（四）毛细血管增生长期缺氧可通过血管内皮生长因子的释放，使毛细血管增生，尤其见于脑、心和骨骼肌等组织。毛细血管密度的增加，缩短了动脉血氧与细胞间的距离，改善了细胞的供氧量，有利于适应缺氧状况。
三、血液系统变化
（一）红细胞和血红蛋白增多
红细胞数量增多主要与促红细胞生成素的作用有关。慢性缺氧时，低氧血症刺激肾小管旁间质细胞，产生并释放促红细胞生成酶，它作用于血浆中的促红细胞生成素原，使其转化促红细胞生成素，促进干细胞分化，原红细胞分化、增殖和成熟，加速血红蛋白的合成，并进入血液循环。
红细胞增多及血红蛋白的提高增大血液的携氧能力，为组织细胞提供更多的氧。然而红细胞过多，增加血液黏滞性，增大血管阻力，使血流变慢，甚至出现微循环障碍。
（二）红细胞2，3‐二磷酸甘油酸增多及氧离曲线右移
2，3‐DPG是红细胞内糖酵解的中间产物，缺氧时，糖酵解加强，酸性物质蓄积，2，3‐DPG生成增加使氧与血红蛋白的亲和力下降，引起氧离曲线右移，使Hb 结合的氧释放供组织利用。然而当肺泡氧分压下降至8kPa（60mmHg）以下，处于氧离曲线陡坡段时，动脉血氧饱和度明显下降，使之失去代偿意义。
2，3‐DPG在缺氧时增多的机制主要是：低张性缺氧时氧合血红蛋白减少，脱氧血红蛋白增多，两者构型有所不同，前者两条α 链与两条β 链构成的中央孔穴比后者小，不能结合2，3‐DPG；而后者孔穴的周围有许多带正电荷的基团，可结合2，3‐DPG。当脱氧血红蛋白增多时，红细胞内游离的2，3‐DPG减少，这样就解除了2，3‐DPG对二磷酸甘油酸变位酶和磷酸果糖激酶的抑制，促使2，3‐DPG合成。
2，3‐DPG增多引起氧离曲线右移的机制为：①2，3‐DPG和还原血红蛋白结合后，稳定脱氧血红蛋白的空间构型，使之难以与氧结合。②2，3‐DPG是一种不能穿透红细胞的有机酸，其增多可使红细胞pH 下降，由于Bohr 效应，血红蛋白与氧的亲和力下降。
四、中枢神经系统变化脑组织的氧、葡萄糖及能量储备少，主要依靠葡萄糖有氧氧化供能，但耗氧量大（占23%）、耗能多（85%～95%来自有氧氧化），且神经突触的功能与氧分压密切相关，乳酸等物质不易通过血脑屏障入血，易在脑内蓄积。所以脑组织对缺氧的耐受性极差，特别是灰质。
急性轻度缺氧可引起头痛、嗜睡、注意力不集中和忧郁等。严重者以中枢神经抑制表现为主，如反应迟钝、淡漠、惊厥、昏迷，甚至死亡。
第五节 影响机体对缺氧耐受性的因素
影响机体对缺氧耐受性的因素很多，主要包括代谢耗氧率与机体的代偿能力。
一、代谢耗氧率
凡是基础代谢率高者，使整个机体代谢加强，增加机体的耗氧量，对缺氧的耐受性往往较差，如发热、甲状腺功能亢进、情绪激动、寒冷、体力劳动等。反之，能降低基础代谢率的因素，均可减少机体的耗氧量，对缺氧的耐受性也升高。因而在医疗应用中，通过降低体温、抑制神经系统等，实施治疗措施，如低温麻醉应用于心脏外科手术，以延长手术所必需的阻断血流时间。
二、机体的代偿能力
机体通过循环、呼吸、血液系统的代偿性反应增加组织的氧供。老年人或心、肺疾病患者由于心、肺储备功能下降，造成对缺氧的适应能力下降，所以缺氧耐受性也较低，但其中一些人群可通过适量的运动，提高心、肺代偿能力，提高对缺氧的耐受性。而正常人群有计划地进行锻炼，增强心、肺功能，可增强对缺氧的耐受性。
、第六节 缺氧防治的病理生理学基础
治疗缺氧的重要措施，首先消除缺氧原因，防治呼吸系统疾病，积极治疗贫血、控制心力衰竭、改善血液循环。必要时采取吸氧治疗，但氧疗的效果因缺氧的原因不同而采取不同的方法。如果吸入氧的浓度或压力过高也可引起氧中毒。
一、氧疗
1．低张性缺氧
氧疗对低张性缺氧患者的效果最好，能改善病人的PaO2和SaO2，根据是否伴有二氧化碳分压（PaCO2）升高，应给予不同的吸氧方案。①对于PaO2过低，无PaCO2升高的患者，给予控制较高浓度吸氧，通常给以浓度为40%～50%的氧，可使PaO2在短时间内提高到8.0kPa 以上，SaO2上升至85%以上。②对于PaO2过低，伴有PaCO2升高的患者，应进行持续性低浓度、低流量给氧（参见第14章）。
2．血液性缺氧
对于CO 中毒引起的缺氧，吸入纯氧或高压氧有利于氧分子取代与血红蛋白结合CO分子，恢复血红蛋白运输氧的生理功能，如中毒较重者，辅以5%CO2刺激呼吸中枢，起扩张肺血管作用。治疗贫血引起的缺氧，由于SaO2已达95%以上，故氧疗效果非常有限。而高铁血红蛋白血症引起的缺氧通过增加血浆中氧的溶解量，对缺氧有些改善。
3．循环性缺氧
患者由于单位时间流经组织细胞的血流减少引起供氧不足，吸氧仅增加血浆中氧的溶解量和血管与组织间的氧分压梯度，起一定的治疗作用。
4．组织中毒性缺氧
因为氧供无障碍，故吸氧效果不明显。
二、氧中毒
吸入纯氧和高压氧能够提高动脉血氧分压、改善缺氧组织的供氧状况，但需注意防止氧中毒的发生。随着氧分压的提高，也增加了对细胞的毒性作用。在海平面吸入大气氧时，动脉氧分压约为13．3kPa（100mmHg），溶解于血液中的氧仅为0．3ml／dl；吸入纯氧时，动脉氧分压提高至90．0kPa（675mmHg），溶解的氧为1．7ml／dl；吸入3个大气压的纯氧时，溶解的氧可达6ml／dl。
氧中毒的发生与吸入气中氧分压的高低、氧浓度的大小、吸氧时间的长短呈正相关系，尤其是氧分压。
吸入气的氧分压（PiO2）与氧浓度（FiO2）关系的公式：
PiO2＝（PB－6．27）×FiO2式中：PB为吸入气体压力，6．27为水蒸气压，单位为kPa，FiO2为21%。
由公式可见吸入氧分压取决于PB与FiO2。
如潜水员在水下50m 处作业，PB为608kPa（4560mmHg），吸入大气氧（FiO2为21%），PiO2可高达126kPa（945mmHg），而出现氧中毒；相反，宇航员在1／3大气压高空中工作，吸入纯氧（FiO2为1），PiO2也只有27.5kPa（206．25mmHg），不会出现氧中毒。故当吸入氧的氧分压过高时，提高了肺泡气和动脉血的氧分压，使血液与组织细胞之间的氧分压差增大，氧的弥散加速，组织细胞因获得过多的氧，产生活性氧对细胞的毒性作用。
活性氧的化学性质极为活泼，产生过多的活性氧引起链式脂质过氧化反应。活性氧是一种强力的酶抑制剂，在高压氧下，可使酶的巯基氧化失去活性，如琥珀酸脱氢酶、丙酮酸氧化酶系统、谷氨酸脱氢酶等。活性氧可损伤细胞膜（包括磷脂膜、蛋白质、核酸等）与细胞器膜（如线粒体）的正常结构和功能，阻碍氧化磷酸化，使三羧酸循环受阻，细胞内呼吸功能遭受破坏。
氧中毒对各种组织细胞均有损害作用，对呼吸系统和中枢神经系统尤为明显，可出现肺活量降低，肺充血、肺出血、肺透明膜形成等肺部的病理改变，也可出现听觉、视觉障碍、抽搐、昏厥等神经症状，故人体氧中毒以肺性氧中毒和脑性氧中毒为主。
（郑绿珍）
主要参考文献
1．吴立玲，金惠铭主编．病理生理学．北京：人民卫生出版社，2004，76－87
2．郑绿珍，李夏主编．病理生理学．北京：人民卫生出版社，2003，64－74
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4．张启良主编．病理生理学．上海：上海科学技术出版社，2000，185－199