第三章高原缺氧的细胞及分子机制final

《第三章高原缺氧的细胞及分子机制final》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章高原缺氧的细胞及分子机制final（84页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、高原缺氧的细胞高原缺氧的细胞反应反应及分子机制及分子机制第三章第三章第三军医大学高原军事医学系第三军医大学高原军事医学系高原生理学与高原生物学教研室高原生理学与高原生物学教研室谭小玲谭小玲2代偿性反应代偿性反应 细胞对高原低氧的反应细胞对高原低氧的反应知识回顾知识回顾损伤性变化损伤性变化氧利用的能力增强：尽可能利用多一点氧氧利用的能力增强：尽可能利用多一点氧无氧酵解增强：尽可能产生多一点无氧酵解增强：尽可能产生多一点ATP肌红蛋白增加：尽可能储备多一点氧肌红蛋白增加：尽可能储备多一点氧低代谢状态：尽可能多节约一点氧低代谢状态：尽可能多节约一点氧细胞膜损伤：膜蛋白功能障碍、细胞水肿细胞膜损伤：膜

2、蛋白功能障碍、细胞水肿 线粒体损伤线粒体损伤溶酶体损伤：广泛的细胞损伤、溶酶体损伤：广泛的细胞损伤、3Oxygen homeostasis 通过呼吸循环系统对氧的摄取和运输，哺乳动物细胞氧分压维持在一个狭小通过呼吸循环系统对氧的摄取和运输，哺乳动物细胞氧分压维持在一个狭小的范围内，称为氧平衡。的范围内，称为氧平衡。 It impacts on many aspects of cellular and systemic physiology, including : Redox state Energy metabolism Cardiovascular Respiratory Neuroend

3、ocrine function Hematopoiesis 3-22mmHgOxygen GradientsBloodInternal organs110mmHgAirAlveolarLarge arterialSmall arterialVeins100mmHg40mmHg150 mmHg 21% O2氧降阶梯氧降阶梯Physiological oxygen concentration in vivo（Extracellular）Large arterialSmall arterialP02 30-40mmHgP02 50-60mmHgFrom Kerger H ,et al. Am J P

4、hysiol. 1996 Mar;270(3 Pt 2):H827-366细胞细胞内内氧的利用氧的利用（Intracellular）细细胞胞线粒体线粒体羟化酶等羟化酶等氧合酶等氧合酶等其它其它90%10%7Oxygen gradient around mitochondriaIntra-mitochondria:PO2: 3.8-22.5mmHgPO22mmHg,inhibitedPO21mmHg,blocked8本章教学内容本章教学内容第一节 低氧感知低氧感知第二节 缺氧与基因表达缺氧与基因表达 第三节 缺氧与细胞增殖第四节 缺氧与细胞坏死和凋亡9教学要求o了解：了解：1.参与急、慢性缺氧反

5、应的病理过程和反应方式；参与急、慢性缺氧反应的病理过程和反应方式； 2.氧感受器的本质和作用机制的几种假说。氧感受器的本质和作用机制的几种假说。o理解：理解：1H2O2、Ca2+、蛋白激酶和、蛋白激酶和HIF-1在低氧信号转导中的作用；在低氧信号转导中的作用； 2理解缺氧对细胞增殖的作用和缺氧时细胞增殖的机制；理解缺氧对细胞增殖的作用和缺氧时细胞增殖的机制； 3理解缺氧诱导细胞凋亡和细胞坏死的触发因素和机制。理解缺氧诱导细胞凋亡和细胞坏死的触发因素和机制。o掌握：掌握： 氧感知、氧感知器、氧感知、氧感知器、HIF-1和缺氧反应基因的概念和缺氧反应基因的概念和种类。和种类。 10第一节 低氧感知

6、 Oxygen Sensing Under HypoxiaOxygen Sensing Under Hypoxia 11指机体从器官、组织到细胞分子水平对低氧的感应及反应过程。指机体从器官、组织到细胞分子水平对低氧的感应及反应过程。低氧感知低氧感知（Oxygen Sensing）低氧感知的要素：低氧感知的要素： 氧感知细胞氧感知细胞氧感知器（分子水平）氧感知器（分子水平）信号传递途径信号传递途径效应或效应分子效应或效应分子12急性反应和慢性反应急性反应和慢性反应o急性反应：快速反应体系急性反应：快速反应体系 快反应细胞快反应细胞 功能变化，不伴随结构变化功能变化，不伴随结构变化o慢性反应：结构

7、变化慢性反应：结构变化 所有细胞所有细胞 基因表达的变化基因表达的变化NormalHypoxiaNormalHypoxiaVascular remodelingcardiac remodeling13 1、氧摄取系统：肺摄氧及肺血液氧合氧摄取系统：肺摄氧及肺血液氧合 2、氧运输系统：血液运载氧、氧运输系统：血液运载氧 3、氧分配系统：血流、血管的构型及功能状态、氧分配系统：血流、血管的构型及功能状态 4、氧利用系统：细胞、氧利用系统：细胞一一. .氧感知细胞氧感知细胞机体缺氧反应体系机体缺氧反应体系These O2 sensing tissues or cells seem to have t

8、wo general features in common: (1) they have the capacity to directly transduce a hypoxic stimulus into a physiological response(2) there is little or no consensus regarding the actual mechanism that directly couples PO2 (or O2 concentration) to the initial effector response, i.e., the “O2 sensor.”1

9、41.1.氧感知细胞的分布氧感知细胞的分布15气道神经上皮小体气道神经上皮小体（neuroepithelial body，NEB） 氧摄取系统氧感受细胞（氧摄取系统氧感受细胞（A A）增强肺通气增强肺通气维持维持肺通气肺通气-血流比例血流比例增强心功能增强心功能缺氧缺氧氧摄取能力增强氧摄取能力增强神经递质；肽类和胺类物质神经递质；肽类和胺类物质16肺动脉平滑肌肺动脉平滑肌肺血管内皮细胞肺血管内皮细胞氧摄取系统氧感受细胞（氧摄取系统氧感受细胞（B B）维持维持肺通气肺通气-血流比例血流比例缺氧缺氧氧摄取能力增强氧摄取能力增强肺血管收缩肺血管收缩NormalHypoxia17主动脉体主动脉体和颈动

10、脉体和颈动脉体氧摄取系统氧感受细胞（氧摄取系统氧感受细胞（C C）呼吸加深加快呼吸加深加快缺氧缺氧PO2下降下降氧摄取能力增强氧摄取能力增强颈窦神经颈窦神经呼吸中枢呼吸中枢CB:Carotid body18氧运输系统氧感受细胞氧运输系统氧感受细胞肾小管周间质细胞肾小管周间质细胞EPO生成增多生成增多 造血系统造血系统 红细胞生成增加红细胞生成增加 缺氧缺氧氧运输能力增强氧运输能力增强19氧分配系统氧感受细胞（氧分配系统氧感受细胞（A A）血管平滑肌和内皮细胞血管平滑肌和内皮细胞VEGF表达表达血管增生血管增生 缩短氧的弥散距离缩短氧的弥散距离 缺氧缺氧20氧分配系统氧感受细胞（氧分配系统氧感受

11、细胞（B B）肾上腺嗜铬细胞肾上腺嗜铬细胞儿茶酚胺分泌增多儿茶酚胺分泌增多 调节血管舒缩状态调节血管舒缩状态血液重新分配血液重新分配 缺氧缺氧保证生命重要器官的氧供保证生命重要器官的氧供21氧利用系统氧感受细胞氧利用系统氧感受细胞细胞细胞改变基因表达，改变基因表达，如如糖酵解增强糖酵解增强降低与细胞生存无关的机能活动降低与细胞生存无关的机能活动 缺氧缺氧减少氧耗；提高氧的利用效率减少氧耗；提高氧的利用效率22o 皮肤能感知缺氧吗？皮肤能感知缺氧吗？Frontier field 232. 氧感知细胞分类氧感知细胞分类主动脉体和颈动脉主动脉体和颈动脉体，体，肾上腺嗜铬细肾上腺嗜铬细胞胞，气道神经上