病理生理學電子教材(中文)-第四章 缺氧:第三節(jié) 機體的功能與代謝變化五、組織、細胞的變化

五、組織、細胞的變化醫(yī)學三基

缺氧時組織、細胞可出現(xiàn)一系列功能、代謝和結(jié)構(gòu)的改變。其中有的起代償作用醫(yī)學招聘網(wǎng)，有的是缺氧所致的損害性改變。

(一)ATP生成減少，無氧酵解增強

缺氧時，ATP生成減少，ATP／ADP比值降低，使磷酸果糖激酶活性增強。該酶是控制糖酵解過程中的限速酶，其活性增強可促使糖酵解過程加強，在一定程度上可補償能量的不足。

    (二)線粒體的改變

慢性缺氧可使線粒體數(shù)量增多，表面積增大，從而有利于氧的彌散和利用。在慢性缺氧的適應(yīng)過程中，線粒體中呼吸鏈的酶(如細胞色素氧化酶)含量增多，琥珀酸脫氫酶的活性增強，可起—定代償作用。但嚴重缺氧可引起線粒體變形、腫脹、嵴斷裂，甚至外膜破裂，基質(zhì)外溢，加之線粒體內(nèi)Ca²⁺聚集，使ATP產(chǎn)生進一步減少。

(三)細胞膜的變化

缺氧時由于ATP生成減少，供給膜上“鈉泵”(Na+—K+—ATP酶)的能量不足；同時細胞內(nèi)乳酸增多，pH降低，使細胞膜通透性升高，因而細胞內(nèi)Na+增多，K+減少；由于細胞內(nèi)滲透壓升高，可發(fā)生細胞水腫。嚴重缺氧時，細胞膜對Ca²⁺的通透性增高，Ca²⁺內(nèi)流增多，同時由于ATP減少影響Ca²⁺的外流和攝取，使胞質(zhì)Ca²⁺濃度增加。Ca²⁺可抑制線粒體的呼吸功能，激活磷脂酶，使膜磷脂分解。此外，Ca²⁺還可激活蛋白酶，促使黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤氧化酶，從而增加氧自由基的形成，加重細胞的損傷。

(四)溶酶體的變化

嚴重缺氧時ATP生成減少，細胞內(nèi)酸中毒，可使溶酶體膜穩(wěn)定性降低，通透性升高，甚至破裂，溶酶體酶(如酸性磷酸酶、組織蛋白酶、β葡萄糖醛酸酶等)逸出，引起細胞自溶。

(五)肌紅蛋白增加

久居高原的人或動物，骨骼肌組織中的肌紅蛋白含量增加。由于肌紅蛋白在體內(nèi)的總量較多，它與氧的親和力又大于血紅蛋白(當氧分壓為10 mmHg時，血紅蛋白的氧飽和度為10％，而肌紅蛋白的氧飽和度為70％)(圖4—7)，因而肌紅蛋白增加可自血液中攝取更多的氧，成為機體一個重要的儲氧庫。另外，肌紅蛋白增多還可加快氧在組織中的彌散。

缺氧可引起細胞的各種反應(yīng)，包括代償性和損傷性改變。有關(guān)細胞對缺氧反應(yīng)的機制，目前認為，細胞中含有氧感受器，缺氧時，氧感受器感受到P02的降低，通過信號轉(zhuǎn)導途徑引起缺氧誘導因子—1(hypoxia induciblefactor—1，

HIP—1)等轉(zhuǎn)錄因子的活化，引起一系列缺氧相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成，進而引起組織、細胞的代償性或損傷性改變。例如，當細胞感受缺氧刺激時，胞質(zhì)的HIF—1活性增高，進入核內(nèi)與EPO基因的3’端增強子結(jié)合，從而增強該基因表達，使EPO增多，促進血紅蛋白的合成及紅細胞的生成。