎo)致肌細(xì)胞興奮性與收縮性增高。這一觀點(diǎn)還有待進(jìn)一步證實(shí)�？磥砣毖跣苑窝�管收縮反應(yīng)是多因素綜合作用的結(jié)果。

4、毛細(xì)血管增生長期慢性缺氧可促使毛細(xì)血管增生。尤其是腦、心臟和骨骼肌的毛細(xì)血管增生更顯著。毛細(xì)血管的密度增加可縮短血氧彌散至細(xì)胞的距離，增加對細(xì)胞的供氧量。

（三)血液系統(tǒng)

缺氧可使骨髓造血增強(qiáng)及氧合血紅蛋白解離曲線右移，從而增加氧的運(yùn)輸和釋放。

1、紅細(xì)胞增多 移居到3600m高原的男性居民紅細(xì)胞計(jì)數(shù)通常約為6×1012/L(6×106/mm3),Hb為210g/L(21g/dl)左右。慢性缺氧所致紅細(xì)胞增多主要是骨髓造血增強(qiáng)所致。當(dāng)?shù)脱跹�流�?jīng)腎臟近球小體時，能刺激近球細(xì)胞，使其中顆粒增多，生成并釋放促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin)，促紅細(xì)胞生成素能促使紅細(xì)胞系單向干細(xì)胞分化為原紅細(xì)胞,并促進(jìn)其分化、增殖和成熟，加速Hb的合成和使骨髓內(nèi)的網(wǎng)織紅細(xì)胞和紅細(xì)胞釋放入血液。當(dāng)血漿中促紅細(xì)胞生成素增高到一定水平時，可因紅細(xì)胞增多使缺氧緩解，腎臟促紅細(xì)胞生成素的產(chǎn)生因而減少，通過這種反饋機(jī)制控制著血漿促紅細(xì)胞生成素的含量。紅細(xì)胞增多可增加血液的氧容量和氧含量，從而增加組織的供氧量。

2、氧合血紅蛋白解離曲線右移缺氧時，紅細(xì)胞內(nèi)2，3—DPG增加，導(dǎo)致氧離曲線右移，即血紅蛋白與氧的親和力降低，易于將結(jié)合的氧釋出供組織利用。但是，如果PaO2低于8kPa，則氧離曲線的右移將使血液通過肺泡時結(jié)合的氧量減少，使之失去代償意義。

2，3—DPG是紅細(xì)胞內(nèi)糖酵解過程的中間產(chǎn)物。缺氧時紅細(xì)胞中生成的2，3—DPG增多是因?yàn)椋孩俚蛷埿匀毖跽哐鹾涎�紅蛋白（HbO2)減少，脫氧血紅蛋白（Hb)增多，前者中央孔穴小，不能結(jié)合2，3—DPG；后者中央孔穴較大，可結(jié)合2，3—DPG。故當(dāng)脫氧血紅蛋白增多，紅細(xì)胞內(nèi)游離的2，3—DPG減少，使2，3—DPG對二磷酸甘油酶變位酶（diphosphoglycerate mutase, DPGM)及磷酸果糖激酶的抑制作用減弱，從而使糖酵解增強(qiáng)及2，3—DPG的生成增多；②低張性缺氧時出現(xiàn)的代償性肺過度通氣所致呼吸性堿中毒，以及由于脫氧血紅蛋白稍偏堿性，致使pH增高，pH增高能激活磷酸果糖激酶使糖酵解增強(qiáng)，2，3—DPG合成增加，另一方面，pH增高還能抑制2，3—DPG磷酸酶（2，3—DPg phosphatase, 2，3—DPG)的活性，使2，3—DPG的分解減少（圖3－3，圖3－4)。

2，3—DPG增多使氧離曲線右移，是因?yàn)椋孩?，3—DPG與脫氧血紅蛋白結(jié)合，可穩(wěn)定后者的空間構(gòu)型，使之不易與氧結(jié)合；②2，3—DPG是一種不能透出紅細(xì)胞的有機(jī)酸，增多時能降低紅細(xì)胞內(nèi)pH，而pH下降通過Bohr效應(yīng)可使血紅蛋白與氧的親和力降低。（Bohr效應(yīng)系指H＋和Pco2對Hb與O2親和力的影響，當(dāng)H＋濃度或Pco2增高時，Hb與O2的親和力降低，氧離曲線右移)。

P50為反映Hb與O2的親和力的指標(biāo)，指的是血紅蛋白氧飽和度為50％時的氧分壓，正常為3.47～3.6kPa(26～27mmHg)。紅細(xì)胞內(nèi)2，3—DPg 濃度每增高1μm/gHb，P50將升高約0.1kPa。

圖3－3，2，3—DPG的生成與分解

DPGM二磷酸甘油酸變位酶；

DPGP二磷酸甘油酸磷酸酶；

（＋)pH增高時促進(jìn)反應(yīng)；

（－)PH增高時抑制反應(yīng)

圖3-4　2，3-DPG結(jié)合于HHb分子的中央空穴示意圖

（四)組織細(xì)胞的適應(yīng)

在供氧不足的情況下，組織細(xì)胞可通過增強(qiáng)利用氧的能力和增強(qiáng)無氧酵解過以獲取維持生命活動所必須的能量。

1、組織細(xì)胞利用氧的能力增強(qiáng)　慢性缺氧時，細(xì)胞內(nèi)線粒體的數(shù)目和膜的表面積均增加，呼吸鏈中的酶如琥珀酸脫氫酶、細(xì)胞色素氧化酶可增加，使細(xì)胞的內(nèi)呼吸功能增強(qiáng)。如胎兒在母體內(nèi)處于相對缺氧的環(huán)境，其細(xì)胞線粒體的呼吸功能為成年動物的3倍，至出生后10～14天，線粒體呼吸功能才降至成年動物水平。

2、無氧酵解增強(qiáng)發(fā)　嚴(yán)重缺氧時，ATP生成減少，ATP／ADP比值下降，以致磷酸果糖激酶活性增強(qiáng)，該酶是控制糖酵解過程最主要的限速酶，其活性增強(qiáng)可促使糖酵解過程加強(qiáng)，在一定的程度上可補(bǔ)償能量的不足。

3、肌紅蛋白增加 慢性缺氧可使肌肉中肌紅細(xì)胞蛋白含量增多。肌紅蛋白和氧的親和力較大，當(dāng)氧分壓為1.33kPa（10mmHg)時，血紅蛋白的氧飽和度約為10％，而肌紅蛋白的氧飽和度可達(dá)70％，當(dāng)氧分壓進(jìn)一步降低時，肌紅蛋白可釋出大量的氧供細(xì)胞利用。肌紅蛋白的增加可能具有儲存氧的作用。

肺通氣及心臟活動的增強(qiáng)可在缺氧時立即發(fā)生。但這些代償功能活動本身消耗能量和氧，紅細(xì)胞的增生和組織利用氧能力的增強(qiáng)需較長的時間，但為較經(jīng)濟(jì)的代償方式。急性缺氧時以呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的代償反應(yīng)為主；慢性缺氧者，如世居高原的居民，主要靠增加組織利用氧和血液運(yùn)送氧的能力以適應(yīng)慢性缺氧。其肺通氣量、心率及輸出量并不多于居住海平面者。

二、缺氧時機(jī)體的機(jī)能代謝障礙

嚴(yán)重缺氧，如低張性缺氧者PaO2低于4kPa(30mmHg)時，組織細(xì)胞可發(fā)生嚴(yán)重的缺氧性損傷，器官可發(fā)生功能障礙甚而功能衰竭。

（一)缺氧性細(xì)胞損傷

缺氧性細(xì)損傷（hypoxic cell damage)主要為細(xì)胞膜、線粒體溶酶體的變化。

1、細(xì)胞膜的變化 在細(xì)胞內(nèi)ATP含量減少以前，細(xì)胞膜電位已開始下降。其原因?yàn)榧?xì)胞膜對離子的通透性增高，導(dǎo)致離子順濃度差透過細(xì)胞膜。

（1)鈉離子內(nèi)流：Na+內(nèi)流使細(xì)胞內(nèi)Na+濃度增加，可激活Na+－K＋泵以泵出Na+,從而消耗ATP。ATP消耗量增多可促使線粒體氧化磷酸化過程增強(qiáng)，嚴(yán)重缺氧時，線粒體呼吸功能降低使ATP生成減少，以至Na+－K＋泵不能充分運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步使細(xì)胞內(nèi)Na+增多。細(xì)胞內(nèi)Na+的增多促使水進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞水腫。血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹可堵塞微血管，加重微循環(huán)缺氧。

（2)鉀離子外流：K＋外流使細(xì)胞內(nèi)缺K＋。而K＋為蛋白質(zhì)包括酶等合成代謝所必需。細(xì)胞內(nèi)缺鉀將導(dǎo)致合成代謝障礙，酶的生成減少，將進(jìn)一步影響ATP的生成和離子泵的功能。

（3)鈣離子的內(nèi)流：細(xì)胞外Ca2+濃度比胞漿中游離Ca2+高1000倍以上。細(xì)胞內(nèi)Ca2+逆濃度外流和肌漿網(wǎng)、線粒體逆濃度差攝Ca2+均為耗能過程。當(dāng)嚴(yán)重缺氧時使細(xì)胞膜對Ca2+的對通透性增高量Ca2+內(nèi)流將增加；ATP減少將影響Ca2+的外流和攝取，使胞漿Ca2+濃度增高。Ca2+增多可抑制線粒體的呼吸功能；可激活磷脂酶，使膜磷脂分解，引起溶酶體的損傷及其水解酶釋出；還可激活一種蛋白酶，使黃嘌呤脫氫酶（D型)轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤氧化酶（O型)。由此增加自由基的形成，加重細(xì)胞的損傷。

2、線粒體的變化 細(xì)胞內(nèi)的氧約有80－90％在線粒體內(nèi)用于氧化磷酸化生成ATP，僅10～20%在線粒體外用于生物合成、降解及生物轉(zhuǎn)化（解毒)作用等。輕度缺氧或缺氧早期線粒體呼吸功能是增強(qiáng)的。嚴(yán)重缺氧首先影響線粒體外氧的作用，使神經(jīng)介質(zhì)的生成和生物轉(zhuǎn)化過程等降低，當(dāng)線粒體部位氧分壓降到監(jiān)界點(diǎn)0.1kPa(＜1mmHg)時，可降低線粒休的呼吸功能，使ATP生成減少。呼吸功能降低主要因脫氫酶活性下降，嚴(yán)重時線粒體可出現(xiàn)腫脹、嵴崩解、外膜破裂和基質(zhì)外溢等病變。

3、溶酶體的變化缺氧時因糖酵解增強(qiáng)，乳酸生成增多，和脂肪氧化不全使其中間代謝產(chǎn)物酮體增多。導(dǎo)致酸中毒。pH降低可引起磷脂酶活性增高，使溶酶體膜磷脂被分解，膜通透性增高，結(jié)果使溶酶體腫脹、破裂，和大量溶酶體酶的釋出，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞本身及其周圍組織的溶解、壞死。

（二)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能障礙

腦重僅為體重為2％左右，而腦血流量約占心輸出量之15％，腦耗氧量約為總耗氧量的23％，所以腦對缺氧十分敏感。腦灰質(zhì)比白質(zhì)的耗氧量多5倍，對缺氧的耐受性更差。急性缺氧可引起頭痛、情緒激動、思維力、記憶力、判斷力降低或喪失以及運(yùn)動不協(xié)調(diào)等。慢性缺氧者則有易疲勞、思睡、注意力不集中及精神抑郁等癥狀。嚴(yán)重缺氧可導(dǎo)致煩躁不安、驚厥、昏迷甚而死亡。正常人腦靜脈血氧分壓約為4.53kPa(34mmHg)，當(dāng)降至3.73kPa(28mmHg)以下可出現(xiàn)神經(jīng)錯亂等；降至2.53kPa(19mmHg)以下時可出現(xiàn)意識喪失；低達(dá)1.6kPa(12mmHg)時將危及生命。缺氧引起腦組織的形態(tài)學(xué)變化主要是腦細(xì)胞變性、壞死、腦細(xì)胞腫脹及腦水腫。

缺氧引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能障礙的機(jī)制較復(fù)雜。神經(jīng)細(xì)胞膜電位的降低、神經(jīng)介質(zhì)的合成減少、ATP的生成不足、酸中毒、細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+增多、溶酶體酶的釋放以及細(xì)胞水腫等，均可導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)的功能障礙，甚而神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞、當(dāng)PaO2低于6.67kPa(50mmHg)時，可使腦血管擴(kuò)張。缺氧與酸中毒還使腦微血管通透性增高，從而導(dǎo)致腦水腫（圖3－5)。腦血管擴(kuò)張、腦細(xì)胞及腦間質(zhì)水腫可使顱內(nèi)壓升高，由此引起頭痛、嘔吐等癥狀。

圖3-5 缺氧時腦水腫發(fā)生機(jī)理

（三)外呼吸功能障礙

急性低張性缺氧，如快速登上4000m以上的高原時，可在1－4天內(nèi)發(fā)生肺水腫，表現(xiàn)為呼吸困難、咳嗽、咳出血性泡沫痰、肺部有濕性羅音、皮膚粘膜發(fā)紺等。因高原肺水腫的動物模型難以復(fù)制成功，故其發(fā)病機(jī)制至今尚不清楚。因?yàn)榉嗡�腫與肺動脈高壓呈正相關(guān)，故有人強(qiáng)調(diào)肺毛細(xì)血管壓力增高的作用。可能缺氧所致外周血管收縮使回心血量增加。和肺血量增多；加上缺氧性肺血管收縮反應(yīng)使肺血流阻力增加，導(dǎo)致www.med126.com肺動脈高壓。由于肺血管收縮強(qiáng)度不一，致使肺血流分布不均，在肺血管收縮較輕或不收縮的部位肺泡毛細(xì)血管血流增加，毛細(xì)血管壓力增高，從而引起壓力性肺水腫。也有人強(qiáng)調(diào)肺微血管通透性增高的作用。因?yàn)榛颊咧�氣管肺泡洗出液中蛋白質(zhì)含量較高，并有大量肺泡巨噬細(xì)胞，可測得補(bǔ)體C3a、LTB4、TXB2等；尸檢可見肺泡水腫、炎性細(xì)胞浸潤及透明膜形成。但高原性肺水腫不同于其它原因引起的成人呼吸窘迫綜合征，前者經(jīng)休息、氧療或下山后短期內(nèi)即可痊愈；而成人呼吸窘迫綜合征經(jīng)治療往往要數(shù)月后才能痊愈。肺內(nèi)血壓高和流速對微血管的切應(yīng)力（流動的血液作用于血管壁的力與管壁平等方向的分力)可能是導(dǎo)致微血管內(nèi)皮損傷和血管通透性增高的一個因素。肺水腫影響肺的換氣功能，可使PaO2進(jìn)一步下降。

PaO2過低可直接抑制呼吸中樞，使呼吸抑制，肺通氣量減少，導(dǎo)致中樞性呼吸衰竭。

（四)循環(huán)功能障礙

嚴(yán)重的全身性缺氧時，心臟可受累，如高原性心臟病、肺原性心臟病、貧血性心臟病等，甚而發(fā)生心力衰竭。今以高原性心臟病為例說明缺氧引起循環(huán)障礙的機(jī)制。

1、肺動脈高壓 肺泡缺氧所致肺血管收縮反應(yīng)可增加肺循環(huán)阻力，可導(dǎo)致嚴(yán)重的肺動脈高壓。慢性缺氧使肺小動脈長期處于收縮狀態(tài)，可引起肺血管中膜平滑肌肥大，血管硬化，形成穩(wěn)定的肺動脈高壓。肺動脈高壓增加右室射血的阻力。另外，quanxiangyun.cn/zhuyuan/缺氧所致紅細(xì)胞增多，使血液粘度增高，也可增加肺循環(huán)阻力。肺動脈高壓可導(dǎo)致右心室肥大，甚至心力衰竭。

2、心肌的收縮與舒張功能降低心肌缺氧可降低心肌的舒縮功能，甚而使心肌發(fā)生變性、壞死。（參閱第十四章心血管系統(tǒng)病理生理學(xué))

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)生心室纖顫致死。心動過緩可能為嚴(yán)重的PaO2降低對頸動脈體化學(xué)感受器的刺激，反射性地興奮迷走神經(jīng)所致。此外，持久缺氧也往往顯示副交感優(yōu)勢使心率變慢。期前收縮與室顫的發(fā)生與心肌細(xì)胞內(nèi)K+減少、Na+增加使靜息膜電位降低、心肌興奮性增高、和傳導(dǎo)性降低有關(guān)。缺氧部位的心肌靜息膜電位降低，使其與相鄰較完好的心肌之間形成電位差，從而產(chǎn)生“損傷電流”，可成為異位激動的起源，嚴(yán)重的心肌受損可導(dǎo)致完全的傳導(dǎo)阻滯。

4、靜脈回流減少 腦嚴(yán)重缺氧時，呼吸中樞的抑制使胸廓運(yùn)動減弱，可導(dǎo)致靜脈回流減少，全身性極嚴(yán)重而持久的缺氧使體內(nèi)產(chǎn)生大量乳酸、腺苷等代謝產(chǎn)物，后者可直接擴(kuò)張外周血管，使外周血管床擴(kuò)大，大量血液淤積在外周，回心血量減少，使心輸出量減少，而引起循環(huán)循衰竭。

除以上所述神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸與循環(huán)系統(tǒng)機(jī)能障礙外，肝、腎、消化道、內(nèi)分泌等各系統(tǒng)的功能均可因嚴(yán)重缺氧而受損害。