大脑缺氧十分钟即可死亡.doc

莁大脑缺氧十分钟即可死亡袆机体吸入氧,并通过血液运输到达组织,最终被细胞所感受和利用。因此,缺氧的本质是细胞对低氧状态的一种反应和适应性改变。当急性严重缺氧时细胞变化以线粒体能量代谢障碍为主(包括组织中毒性缺氧);慢性轻度缺氧细胞以氧感受器的代偿性调节为主。薅代偿性变化莃1、缺氧时细胞能量代谢变化肁(1)无氧酵解增强:当PaO2降低时,~,氧作为有氧氧化过程的最终的电子接受者出现缺额,线粒体的有氧代谢发生障碍,ATP生成减少,胞浆内ADP增加。胞浆内ADP增高可使磷酸果糖激酶、糖酵解过程加强,并在一定的程度上可补偿细胞的能量不足,但酸性产物增加。羇(2)利用氧的能力增强:长期慢性和轻度缺氧时,细胞内线粒体数量增多,生物氧化还原酶(如琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶)活性增强和含量增多,使细胞利用氧的能力增强。蚄2、细胞的氧敏感调节与适应性变化袃(1)化学感受器兴奋袂(2)血红素蛋白(hemeprotein)感受调节:血色素蛋白是指含有卟啉环配体的一类蛋白质,如血红蛋白、细胞色素aa3、P450、含细胞色素b558的辅酶Ⅱ(NADPH)氧化酶等。感受调节方式有两种:聿①构象改变当O2结合于血红素分子中央的Fe2+,引起Fe2+转位到卟啉环平面上,反之相反。这种构象的变化可能影响血红素蛋白的功能。例如:CO与氧化型细胞色素氧化酶aa的Fe2+结合,使氧化型细胞色素氧化酶失去了传递电子的作用。肆②信使分子NADPH氧化酶可与细胞周围环境中O2结合,并把O2转变为O2-,再生成H2O2。H2O2经过Feton反应转变为羟自由基(OH-)进行氧信号的传导。正常时,细胞内H2O2浓度相对较高,抑制低氧敏感基因的表达。低氧时,细胞内H2O2和OH-生成减少,还原型谷光甘肽(GSH)氧化转变成氧化型谷光甘肽(GSSG)受到抑制,导致某些蛋白巯基还原型增加,从而使一些转录因子的构象发生改变,促进低氧敏感基因的转录表达。节3、HIF-1感受调节薂近年研究认为,HIF-1(hypoxiainducedfactor-1)是受控于氧浓度变化的一个至关重要的转录因子。细胞核内HIF-1作为低氧敏感基因的启动子与靶基因的低氧反应元件(HRE,5-RCGTG-3)结合,启动基因转录和蛋白质翻译。袆4、红细胞适应性增多膅在高原居住的人和长期慢性缺氧的人,红细胞可以增加到6×106/㎜3,Hb达21g/dl。其增加机制是,当缺氧时,低氧血可以刺激近球细胞,使其生成促红细胞生成素(erythropoiesis-stimulatingfactor,EPO)增加。EPO可以刺激RBC系单向干细胞分化为原RBC和增殖、成熟。另外。EPO可促使Hb合成和网织红细胞进入血液,血中红细胞和Hb增加,提高了血液中血氧容量。最终提高了血液携带氧的能力使氧含量增加,从而增强对组织器官的O2供应。蚁5、肌红蛋白(Mb)增加莂由于Mb与氧的亲和力比Hb的大,如氧分压降为10mmHg时,Hb的氧饱和度约为10%,而Mb的氧饱和度可达70%,因此,当运动员进行剧烈运动使肌组织氧分压进一步降低时,Mb可释放出大量的氧供组织、细胞利用。Mb增加可能具有储存氧的作用。袇细胞损伤薇缺氧性细胞损伤(elldamage)常为严重缺氧时出现的一种失代偿性变化。其主要表现为细胞膜、线粒体及溶酶体的损伤。莅1、细胞膜变化蝿细胞膜电位降低常先于细胞内ATP含量的减少,膜电位降低的原因为细胞膜对离子的通透性增高,导致离子顺浓度差通过细胞膜,继而出现钠内流、钾外流、钙内流和细胞水肿等一系列改变。罿(1)Na+内流:使细胞内Na+浓度增多并激活Na+-K+泵,在泵出胞内Na+同时又过多消耗ATP,ATP消耗又将促进线粒体氧化磷酸化过程和加重细胞缺氧。细胞内Na+浓度过高必然伴随水进入胞内增加引起细胞水肿。细胞水肿是线粒体、溶酶体肿胀的基础。蚅(2)K+外流:由于Na+-K+泵功能障碍,细胞外K+不能被泵到胞浆内,细胞内缺K+导致合成代谢障碍,各种酶的生成减少并进一步影响ATP的生成和离子泵的功能。螄(3)Ca2+内流:细胞内外Ca2+浓度相差约1000倍,细胞内低Ca2+浓度的维持依赖膜上Ca2+泵功能。严重缺氧时,由于ATP生成减少,膜上Ca2+泵功能降低,胞浆内Ca2+外流和肌浆网摄取Ca2+障碍,使胞浆内Ca2+浓度增高。细胞内Ca2+增多并进入线粒体内抑制了呼吸链功能;Ca2+和钙调蛋白(calmodulin)激活磷脂酶,使膜磷脂分解,引起溶酶体损伤及其水解酶的释放,细胞自溶;胞浆内Ca2+浓度过高可以使黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶,增加自由基形成,加重细胞损伤。蕿2、线粒体的变化螆缺氧可损伤线粒体,线粒体损伤又可导致缺氧,两者互为因果。缺氧引起线粒体受损的原因是