十一、缺氧概述
1、缺氧的研究起源
缺氧是指机体细胞组织不能充分获得氧和利用氧。缺氧与中医少气意相似。与缺氧相关的记载最早起源于《素问·平人气象论篇》“人一呼脉一动，一吸脉一动曰少气。” 对缺氧的病理特征研究最早的见于《素问·举痛论篇》“余知百病生于气也，怒则气上，喜则气缓，悲则气消，恐则气下，寒则气收，炅则气泄，惊则气乱，劳则气耗，思则气结，九气不同，何病之生？歧伯曰：怒则气逆，甚则呕血及飧泄，故气上矣。喜则气合志达，荣卫通利，故气缓矣。悲则心系急，肺布叶举，而上焦不通，营卫不散，热气在中，故气消矣。恐则精却，却则上焦闭；闭则气还，还则下焦胀，故气不行矣。寒则腠理闭，气不行，故气收矣。炅则腠理开，荣卫通，汗大泄，故气泄。惊则心无所倚，神无所归，虑无所定，故气乱矣。劳则喘息汗出，外内皆越，故气耗矣。思则心有所存，神有所归，正气留而不行，故气结亦。”
2、缺氧的现代研究
缺氧的生理学研究起源于二十世纪二十年代，比利时科学家海门斯父子（J.F.Heymans和C.Heymans）证明血液缺氧时刺激颈动脉窦区化学感受器，使呼吸兴奋、血压升高；呼吸性缺氧钙离子超载血压升高；循环性缺氧血液阻力增大血压升高；组织缺氧去甲肾上腺素、血管紧张素Ⅱ增多血压升高。
缺氧的病理学研究，按进程将其分为了四类 :
（1）. 呼吸性缺氧：由于外界供氧不足和呼吸功能障碍引起缺氧。主要原因是吸入气氧分压降低，血氧饱和度和血氧含量下降，外呼吸功能障碍，动静脉短路，引起缺氧。
（2）. 血液性缺氧：由于血红蛋白含量减少或其性质发生改变，以致携带氧气量减少，引起缺氧。
（3）. 微循环性缺氧：由于全身或局部循环障碍导致血流缓慢或血流量减少，以致单位时间内细胞组织的氧气供给减少，引起缺氧。
（4）. 组织性缺氧：某些毒物抑制了细胞内呼吸酶，使电子传递链中断，引起缺氧。
缺氧的即刻效应是xx、头晕、恶心、呕吐、呼吸困难。缺氧的长期效应是红细胞增多，血容量和粘稠度增大。加速脂质氧化、动脉硬化、组织老化和器官功能衰竭进程。缺氧的损伤效应是大脑的信息加工和学习记忆功能下降，血压、血脂和血糖升高，ATP生成减少，K+ 敏感性通道开放，Na+、Ca2+ 内流超载，细胞膜受损及内皮细胞通透性增加导致浮肿等。
生物化学研究证实：缺氧时导致生物氧化代谢功能紊乱，电子传递障碍，ATP合成减少，氧自由基生成增多。氧自由基能破坏DNA,损伤细胞膜，氧化修饰脂质蛋白等。“正常人体内每{yt}，氧自由基对DNA、各种酶类和蛋白质的损坏，高达上千次，〔3〕”可使磷脂分子中不饱和脂肪酸氧化生成过氧化脂质，损伤细胞膜；过氧化脂质与蛋白质结合形成复合物，积累成棕褐色的色素颗粒，称为脂褐素，与组织老化有关。
3、缺氧的研究进程
九十年代缺氧的研究进入了细胞分子水平的研究时代，已“勾画出了一条由缺氧感受器—信号转导—效应基因的低氧反应通路的现代轮廓〔7〕。”
缺氧时氧自由基即活性氧族生成增多，xx低氧诱导因子（简称HIF-1也称之为缺氧感受器，是缺氧时的总调节因子，首先在红细胞生成素基因的3′端发现，是一个有50个左右核苷酸组成的增强子序列。）表达增强。
缺氧时：细胞外腺苷含量可较正常升高100～1000倍；红细胞生成素基因（EPO）可升高100倍；血管内皮生长因子（VEGF）mRNA可上调5～25倍；兴奋性氨基酸、丙二醛明显升高、超氧化物酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化脂质明显升高〔7〕。
生物化学研究：呼吸链电子传递过程中和其他物质氧化时可产生超氧阴离子（占耗氧量的1～4％），线粒体DNA（mtDNA）呈裸露的环状双螺旋结构，缺乏蛋白质的保护和损伤修复系统，容易受到氧自由基的损伤而发生突变，其突变率是核DNA突变率的10～20倍。mtDNA病出现的症状取决于mtDNA突变的程度和各器官对ATP的需求，耗能较多的器官首先出现功能障碍，常见的有心功能衰竭、记忆力下降、痴呆、肌无力、糖尿病等。
临床医学研究：缺氧损伤效应的程度，取决于氧化应激反应的程度和自身（整体或局部）抗缺氧及缺氧耐受力的强弱。
4、缺氧研究的成果
临床医学研究成果：缺氧时氧阴离子在转换过程中生成的活性氧族，能损伤细胞膜受体，能氧化修饰脂质蛋白和脂质糖化蛋白，被氧化修饰了的脂质蛋白和脂质糖化蛋白。不能被相关受体识别，使去路受阻，结果被巨噬细胞吞噬，形成空泡，空泡中的成分主要是胆固醇，沉淀于动脉壁加速动脉粥样硬化进程〔5〕。
病理学研究成果：缺氧—再灌注损伤。此机制虽然尚未阐明，但目前认为主要与氧自由基生成、钙离子超载和白细胞被xx有关。明确了自由基的概念与类型，阐述了活性氧产生的基础、增多机制、途径和损伤作用。氧阴离子在转换过程中生成的活性氧族，其化学性质活泼，若过多或抗氧化能力不足，可引发氧化应激反应，启动氧化损伤程序，导致细胞损伤、凋亡甚至死亡。高血压、高血脂、糖尿病、内皮细胞增生和器官功能衰竭等，都伴有氧化应激反应，其病情的发生和发展与氧化应激程度密切相关。
缺氧预适应研究成果：吕国蔚主编的《缺氧预适应：一种缺氧防治的心理念与新策略》为抗缺氧研究奠定了理论基础。证明了缺氧损伤进程可以有效防治。书中介绍，动物脑内缺氧预适应后：氧自由基、丙二醛、超氧化物酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化脂质含量比缺氧一次对照组明显下降；NO减少；脑CA1区DA（多巴胺）、5-HT（5-羟色胺）、5-HIAA（5-羟吲哚乙酸）较空白对照组或缺氧对照组显著升高；去甲肾上腺素（NE）显著降低；脑磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰丝氨酸（PS）显著回落，磷脂酰胆碱（PC）显著回升；氰化钾（KCN）中毒存活时间显著延长；三羧酸功能加强；呼吸链功能加强；神经肽、降钙素基因相关肽较对照组明显降低等。
5、缺氧研究的期待
临床医学观察发现，急性心急梗死指征出现前有过多次胸痛发作的患者的死亡率较低。说明人自身力量也能有效阻止缺氧损伤进程。期待进一步研究，这种抗缺氧损伤能力的形成机制及信号转导—基因效应与内环境的关系，为预防、保健和xx心脑血管疾病研究提供科学依据。
高血压、高血脂和糖尿病，是威胁人类健康的三大疾病，逐年增多，xx结果不尽理想，目前普遍认为，“三高症”病因混杂，多种基因变异、叠加共同导致的结果。其发生和发展与氧化应激反应密切相关。期待着通过提高缺氧耐受力，抑制氧化应激反应进程，增强三羧酸功能，改善血压、血脂和血糖方面的研究有所突破。
期待脑缺氧损伤和抗缺氧损伤方面的研究有新的突破。生物化学和病理生理学都证实，缺氧损伤效应首先危害的是大脑。中国已进入了老龄化时代，目前约有一亿五千万老年人，老年人记忆力下降、手颤抖、痴呆、帕金森氏病、脑卒中等逐年增多。可能与脑长期慢性缺氧损伤密切相关。期待脑缺氧损伤和信号转导研究方面有新的成果突破。
参考文献:
[1]北京中医学院. 内经选读〔M〕. 1版. 上海：科学技术出版社，1978；
[2]周爱儒，茶锡良. 生物化学〔M〕. 6版. 人民卫生出版社，2006；
[3于自然，黄熙泰. 现代生物化学〔M〕. 1版. 化学工业出版社. 2001；
[4]金惠铭，王建枝. 病理生理学〔M〕. 6版. 人民卫生出版社，2006；
[5]闫西艴，陈灏珠. 高血压与相关疾病〔M〕. 1版. 郑州大学出版社发行，2003；
[6]湖南医学院. 生理学〔M〕. 1版. 人民卫生出版社，1978；228
[7]吕国蔚. 缺氧预适应：一种缺氧防治的心理念与新策略〔M〕. 1版. 北京医科大学出版社，2005；
