细胞中央性乏氧的探讨
中南大学湘雅医院高压氧科（410008）肖平田
血液中的氧气要达到组织细胞核的中央，需经过毛细血管壁，进入到组织间-细胞间，再穿过细胞膜进入到细胞浆，然后穿过核膜进入胞核中央。氧气在穿过以上屏障时依靠氧原子本身的势能或氧代谢中产生的能量，一旦能量代谢障碍，同时氧原子本身的势能又较低时氧气就不能到达细胞核的中央，即发生所谓细胞中央性乏氧。中央性乏氧细胞轻则容量成为病毒的栖息地，重则自身凋亡。前者发生慢性疾病，后者走向衰老和死亡。
病因与病理
1．缺血缺氧，各种原因引起的缺血缺氧，缺血缺氧可引起全细胞缺氧，由于先缺血缺氧引起线粒体水肿、细胞能量代谢障碍，等到再正常供血供氧时，胞外的低势能氧由于缺乏能量不能进入核内而引起细胞核中央缺氧，缺血再灌注损伤是属于这种情况。
2．水肿：各种原因引起的细胞水肿。线粒体水肿，直到整个细胞水肿。由于细胞水肿，细胞直径增大，使氧更加难以穿过胞膜和核膜导致胞核中央缺氧。
3．缺氧与水肿形成恶性循环。缺氧可引起或加重水肿，细胞水肿可引起或加重细胞缺氧，血中氧含量正常，胞浆氧含量正常或偏低，而胞核中央乏氧。
中央性乏氧细胞的临床意义
1．中央性乏氧细胞与缺血再灌注损伤。缺血可引起全细胞缺氧，引起线粒体和整个细胞发生水肿。线粒体缺氧水肿-则能量代谢障碍，导致常压氧不能进入核中央，当细胞水肿，细胞体积过大时更增加了氧穿透的难度，所以在再灌注时，尽管有大量的氧气到达细胞周围，也不能进入胞核中央，而形成胞核中央缺氧和细胞周围大量氧堆积现象。由于核中央缺氧可直接作用于基因引起细胞凋亡，加上胞膜周围氧堆积后产生的大量氧自由基也可诱发细胞凋亡，两种因素共同作用下产生倍增的细胞凋亡速度。
2．中央性乏氧细胞与细胞凋亡：目前对细胞凋亡较为明确的途径有线粒体途径和膜通道途径。那么细胞核中央乏氧则可提出直接作用于基因途径。即胞核中央乏氧，直接引起凋亡基因表达，继而胞浆中凋亡蛋白酶表达导致凋亡过程。核中央染色质是凋亡调控的中枢（司令部），凋亡基因表达至凋亡蛋白酶表达到凋亡是一种由上而下，可不依赖线粒体的凋亡过程。线粒体是调控凋亡的后勤部。各种原因引起线粒体代谢障碍，线粒体释放凋亡因子而引起凋亡基因表达，然后凋亡蛋白酶表达引起凋亡过程，膜死亡通道则首先影响线粒体释放凋亡因子或线粒体能量代谢障碍而诱发凋亡基因表达，最后引起凋亡过程。膜死亡通道和线粒体途径必须经过胞核基因途径。胞核途径可以不经过线粒体途径或膜途径。膜通道或线粒体通路不经过核基因途径的细胞死亡不是凋亡，而是变性坏死。而只有经过胞核基因控制下的按程序进行的细胞凋谢才是凋亡。直接作用于胞核中央导致凋亡的因子有核中央乏氧、进入胞核中央的单分子毒剂（如CO中毒）、进入胞核中央的病毒感染（如爱滋病）等。这一凋亡途径的防治研究将有更广阔的前景。高压氧治疗可解决胞核中央乏氧问题，并有提出高压氧的活性氧对核中央的病毒有杀灭作用。高压氧对胞核中央的CO的毒性作用有缓和作用。
3．HBO与爱滋病。高压氧对爱滋病有治疗作用得到肯定（1-4）。有报道高压氧所产生的活性氧对细胞内的爱滋病毒有杀伤作用（5、6）。但多大的剂量和疗程才能较理想地杀灭病毒，将有等研究。爱滋病容易受到厌氧菌侵袭，而高压氧对厌氧菌具有很强的杀伤作用，所以高压氧在爱滋病的治疗中占有十分重要的地位（7）。爱滋病的一重要病变是CD4淋巴细胞的凋亡，而高压氧的抗凋亡作用已得到充分的肯定（8）。CD4淋巴细胞在淋巴结内，爱滋病毒是在CD4淋巴细胞核内，一般药物难以到达该处起作用。常压氧也难以穿过淋巴结包膜和CD4淋巴细胞胞膜及其核膜而至胞核中央，但高压氧则可到达核中央而不至于发生核中央乏氧造成细胞凋亡。所以高压氧从解决胞核中央乏氧途径，或从杀伤病毒的途径有抗爱滋病作用（见图）。但目前需要研究的是实施高压氧的剂量，包括氧分压（压力和氧浓度）、时程、疗程及其它综合治疗等问题。要使其剂量在不损害机体导致严重并发症的情况下达到治疗目的，有待研究。
Reference
1.肖平田，生态圈。中华实用医学杂志。.2002，4（24）43-45
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6. Reillo MR et al: HIV antiviral effects of hyperbaric oxygen therapy.J Assoc Nurses AIDS Care 1996 Jan-Feb;7(1):43-5
7 Jordan WC:The effectiveness of intermittent hyperbaric oxygen in relieving drug-induced
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8: Iorianni P: Synergistic soft tissue infections of the perineum. Dis Colon Rectum 1992 Jul;35(7):640-4
9. 肖平田，夏洪志等，高压氧对肝脏缺血再灌注损伤的作用观察. 中国腹部外科杂志（待发表）。
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