氧过多

当气体环境的总压力增高、或氧浓度升高、或二者同时升高时，皆可造成环境氧分压（或氧浓度）过分升高的现象，称“氧过多”。在航空供氧、吸氧排氮预防高空减压病以及高压下吸用纯氧治疗减压病等场合均可能遇到氧过多的问题。它主要有以下三方面的影响。
生理反应 常压下吸用高浓度氧可引起肺通气量降低，心率减慢，心输出量减少，冠状、视网膜及脑血管收缩，动脉舒张压略升高等生理反应。其中，心率减慢、心输出量减少反应在吸入高氧期间始终存在； 肺通气量则逐步恢复，与体内二氧化碳张力升高有关。上述生理反应能缓和脑组织等部位氧分压升高的程度，故有代偿意义。
物理性影响 无论常压还是低压条件下，如吸入气氧浓度过高，则体内一些器官腔室所含的气体即易为血流所吸收，引起一定物理性影响。其机理有二：
❶由于血液对氧及二氧化碳的解离特性不同，故毛细血管血液与组织进行气体交换后，静脉血液中二氧化碳张力的增值幅度远小于血液氧分压的减少值，形成静脉血液气体总张力始终低于器官腔室气体总压力的现象，决定器官腔室内所含气体不断为血流所吸收。
❷其吸收速率又取决于最不易为血流所摄取的生理惰性气体的含量，后者浓度愈低，混合气体被吸收的速率即愈快。根据器官结构特点的不同，高氧混合气体自器官腔室被迅速吸收可引起两种后果：
(1) 吸收性肺萎陷： 由于肺泡壁有一定伸缩余地，如局部肺叶通气不佳，肺泡内所含气体被迅速吸收，则将引起吸收性肺萎陷。特别在呼吸纯氧、穿用抗荷服作特技动作的条件下，肺基底部小气道暂时受阻机会增加，其远端肺泡所含氧浓度极高的混合气体即易为血流所迅速吸收，引起肺萎陷，又称“航空性肺萎陷”。主要症状为： 刺激性干咳、胸骨后疼痛、深吸气困难等。有的作者认为，这种肺萎陷虽在回到地面后经数分钟至几小时即可自行缓解。但考虑到在飞行中出现严重咳嗽症状可使飞行员暂时失能，以及肺萎陷引起右-左分流增大等对飞行安全造成威胁，故仍应予以重视。其主要预防原则是：在航空供氧中，应做到在保证不发生缺氧的前提下，使吸入的富氧气体保持一定氮浓度(在6000m以下高度，应含氮30～50%)。
(2) 延迟性航空性中耳炎：中耳腔壁为骨质，无伸缩余地，如通气不佳，充占腔室的高氧气体为血流所迅速吸收时，则只能引起腔内压力降低，可导致液体渗出、听力减退等后果，称“延迟性航空性中耳炎”。较长时间吸用纯氧飞行后，如咽鼓管不通畅或缺少主动通气动作 （如飞行后即入睡），易引起这种中耳炎。副鼻窦腔内如充满含高浓度氧的混合气体，而开口受阻时，也可出现类似情况。上述气压性损伤亦称“氧吸收性气压损伤”。
氧中毒 氧分压超过一定阈限时，即对组织有毒性作用。氧的毒性作用主要取决于氧分压值及暴露时间，故有一定“氧分压-时程阈限”，氧分压愈高，发病愈快，影响也愈严重。此外，尚存在动物种、属（人类耐力较高）及个体在敏感性上的差异。
组织氧分压过高，可通过不同水平的作用机理，使细胞代谢活动在许多环节上受扰。由于在高氧分压环境中暴露时，体内不同部位氧分压增高程度并不一致(例如，在1大气压下呼吸纯氧，肺泡气、动脉血氧分压皆在600mmHg以上，而在混合静脉血中却只有50mmHg左右)，各器官的代谢率、血液灌流量以及对氧的敏感性等也各有差异，乃决定氧中毒有以下不同类型：
❶肺型(上呼吸道粘膜刺激症状、急性气管-支气管炎及肺炎)。
❷神经型（全身抽搐性发作）。
❸眼型（晶体后纤维增生）。在氧分压为2大气压以下时，通常只引起肺型氧中毒；2～2.5大气压，以发生肺型氧中毒为主，超过2.5大气压，中枢神经系统氧中毒症状发展较快，先于肺部症状而提早发生，故表现为神经型。眼型，只限于早产婴儿暴露于1大气压高氧气体环境中时发生，与其视网膜组织对高氧分压敏感有关，可引起晶体后纤维增生，使患儿发生永久性失明。下面介绍与航空关系密切的肺型氧中毒。
肺型氧中毒 肺部病理改变大致分两个阶段：
❶急性渗出期，肺毛细血管内皮细胞最先受损，细胞肿胀、肺泡及间质充满渗出物，Ⅰ型肺泡上皮细胞受到损害，造成大面积缺损。
❷亚急性增生期，Ⅱ型细胞增生以补偿Ⅰ型细胞缺损，肺泡壁纤维性增生，毛细血管增生，肺部有弥漫性肺不张、实变、水肿等变化。在肺功能方面，由于上述病理改变及肺表面活性物质的代谢及功能受扰等，可引起肺弥散能力降低、呼吸道阻力加大、肺顺应性降低、肺活量降低等改变。主要症状为： 胸骨后不适或疼痛、烧灼或刺激感（早期症状），深呼吸困难，干咳等。严重者，需数日始能恢复； 如持续受到高氧分压的毒性作用，由于肺弥散功能严重障碍，终将引起二氧化碳潴留、酸中毒及严重缺氧以至死亡。
虽有实验结果表明受试者在氧分压为250mmHg的低压环境中曾生活30天，未见发生肺型氧中毒症状，但对于在压力为180～250mmHg的纯氧环境中长期停留是否安全、有无毒性影响等问题仍无定论。在250mmHg以上，出现症状的时间大致与氧分压值呈反比关系： 250～750mmHg，暴露12～72小时，即可能发生肺部刺激症状。1大气压纯氧，暴露12～18小时，可引起肺活量降低，上呼吸道、肺部及眼结膜刺激症状 (个别敏感者，4小时左右开始出现症状);24小时，刺激症状明显； 48小时，可致支气管肺炎及进行性呼吸困难。氧分压为2大气压，连续吸用3小时，肺活量即见减少；10小时出现呼吸困难。目前认为：氧压低于0.6大气压(常压下呼吸60%氧)基本上是安全的； 1大气压纯氧连续吸用时间不宜超过8～12小时； 2个大气压下，持续吸用纯氧的安全时限为2～3小时。至于较长时间暴露的安全界限，至少150～200mmHg是可以接受的。

开始出现症状时间(h)

引起人体氧中毒症状的氧分压-时程阈限曲线(引自Roth,1964)