病理生理學(xué)電子教材(中文)-第四章 缺氧:第三節(jié) 機(jī)體的功能與代謝變化五、組織、細(xì)胞的變化

五、組織、細(xì)胞的變化醫(yī)學(xué)三基

缺氧時(shí)組織、細(xì)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(xué)招聘網(wǎng)，有的是缺氧所致的損害性改變。

(一)ATP生成減少，無(wú)氧酵解增強(qiáng)

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

    (二)線(xiàn)粒體的改變

慢性缺氧可使線(xiàn)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(guò)程中，線(xiàn)粒體中呼吸鏈的酶(如細(xì)胞色素氧化酶)含量增多，琥珀酸脫氫酶的活性增強(qiáng)，可起—定代償作用。但嚴(yán)重缺氧可引起線(xiàn)粒體變形、腫脹、嵴斷裂，甚至外膜破裂，基質(zhì)外溢，加之線(xiàn)粒體內(nèi)Ca²⁺聚集，使ATP產(chǎn)生進(jìn)一步減少。

(三)細(xì)胞膜的變化

缺氧時(shí)由于A(yíng)TP生成減少，供給膜上“鈉泵”(Na+—K+—ATP酶)的能量不足；同時(shí)細(xì)胞內(nèi)乳酸增多，pH降低，使細(xì)胞膜通透性升高，因而細(xì)胞內(nèi)Na+增多，K+減少；由于細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高，可發(fā)生細(xì)胞水腫。嚴(yán)重缺氧時(shí)，細(xì)胞膜對(duì)Ca²⁺的通透性增高，Ca²⁺內(nèi)流增多，同時(shí)由于A(yíng)TP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(xiàn)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(xì)胞的損傷。

(四)溶酶體的變化

嚴(yán)重缺氧時(shí)ATP生成減少，細(xì)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(xì)胞自溶。

(五)肌紅蛋白增加

久居高原的人或動(dòng)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(dāng)氧分壓為10 mmHg時(shí)，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(jī)體一個(gè)重要的儲(chǔ)氧庫(kù)。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(xì)胞的各種反應(yīng)，包括代償性和損傷性改變。有關(guān)細(xì)胞對(duì)缺氧反應(yīng)的機(jī)制，目前認(rèn)為，細(xì)胞中含有氧感受器，缺氧時(shí)，氧感受器感受到P02的降低，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑引起缺氧誘導(dǎo)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(jìn)而引起組織、細(xì)胞的代償性或損傷性改變。例如，當(dāng)細(xì)胞感受缺氧刺激時(shí)，胞質(zhì)的HIF—1活性增高，進(jìn)入核內(nèi)與EPO基因的3’端增強(qiáng)子結(jié)合，從而增強(qiáng)該基因表達(dá)，使EPO增多，促進(jìn)血紅蛋白的合成及紅細(xì)胞的生成。