血液中还原血红蛋白增多或存在异常血红蛋白衍生物可导致发绀。还原血红蛋白增多致发绀分中心性（肺性、心性混合性）和周围性（局部性、全身性）；异常血红蛋白衍生物致发绀包括先天性和后天性高铁血红蛋白血症及硫化血红蛋白血症，先天性高铁血红蛋白血症为常染色体显性遗传，后天性可由药物等中毒引起，硫化血红蛋白血症为后天获得性。
一、血液中还原血红蛋白增多导致的发绀
（一）中心性发绀
1.肺性发绀
常见于各种严重的呼吸系统疾病，如呼吸道阻塞（如喉头水肿、异物阻塞等）、肺炎、肺气肿、肺淤血（如左心衰竭引起的肺淤血）、肺水肿等。其机制是由于呼吸功能衰竭，肺通气或换气（通气/血流比例、弥散功能等）功能障碍，肺氧合作用不足，导致体循环毛细血管中还原血红蛋白增多而引起发绀。例如，重症肺炎患者肺部炎症影响气体交换，使得血液不能充分氧合，从而出现发绀。不同年龄人群中，儿童由于呼吸道相对较窄，更容易因呼吸道阻塞导致肺性发绀；有慢性肺部基础疾病的老年人，肺功能本身较差，在感染等诱因下更易发生肺性发绀。
2.心性混合性发绀
常见于发绀型先天性心脏病，如法洛四联症、艾森曼格综合征等。由于心与大血管之间存在异常通道，部分静脉血未通过肺进行氧合作用，即经异常通道分流混入体循环动脉血中，如法洛四联症患者，右心室的静脉血通过室间隔缺损直接进入左心室，再进入体循环，导致动脉血氧饱和度降低，出现发绀。这种情况在先天性心脏病患儿中较为常见，新生儿期即可出现相关表现，不同性别患儿发病无明显差异，但先天性心脏病的发生可能与遗传、孕期环境等多种因素有关。
（二）周围性发绀
1.局部性周围性发绀
多由于局部血液循环障碍引起，如血栓闭塞性脉管炎、雷诺病、肢端发绀症、冷球蛋白血症等。例如，血栓闭塞性脉管炎主要累及四肢中小动脉和静脉，导致肢体末端缺血缺氧，出现发绀；雷诺病是由于寒冷或情绪激动等因素引起肢端动脉痉挛，导致局部缺血发绀，多见于青年女性，寒冷季节易发作。不同生活方式人群中，长期吸烟的人患血栓闭塞性脉管炎的风险较高；雷诺病患者在寒冷环境或精神紧张时更容易诱发症状。
2.全身性周围性发绀
常见于引起心排出量减少的疾病和局部血流障碍性疾病。心排出量减少的疾病如休克，由于有效循环血量不足，心输出量减少，周围血液循环灌注不足，导致周围组织缺氧，出现发绀；严重心力衰竭时，心功能下降，体循环淤血，也可引起周围性发绀。对于老年人，本身心功能可能存在一定程度的减退，在发生感染、失血等情况时，更容易出现心排出量减少相关的周围性发绀；而儿童休克多由感染、失血等突发因素引起，需要及时识别和处理。
二、血液中存在异常血红蛋白衍生物导致的发绀
（一）高铁血红蛋白血症
1.先天性高铁血红蛋白血症
为常染色体显性遗传疾病，由于先天性缺陷使红细胞内的还原型辅酶Ⅱ-细胞色素b5还原酶活性降低或血红蛋白结构异常，导致高铁血红蛋白含量增加。患者自幼年即可出现发绀，一般无明显呼吸困难，这种情况在有家族遗传史的人群中需要考虑，不同性别发病无显著差异，主要与遗传基因有关。
2.后天性高铁血红蛋白血症
可由药物或化学物质中毒引起，如磺胺类、亚硝酸盐、苯胺类等中毒。例如，误食亚硝酸盐含量高的变质蔬菜可导致亚硝酸盐中毒，亚硝酸盐使血红蛋白中的二价铁氧化成三价铁，形成高铁血红蛋白，失去携氧能力，导致组织缺氧发绀。不同年龄人群中，儿童由于好奇心强，可能误服相关有毒物质；老年人如果误服药物等也容易发生后天性高铁血红蛋白血症，且老年人肝肾功能相对减退，对药物代谢能力下降，更容易蓄积中毒。
（二）硫化血红蛋白血症
为后天获得性疾病，多由服用含硫药物或化学品后，在肠内形成大量硫化氢，经肠道吸收后使血液中硫化血红蛋白达到一定量而引起。患者发绀持续时间较长，血液呈蓝褐色，分光镜检查可发现硫化血红蛋白的特征性吸收带。这种情况相对较少见，与接触含硫物质的机会和个体代谢等因素有关，不同年龄、性别人群均可发生，但接触相关物质的机会不同可能影响发病概率。
