高压氧治疗疾病的原理 原创 刘亚凤 临医高压氧

文章部分转自 吉大一院高压氧诊治中心

一、增加血氧含量，提高血氧分压

体内的气泡在压力升高时，其体积将缩小，缩小梗塞的范围；利于气泡溶解在血液中。

血氧运输途径：1、与血红蛋白直接结合，形成氧合血红蛋白。为化学溶解。每100mL的血液中约含有14g血红蛋白，常压下能结合氧约19mL（血红蛋白结合氧饱和度为97％），是常压下氧运输的主要方式。2、物理状态溶解：常压下，每100mL血液中只溶解0.3mL氧气。尽管这种方式运输的氧量少，但是首先被组织利用，然后氧合血红蛋白中的氧才与血红蛋白分离，溶解到血液中，弥散到组织间液中，被组织细胞利用。

高气压下，血红蛋白氧饱和度迅速达到100％，不能再结合氧。而血浆中以物理状态溶解的氧随着氧分压的升高不断增加。在3个标准大气压（ATA）下，以物理状态溶解的氧量可达6.6mL/100mL血液，此数值与常压下呼吸空气时人体动静脉氧含量差6mL/100mL血液大致相等。即是说，在3ATA下，仅物理溶解的氧就已经完全可以向组织细胞提供氧供。

   因此，高压氧用于治疗血红蛋白丧失或失活性疾病，如一氧化碳中毒、失血及其它变性血红蛋白症，可作为代偿血流量减少的一种应急措施。

二、增加血氧弥散，提高组织氧储备量

   根据气体物理定律，气体弥散的速度与气体的压力差成正比。压力差愈大，弥撒速度快，弥散量大，弥散距离远。

1、 血中的氧含量增加。高压氧下，由于压力的升高，大量的氧气溶解在血液中，血液带入缺血组织的氧量增加。

2、 组织中的氧含量增加。生理研究证明，组织毛细血管或静脉血的氧张力和氧含量相当于该组织的氧张力和氧含量。经测定常温常压下平均每公斤组织含氧13毫升，而在0.3MPa下吸氧，平均每公斤组织含氧量可达52毫升。

3、 血氧弥散距离增加。气体弥散的规律告诉我们：气体是从高分压环境向低分压环境弥散以取得平衡，弥散的速度和距离取决于分压差的大小，分压差越大弥散的速度越快，距离越远。通常脑的毛细血管网的平均距离约为60μm。正常情况下人脑灰质毛细血管的弥散距离的有效半经约为30μm，而在高压氧下可达100μm。在炎症、外伤、烧伤等情况下，组织细胞水肿，细胞与毛细血管间距加大，在常压下吸氧满足不了组织细胞的氧供，特定高压氧的应用可使上述缺氧情况一扫而光。

    因此，高压氧用于治疗组织水肿致使弥散距离增加的疾病：如脑水肿、肺水肿，也可用于治疗毛细血管损伤或血管阻塞而造成供氧障碍的疾病：脑血栓形成、烧伤、肢体挤压伤、外伤术后血循障碍等。

三、收缩血管

    高压氧有α－肾上腺素样的作用使血管收缩，减少局部的血容量，高压氧下，血氧张力增高，血管自动调节，致使血管平滑肌收缩。在脑组织中，脑血管收缩时，脑血流量减少；但是由于血中结合氧及物理溶解氧的增加，脑组织、脑脊液的氧分压实际比常压下增加。因此，高压氧对脑缺氧、脑水肿的抢救治疗十分有效。它通过增加血氧含量，提高血氧分压，改善了脑组织缺氧状态。同时，由于脑血管收缩，脑血流量下降，减轻了脑水肿，降低了颅内压，从而打断了脑缺氧－脑水肿－颅内压升高恶性循环。  

    特别指出，高压氧下，颈动脉系统血流量减少，而椎动脉血流量反而增加。因而，网状激活系统脑干部位的氧分压相对增加，有利于昏迷病人的觉醒和生命功能活动的维持。

四、促进纤维母细胞增生和胶原的生成，加速损伤组织修复及伤口愈合

   当局部组织氧分压在5～10mmHg时，纤维母细胞增生及胶原纤维的形成受到抑制。高压氧下，血氧分压和细胞外液的氧分压增加，刺激血管纤维母细胞分裂活动和胶原纤维的形成，促进新血管的生成，加速了侧支循环的建立，有效地纠正和改善组织的缺氧状态。有氧代谢旺盛，产生足够的三磷酸腺苷，有利于蛋白质的合成，促进新鲜肉芽和上皮的生长。  

    因此，高压氧用于治疗植皮、断指（趾）再植、脑血栓形成、顽固性溃疡、无菌性骨坏死、慢性骨髓炎和骨折愈合不良等多种疾病。  

五、抗菌作用

氧本身就是一种广普抗生素，它不仅抗厌氧菌，也抗需氧菌。

一） 厌氧菌需在无氧或氧分压较低的环境中才能生长，氧分压增高时，其生长便受到抑制。

高压氧的抗厌氧菌的机理：

1、厌氧菌缺乏细胞色素和细胞色素氧化酶，在富氧情况下，不能进行有氧代谢以获得能量，生长受阻，甚至死亡。

2、 厌氧菌缺乏过氧化氢酶和过氧化物酶。不能处理代谢过程中产生的过氧化氢,代谢发生障碍,甚至死亡。另外,产气梭状芽胞杆菌产生的外毒素对氧较稳定,不易被破坏,但氧分压在250mmHg(32.5kPa) 时，毒素的产生也受抑制。在0.3MPa下吸氧，患者病灶部位的氧分压可达300mmHg(42.9KPa)。

二）需氧菌与厌氧菌共有某些成分，如巯基(-SH)，

它极易被氧化成二硫基。巯基是许多酶尤其是氧化还原酶的重要组成部分。辅酶A、硫辛酸、谷胱甘肽等辅酶及琥珀酸脱氢酶、转氨酶等的巯基被氧化后，酶的活性降低，细菌代谢发生障碍。

三）HBO促进白细胞的杀菌作用。白细胞的抗菌作用依赖于过氧化氢、过氧化物、超氧化物以及由分子氧衍生的其它还原氧。白细胞在吞噬细菌后，耗氧速度明显增加。在吞噬后的前几秒钟，耗氧速度比基础速度提高15－20倍。在己糖激酶、辅酶等的作用下，通过磷酸戊糖通路刺激葡萄糖有氧氧化，使过氧化氢和过氧化物生成加快，含量增加。

HBO增加某些抗生素的抗菌作用

HBO可增加血-脑屏障的通透性，HBO与某些抗生素合用，可增强对颅内感染的疗效。

   1980年Keck等发现，氧分压增高与SIZ和TMP有协同的杀菌作用，而不是通常的抑菌作用。Gottlieb等还发现HBO与链霉素、异烟肼、对氨基水杨酸钠联合使用时，抗结核杆菌作用增强。

六、加速体内气泡吸收及有害气体排出

   气体压强与其体积成反比。高压氧下，气泡被压缩。在2ATA时，气泡缩小1/2；在3ATA氧下，气泡缩致1/3。被气泡堵塞的血管恢复血液供应。同时血液中的氧气置换气泡内氮气，并加以利用，将血液中有害气体置换出来，气泡很快消失。

    因此，高压氧治疗气栓症及减压病，有特殊疗效。对中毒，尤其是有害气体中毒、氰化物中毒，治疗效果显著。