冻伤损害是由于血流减少和组织中冰晶形成共同作用引起的。低温和暴露时间是冻伤的关键因素，其他易感因素尚有环境因素（如潮湿、强风、高纬度和导热物质接触）及宿主因素（如老年或幼年、酗酒或吸毒、饥饿、紧张、营养不良、创伤、周围血管病、系统性疾病等）。

日常生活或职业性接触低于0℃的环境或介质（如制冷剂、液态气体等）时，均有发生冻伤的可能。这些职业包括寒冷季节从事室外或室内无采暖或有冷源设备的低温条件下的作业，如林业、渔业、农业、矿业、土建、护路、通讯、运输、环卫、警务、投递、制造业（室外）等，平时冻伤多为散发性，但冬季在条件艰苦的室外进行集体作业时，遇意外情况，若防护不当可能在短时间内暴发大量病例，这种情况亦见于灾难事故及战时，在战时尤为严重。

人体局部接触低温时，皮肤血管受交感神经调节而收缩，减少皮肤血流量，严重寒冷时，甚至可闭塞末端血管，停止末端血流，以减少皮肤散热，保持体温。如果接触时间较久或局部体温下降至0℃以下时，在细胞外液和细胞内液产生冰结晶，组织内的冰结晶可使细胞外液渗透压增高，细胞间隙充满液体，冷冻持续存在时，可使蛋白变性，酶破坏，细胞膜改变。冰结晶形成较快时可直接损伤组织细胞结构。

冻伤损害主要发生在冻融后，血管内皮细胞受 损伤，局部血管扩张、渗出，细胞肿胀，氧自由基产生，形成花生四烯酸链导致小静脉和小动脉血栓形成，造成肢体的缺血、坏死或坏疽。全身受冻时，除了外周血管强烈收缩和寒战反应（肌肉收缩），体温降低由表及里，使心、脑和其他器官均受损害，如不及时抢救，可直接死亡。

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