1、1高原缺氧時(shí)物質(zhì)代謝特點(diǎn)及其調(diào)節(jié)高原缺氧時(shí)物質(zhì)代謝特點(diǎn)及其調(diào)節(jié)第四章第四章第三軍醫(yī)大學(xué)高原軍事醫(yī)學(xué)系第三軍醫(yī)大學(xué)高原軍事醫(yī)學(xué)系高原高原生理生理學(xué)學(xué)與高原生與高原生物物學(xué)教研室學(xué)教研室譚小玲譚小玲物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝新陳代謝新陳代謝能量代謝能量代謝合成代謝合成代謝分解代謝分解代謝物質(zhì)代謝過程：物質(zhì)代謝過程：消化吸收消化吸收排泄排泄物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的合成與分解物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的合成與分解中間代謝中間代謝*3本章教學(xué)內(nèi)容本章教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 高原缺氧時(shí)食物攝取消化、吸收及調(diào)節(jié)第二節(jié) 高原缺氧時(shí)物質(zhì)代謝特點(diǎn)及其調(diào)節(jié)4教學(xué)要求教學(xué)要求o掌握：掌握高原缺氧時(shí)物質(zhì)代謝特點(diǎn)及其調(diào)節(jié)。o理解：理解高原缺氧時(shí)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制

2、。o了解： 1了解高原低氧對(duì)食物攝取的影響；2了解高原低氧對(duì)食物消化的影響；3了解高氧低氧對(duì)吸收功能的影響。5第一節(jié) 高原缺氧時(shí)食物攝取、消化、吸收的影響及機(jī)制一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響（一）（一）高原缺氧時(shí)食物攝取的特點(diǎn)高原缺氧時(shí)食物攝取的特點(diǎn) 進(jìn)入高原早期進(jìn)入高原早期食物攝取量下降食物攝取量下降6 （二）（二）進(jìn)入進(jìn)入高原高原早期早期影響食物攝取的影響食物攝取的機(jī)制機(jī)制食物攝取的調(diào)節(jié)因素食物攝取的調(diào)節(jié)因素 一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響精神心理因素精神心理因素?cái)z食中樞攝食中樞食欲？食欲？激素，因子激素，因子胃腸道狀況胃腸道狀況攝食行為

3、攝食行為7 （二）（二）進(jìn)入進(jìn)入高原高原早期早期影響食物攝取的影響食物攝取的機(jī)制機(jī)制攝食中樞攝食中樞（feeding centerfeeding center） 一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響8 （二）（二）進(jìn)入進(jìn)入高原高原早期早期影響食物攝取的影響食物攝取的機(jī)制機(jī)制食欲降低食欲降低 一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響激素、細(xì)胞因子、血糖等對(duì)攝食中樞的影響激素、細(xì)胞因子、血糖等對(duì)攝食中樞的影響乙縣膽堿，去鉀腎上腺素刺激，乙縣膽堿，去鉀腎上腺素刺激，促進(jìn)進(jìn)食促進(jìn)進(jìn)食。5-羥色胺刺激，或血糖高時(shí)，羥色胺刺激，或血糖高時(shí)，抑制進(jìn)食抑制進(jìn)食。9瘦素（瘦素

4、（Leptin）：抑制攝食）：抑制攝食 Correlation between changes in plasma leptin levels and decrease in calorie intake by sojourners at 4300m over sea levelvalues. (r 0.7838, p , 0.001).Plasma leptin levels of sojourners at sea level and high altitudes. SL: Sea levelHA 1: After 48 h at 3600 mHA 2a: After 48 h at 43

5、00 m HA 2b: After 7 days at 4300 m10 （二）（二）進(jìn)入進(jìn)入高原高原早期早期影響食物攝取的影響食物攝取的機(jī)制機(jī)制胃腸道抑制胃腸道抑制 一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響1.胃腸脹氣、胃腸蠕動(dòng)減弱胃腸脹氣、胃腸蠕動(dòng)減弱，排空時(shí)間延長排空時(shí)間延長2.消化道黏膜損傷消化道黏膜損傷 進(jìn)駐不同海拔高度胃腸反應(yīng)的發(fā)生率進(jìn)駐不同海拔高度胃腸反應(yīng)的發(fā)生率 海拔高度海拔高度 胃腸道癥狀胃腸道癥狀 發(fā)生率（發(fā)生率（%） 3000m 惡心惡心 65.1 嘔吐嘔吐 56.6 腹瀉腹瀉 37.6 食欲減退食欲減退 26.6 5000m 惡心惡心 81.0 嘔吐嘔吐

6、 22.4 腹瀉腹瀉 50.1 食欲減退食欲減退 24.311慢性缺氧對(duì)食物攝取的影響慢性缺氧對(duì)食物攝取的影響一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響一、高原缺氧對(duì)食物攝取的影響長期在高原生活的居民照樣會(huì)吃的多，長得胖。 青海省海拔高度在 2 3 0 0m 41 0 0m不等 ,平均海拔 3 60 0m。對(duì)青海地區(qū)不同海拔高度在職中、高級(jí)干部 744人進(jìn)行健康體檢 ,其中男 658人 ,女86人 ,年齡 3 0歲 79歲之間 ,平均 54歲 7.2歲。根據(jù)體重指數(shù) 2 5(BMI)分為肥胖組與非肥胖組 ,其中肥胖組 42 4例 ,非肥胖組 3 0 1例 ,兩組平均年齡、性別分布無顯著差異。12二、高原缺氧

7、對(duì)食物消化的影響二、高原缺氧對(duì)食物消化的影響（一）物質(zhì)消化吸收生理（一）物質(zhì)消化吸收生理機(jī)械消化機(jī)械消化化學(xué)化學(xué)消化消化消化道蠕動(dòng)；舒縮消化腺分泌消化液小分子物質(zhì)血液、淋巴循環(huán)消化道黏膜消消 化化吸吸 收收13（二）高原缺氧對(duì)機(jī)械消化的影響（二）高原缺氧對(duì)機(jī)械消化的影響 1.1.進(jìn)入高原早期機(jī)械消化能力減弱進(jìn)入高原早期機(jī)械消化能力減弱進(jìn)高原初期，胃排空減慢，腸活動(dòng)受抑，張力減弱，蠕動(dòng)速度進(jìn)高原初期，胃排空減慢，腸活動(dòng)受抑，張力減弱，蠕動(dòng)速度和幅度減小。和幅度減小。2 2、原因、原因n急性缺氧影響了調(diào)節(jié)胃腸道運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)內(nèi)分泌。急性缺氧影響了調(diào)節(jié)胃腸道運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)內(nèi)分泌。n植物神經(jīng)功能障礙，副交感興

8、奮性下降，胃腸蠕動(dòng)受抑。植物神經(jīng)功能障礙，副交感興奮性下降，胃腸蠕動(dòng)受抑。14（三）高原缺氧對(duì)化學(xué)消化的影響（三）高原缺氧對(duì)化學(xué)消化的影響 進(jìn)高原后，植物神經(jīng)功能改變進(jìn)高原后，植物神經(jīng)功能改變導(dǎo)致導(dǎo)致消化道腺體分泌消化道腺體分泌抑制抑制。消化液消化液有機(jī)物、離子和水組成有機(jī)物、離子和水組成主動(dòng)分泌：合成、排出；刺激主動(dòng)分泌：合成、排出；刺激-分泌偶聯(lián)分泌偶聯(lián)稀釋稀釋調(diào)節(jié)消化道調(diào)節(jié)消化道pH分解分解保護(hù)消化道保護(hù)消化道15（三）高原缺氧對(duì)化學(xué)消化的影響（三）高原缺氧對(duì)化學(xué)消化的影響 進(jìn)高原后，植物神經(jīng)功能改變進(jìn)高原后，植物神經(jīng)功能改變導(dǎo)致導(dǎo)致消化道腺體分泌消化道腺體分泌抑制抑制。唾液唾液：300

9、0m3000m，唾液分泌量開始減少；，唾液分泌量開始減少；5000m5000m唾液分泌嚴(yán)重受抑，甚至唾液分泌嚴(yán)重受抑，甚至 無分泌。無分泌。 口渴，口臭口渴，口臭 胃液胃液：胃分泌和蠕動(dòng)明顯下降，胃液胃分泌和蠕動(dòng)明顯下降，胃液pH值升高。值升高。 長期的影響，較難恢復(fù)到正常水平。長期的影響，較難恢復(fù)到正常水平。 慢性萎縮性胃炎是高原常見病，用餐后，胃液、胃酸、胃蛋白酶分泌慢性萎縮性胃炎是高原常見病，用餐后，胃液、胃酸、胃蛋白酶分泌。 消化不良消化不良 滯氣滯氣16胰液：胰液：胰腺對(duì)食物的特異選擇性分泌減弱。 腸液：腸液：腸腺分泌受抑，消化吸收功能均降低。膽汁：膽汁：急性缺氧時(shí)，膽汁分泌減少，膽

10、汁粘度、膽酸及膽紅素增加。 脂肪便肝臟：肝臟：對(duì)缺氧敏感的器官。急性可引起肝臟充血、淤血，肝功能減退。長時(shí)間缺氧對(duì)缺氧敏感的器官。急性可引起肝臟充血、淤血，肝功能減退。長時(shí)間缺氧可使血轉(zhuǎn)氨酶增高?？墒寡D(zhuǎn)氨酶增高。 肝大、高原膽紅素血癥肝大、高原膽紅素血癥（三）高原缺氧對(duì)化學(xué)消化的影響（三）高原缺氧對(duì)化學(xué)消化的影響17高原缺氧，能量代謝障礙，腸主動(dòng)吸收減弱，高原缺氧，能量代謝障礙，腸主動(dòng)吸收減弱，營養(yǎng)物質(zhì)吸收減少營養(yǎng)物質(zhì)吸收減少；胃腸粘膜充血水腫，也影響吸收過程。胃腸粘膜充血水腫，也影響吸收過程。三、高原缺氧對(duì)吸收功能的影響三、高原缺氧對(duì)吸收功能的影響葡萄糖的主動(dòng)吸收葡萄糖的主動(dòng)吸收18圖圖1

11、 1平原對(duì)照組家兔小腸黏膜表面平整光滑平原對(duì)照組家兔小腸黏膜表面平整光滑, ,結(jié)構(gòu)清晰無脫落和缺損結(jié)構(gòu)清晰無脫落和缺損( 6 900 ( 6 900 ) ;) ;圖圖2 2高原缺氧組（高原缺氧組（5000m5000m，3d3d）家兔小腸黏膜正常結(jié)構(gòu)破壞）家兔小腸黏膜正常結(jié)構(gòu)破壞, ,表面粗糙不平表面粗糙不平( 5 750 ( 5 750 ) ;) ;圖圖3 3低氧暴露下家兔小腸黏膜絨毛倒伏低氧暴露下家兔小腸黏膜絨毛倒伏, ,凝結(jié)呈凝結(jié)呈板塊狀板塊狀( 11 500 ( 11 500 ) ;) ;圖圖4 4低氧暴露下家兔小腸黏膜絨毛卷曲低氧暴露下家兔小腸黏膜絨毛卷曲, ,結(jié)構(gòu)模糊不清結(jié)構(gòu)模糊不清

12、( 28 750 ( 28 750 ) ;) ;圖圖5 5低氧暴露低氧暴露下家兔小腸黏膜缺損處見較多纖維絲及圓盤狀細(xì)胞下家兔小腸黏膜缺損處見較多纖維絲及圓盤狀細(xì)胞( 17 700 ( 17 700 ) ;) ;圖圖6 6低氧暴露下家兔小腸黏膜可見較多的低氧暴露下家兔小腸黏膜可見較多的雙凹碟形紅細(xì)胞漏出雙凹碟形紅細(xì)胞漏出( 34 500 ( 34 500 ) )家兔暴露于5 O00m模擬高原低氧環(huán)境下3天后，家兔小腸黏膜表面粗糙不平，絨毛卷曲倒伏凝結(jié)呈板塊狀，表面可見較多的缺損，缺損處可見大量纖維細(xì)絲及漏出的雙凹碟形紅細(xì)胞。胃腸道黏膜損傷胃腸道黏膜損傷19o急進(jìn)高原后的消化道病癥也很常見急進(jìn)高原

13、后的消化道病癥也很常見，如上腹疼痛、食欲減退、消化不良、灼心、胃腸胃腸出血出血(Gastrointestinal bleeding，GIB）、痔瘡和消化性潰瘍等 。o胃腸出血胃腸出血可表現(xiàn)為嘔血、黑便或便血，以黑便最多 ；但有時(shí)僅表現(xiàn)為隱匿性出血隱匿性出血，大便外觀正常，由匿血試驗(yàn)陽性而加以證實(shí)。o發(fā)生率60%以上在希夏邦瑪峰大本營(5 020m)對(duì)22例登山隊(duì)員作了內(nèi)鏡檢查(男性20人，女性2人，平均年齡322歲)，結(jié)果胃及十二指腸粘膜病損率高達(dá)60 ，比臨床表現(xiàn)率明顯為高。13人(59)顯示胃、十二指腸粘膜病損: 3例為急性胃粘膜損害(AGML，2例淺表性潰瘍和1例出血性胃炎) 2例十二指

14、腸潰瘍 1例胃潰瘍。對(duì)拉薩(3 658m)對(duì)51例青年漢族移居者(平均27歲)進(jìn)行了內(nèi)窺鏡及活體檢查，結(jié)果胃、十二指腸粘膜病損占608 ： 27例表現(xiàn)淺表性胃炎 3例為AGML 1例為十二指腸潰瘍。 胃腸道癥狀：高原十分常見胃腸道癥狀：高原十分常見20小小 結(jié)結(jié)n胃腸胃腸蠕動(dòng)減慢蠕動(dòng)減慢n胃排空減慢胃排空減慢n腸活動(dòng)減弱腸活動(dòng)減弱n消化液分泌減少消化液分泌減少n腸吸收減少腸吸收減少攝取減少攝取減少吸收減少吸收減少高原缺氧對(duì)食物攝取、消化、吸收的影響高原缺氧對(duì)食物攝取、消化、吸收的影響能量供應(yīng)不平衡、神經(jīng)內(nèi)分泌能量供應(yīng)不平衡、神經(jīng)內(nèi)分泌功能紊亂、胃腸道黏膜損傷功能紊亂、胃腸道黏膜損傷急性或短時(shí)間

15、急性或短時(shí)間缺氧缺氧21第二節(jié)第二節(jié) 高原缺氧時(shí)物質(zhì)代謝特點(diǎn)及其調(diào)節(jié)高原缺氧時(shí)物質(zhì)代謝特點(diǎn)及其調(diào)節(jié)基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝生物氧化生物氧化三大物質(zhì)代謝三大物質(zhì)代謝：葡萄糖、蛋白質(zhì)、脂肪：葡萄糖、蛋白質(zhì)、脂肪探討：高原營養(yǎng)物質(zhì)的選擇性利用與高原習(xí)服探討：高原營養(yǎng)物質(zhì)的選擇性利用與高原習(xí)服22第二節(jié) 高原缺氧時(shí)物質(zhì)代謝特點(diǎn)及其調(diào)節(jié)一、基礎(chǔ)代謝一、基礎(chǔ)代謝(basal metabolism) 在在基礎(chǔ)狀態(tài)基礎(chǔ)狀態(tài)（清晨、清醒、靜臥，未作肌肉活動(dòng)；前夜睡眠良清晨、清醒、靜臥，未作肌肉活動(dòng)；前夜睡眠良好，測定時(shí)無精神緊張；測定前至少禁食好，測定時(shí)無精神緊張；測定前至少禁食1212小時(shí)；室溫保持在小時(shí)；室溫保持在

16、20202525）下，體內(nèi)能量的消耗只用于維持一些基本的生命活動(dòng)，能量下，體內(nèi)能量的消耗只用于維持一些基本的生命活動(dòng)，能量代謝比較穩(wěn)定，代謝比較穩(wěn)定，這種狀態(tài)下的能量代謝即這種狀態(tài)下的能量代謝即基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝(basal (basal metabolism)metabolism)。 基礎(chǔ)代謝率基礎(chǔ)代謝率(basal metabolism rate,BMR)(basal metabolism rate,BMR)：把這種狀態(tài)下單位把這種狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)的能量代謝。時(shí)間內(nèi)的能量代謝。Basal Metabolic Rate (BMR) is the number of calories your

17、body burns at rest to maintain normal body functions. It is the amount of calories per day your body burns, regardless of exercise. It changes with age, weight, height, gender, d23在高原，基礎(chǔ)代謝主要受海拔、停留時(shí)間等的影響。在高原，基礎(chǔ)代謝主要受海拔、停留時(shí)間等的影響。高原缺氧對(duì)基礎(chǔ)代謝的影響 基礎(chǔ)代謝率%=(脈率+脈壓差)-111(Gale) 基礎(chǔ)代謝率%=0.75(脈率+脈壓差0.74)-72(Read) 基礎(chǔ)

18、代謝率%=1.28(脈率+脈壓差)-116(Kosa)急性缺氧基礎(chǔ)代謝率增加，隨著對(duì)高原的習(xí)服，基礎(chǔ)代謝率逐漸降低。急性缺氧基礎(chǔ)代謝率增加，隨著對(duì)高原的習(xí)服，基礎(chǔ)代謝率逐漸降低。24思考思考：oBMR水平與缺氧耐受的關(guān)系？水平與缺氧耐受的關(guān)系？低氧習(xí)服較差的人初入高原時(shí)，基礎(chǔ)代謝率可能下降。低氧習(xí)服較差的人初入高原時(shí)，基礎(chǔ)代謝率可能下降。 基礎(chǔ)代謝率%=(脈率+脈壓差)-111(Gale) 基礎(chǔ)代謝率%=0.75(脈率+脈壓差0.74)-72(Read) 基礎(chǔ)代謝率%=1.28(脈率+脈壓差)-116(Kosa)25生物氧化（生物氧化（biological oxidation）物質(zhì)在生物體內(nèi)氧

19、化分解產(chǎn)生二氧化碳、水，并釋物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解產(chǎn)生二氧化碳、水，并釋放出大量能量的過程稱為，又稱細(xì)胞呼吸或組織呼吸。放出大量能量的過程稱為，又稱細(xì)胞呼吸或組織呼吸。糖糖脂肪脂肪蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)CO2和和H2OO2能量能量ADP+PiATP熱能熱能二、生物氧化二、生物氧化26線粒體是細(xì)胞進(jìn)行生物氧化的主要場所線粒體是細(xì)胞進(jìn)行生物氧化的主要場所 CytcQNADH+H+NAD+延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 1/2O2+2H+H2O胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè)基質(zhì)側(cè) 線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜 e-e-e-e-e-生物氧化過程主要在線粒體的內(nèi)膜上進(jìn)行，內(nèi)膜上分布著許多的酶生物氧化過程主要在線粒體的內(nèi)膜上進(jìn)行，內(nèi)

20、膜上分布著許多的酶和電子傳遞體，構(gòu)成兩條和電子傳遞體，構(gòu)成兩條呼吸鏈呼吸鏈。內(nèi)膜上結(jié)合的顆粒（內(nèi)膜粒子等）。內(nèi)膜上結(jié)合的顆粒（內(nèi)膜粒子等）具有具有ATP合酶的活性，稱合酶的活性，稱FoF1ATPase 。27解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制（棕色脂肪組織線粒體）解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制（棕色脂肪組織線粒體）Cyt cQ胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè)基質(zhì)側(cè) 解偶聯(lián)解偶聯(lián) 蛋白蛋白熱能熱能 H+ ADP+Pi ATP 28l高原低氧時(shí)線粒體功能的變化高原低氧時(shí)線粒體功能的變化根據(jù)線粒體利用氧的情況，把線粒體呼吸根據(jù)線粒體利用氧的情況，把線粒體呼吸功能分為功能分為5 5種狀態(tài)。種狀態(tài)。I I態(tài)呼吸是指懸浮的線粒體在無可氧化的底物

21、又無態(tài)呼吸是指懸浮的線粒體在無可氧化的底物又無ADPADP時(shí)的呼吸狀態(tài)，這時(shí)氧利用率極低；時(shí)的呼吸狀態(tài)，這時(shí)氧利用率極低；IIII態(tài)呼吸是指加入底物后的呼吸狀態(tài)，開始有一個(gè)態(tài)呼吸是指加入底物后的呼吸狀態(tài)，開始有一個(gè)短暫的刺激呼吸的作用；短暫的刺激呼吸的作用；IIIIII態(tài)呼吸是加入態(tài)呼吸是加入ADPADP時(shí)的呼吸狀態(tài)時(shí)的呼吸狀態(tài) ，這時(shí)氧的利，這時(shí)氧的利用迅速，這種狀態(tài)一直持續(xù)到用迅速，這種狀態(tài)一直持續(xù)到ADPADP被耗盡。被耗盡。IVIV態(tài)呼吸是態(tài)呼吸是ADPADP被耗盡時(shí)，氧利用速率下降。被耗盡時(shí)，氧利用速率下降。V V態(tài)呼吸是當(dāng)氧被耗盡時(shí)，線粒體無呼吸。態(tài)呼吸是當(dāng)氧被耗盡時(shí)，線粒體無呼吸

22、。呼吸控制率：是指在呼吸控制率：是指在ADPADP存在時(shí)氧的利用速率與沒存在時(shí)氧的利用速率與沒有有ADPADP時(shí)氧的利用速率之比，反映線粒體氧化磷酸時(shí)氧的利用速率之比，反映線粒體氧化磷酸化的偶聯(lián)程度?；呐悸?lián)程度。134 52ADP底物底物氧濃度氧濃度時(shí)間時(shí)間線粒體呼吸的線粒體呼吸的5種狀態(tài)種狀態(tài)291.急性缺氧顯著抑制大鼠腦細(xì)胞線粒體呼吸活性急性缺氧顯著抑制大鼠腦細(xì)胞線粒體呼吸活性* * * p0.01 p0.01 與對(duì)照組比較與對(duì)照組比較l高原低氧時(shí)線粒體功能的變化高原低氧時(shí)線粒體功能的變化RCR下降下降反映氧化磷酸化過程在一定程度上的脫偶聯(lián)。30慢性缺氧時(shí)線粒體呼吸功能有所恢復(fù)慢性缺氧時(shí)

23、線粒體呼吸功能有所恢復(fù)* * * p0.01 p0.01 與對(duì)照組比較與對(duì)照組比較* * p0.05 p0.05 與對(duì)照組比較與對(duì)照組比較l高原低氧時(shí)線粒體功能的變化高原低氧時(shí)線粒體功能的變化312.2.缺氧時(shí)線粒體缺氧時(shí)線粒體ATPATP合成能力的變化合成能力的變化急性缺氧可以顯著降低大鼠腦線粒體急性缺氧可以顯著降低大鼠腦線粒體ATPATP含量和能荷，含量和能荷，ATPATP在總在總腺苷酸池中的比例下降?？赡苁羌毙匀毖鯐r(shí)線粒體的腺苷酸池中的比例下降。可能是急性缺氧時(shí)線粒體的ATPATP合成減合成減少和少和ATPATP的消耗利用增多。的消耗利用增多。* p0.01 與對(duì)照組比較與對(duì)照組比較l高

24、原低氧時(shí)線粒體功能的變化高原低氧時(shí)線粒體功能的變化32急性缺氧對(duì)大鼠腦線粒體各種底物急性缺氧對(duì)大鼠腦線粒體各種底物ATPATP生成率的影響生成率的影響* * p0.01 p0.01 與對(duì)照組比較與對(duì)照組比較l高原低氧時(shí)線粒體功能的變化高原低氧時(shí)線粒體功能的變化333.3.缺氧時(shí)線粒體內(nèi)酶活性變化缺氧時(shí)線粒體內(nèi)酶活性變化ATPATP合成酶合成酶F0F1-ATPaseF0F1-ATPase急性缺氧可顯著降低急性缺氧可顯著降低慢性缺氧時(shí)部分恢復(fù)慢性缺氧時(shí)部分恢復(fù)細(xì)胞色素氧化酶與琥珀酸脫氫酶細(xì)胞色素氧化酶與琥珀酸脫氫酶急性缺氧細(xì)胞色素氧化酶的活性顯著抑制急性缺氧細(xì)胞色素氧化酶的活性顯著抑制慢性缺氧細(xì)胞

25、色素氧化酶明顯升高慢性缺氧細(xì)胞色素氧化酶明顯升高急性缺氧琥珀酸脫氫酶活性升高急性缺氧琥珀酸脫氫酶活性升高慢性缺氧琥珀酸脫氫酶活性不變慢性缺氧琥珀酸脫氫酶活性不變 l高原低氧時(shí)線粒體功能的變化高原低氧時(shí)線粒體功能的變化34l高原缺氧對(duì)線粒體數(shù)量的影響高原缺氧對(duì)線粒體數(shù)量的影響長期低氧慢性暴露會(huì)引起線粒體增生。長期低氧慢性暴露會(huì)引起線粒體增生。在低壓艙模擬海拔在低壓艙模擬海拔 4400m4400m高原慢性缺氧高原慢性缺氧9 9個(gè)月后，大鼠線粒個(gè)月后，大鼠線粒體數(shù)量和密度均增加體數(shù)量和密度均增加出生并生活在出生并生活在4250 m4250 m高原的牛心肌線粒體數(shù)量增加高原的牛心肌線粒體數(shù)量增加404

26、0習(xí)服高原低氧環(huán)境的人，骨骼肌線粒體數(shù)量反而下降。習(xí)服高原低氧環(huán)境的人，骨骼肌線粒體數(shù)量反而下降。試問：高原環(huán)境下，線粒體是增加好還是減少好？試問：高原環(huán)境下，線粒體是增加好還是減少好？ 線粒體數(shù)量的變化與高原習(xí)服的關(guān)系？線粒體數(shù)量的變化與高原習(xí)服的關(guān)系？35l高原缺氧對(duì)線粒體結(jié)構(gòu)的影響高原缺氧對(duì)線粒體結(jié)構(gòu)的影響 急性缺氧可導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)損傷，引起線粒體體積增大、腫脹、嵴斷急性缺氧可導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)損傷，引起線粒體體積增大、腫脹、嵴斷裂溶解、膜破裂、線粒體數(shù)量減少等。裂溶解、膜破裂、線粒體數(shù)量減少等。 A B C D 低壓缺氧時(shí)線低壓缺氧時(shí)線粒體結(jié)構(gòu)的變粒體結(jié)構(gòu)的變化化A A：平原組平原組B B

27、、C C：缺氧缺氧3 3天天組組D D：缺氧缺氧4040天組天組36三、糖代謝三、糖代謝371.1.高原低氧對(duì)葡萄糖分解代謝的影響高原低氧對(duì)葡萄糖分解代謝的影響1.1.糖的有氧代謝受阻，無氧酵解增強(qiáng)糖的有氧代謝受阻，無氧酵解增強(qiáng) 血中乳酸和丙酮酸含量升高血中乳酸和丙酮酸含量升高2.2.初入高原，血糖初入高原，血糖先升后降先升后降 在低氧初期，血糖升高，在低氧初期，血糖升高，1 12 2天時(shí)開始下降，天時(shí)開始下降，2 2周時(shí)下降明周時(shí)下降明顯。顯。3.3.葡萄糖的葡萄糖的攝取和消耗增加攝取和消耗增加 同位素標(biāo)記核磁共振觀察發(fā)現(xiàn)，缺氧時(shí)葡萄糖利用率增加。同位素標(biāo)記核磁共振觀察發(fā)現(xiàn)，缺氧時(shí)葡萄糖利用

28、率增加。葡萄糖鉗制實(shí)驗(yàn)也證明缺氧時(shí)葡萄糖代謝增強(qiáng)葡萄糖鉗制實(shí)驗(yàn)也證明缺氧時(shí)葡萄糖代謝增強(qiáng)38高原缺氧習(xí)服程度不同，缺氧對(duì)糖酵解的影響不同高原缺氧習(xí)服程度不同，缺氧對(duì)糖酵解的影響不同 人體急進(jìn)高原環(huán)境時(shí)，糖酵解隨做功增加而增加，高原習(xí)服人體急進(jìn)高原環(huán)境時(shí)，糖酵解隨做功增加而增加，高原習(xí)服者較未習(xí)服者明顯。者較未習(xí)服者明顯。高原人對(duì)糖的利用率高原人對(duì)糖的利用率增高增高相同飲食的條件下，高原人血糖相同飲食的條件下，高原人血糖低于低于平原人。平原人。動(dòng)動(dòng)- -靜脈血葡萄糖含量的差值與動(dòng)脈血葡萄糖含量的比值：高原人靜脈血葡萄糖含量的差值與動(dòng)脈血葡萄糖含量的比值：高原人低于低于平原人。平原人。靜脈快速滴注

29、葡萄糖后，葡萄糖在高原人血中靜脈快速滴注葡萄糖后，葡萄糖在高原人血中降低快降低快。高原人與平原人在高原環(huán)境下糖代謝特點(diǎn)高原人與平原人在高原環(huán)境下糖代謝特點(diǎn)有有區(qū)別區(qū)別39 缺氧時(shí)紅細(xì)胞中生成的缺氧時(shí)紅細(xì)胞中生成的2,3-DPG2,3-DPG增多增多2.2.高原低氧對(duì)紅細(xì)胞高原低氧對(duì)紅細(xì)胞2 2，3-DPG3-DPG代謝代謝的影響的影響2,3-DPG2,3-DPG增多使氧離曲線右增多使氧離曲線右移移2,3-DPG與脫氧血紅蛋白結(jié)合，可穩(wěn)定后者的空間構(gòu)型，使之不易與氧結(jié)合； 2,3-DPG是一種不能透出紅細(xì)胞的有機(jī)酸，增多時(shí)能降低紅細(xì)胞內(nèi)pH，而pH下降通過Bohr效應(yīng)可使血紅蛋白與氧的親和力降低

30、。402,3-DPG不能結(jié)合不能結(jié)合2,3-DPG2,3-DPG結(jié)合部位結(jié)合部位41 缺氧缺氧 (+) (+) ( ) ) DPGM DPGP DPGM DPGP 1,3-DPG 1,3-DPG 2,3-DPG2,3-DPG 2 2或或3-DPG3-DPG DPGMDPGM：DPGDPG變構(gòu)酶；變構(gòu)酶；DPGPDPGP：DPGDPG磷酸酶；磷酸酶； 2-DPG 2-DPG：2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 游離游離2,3-DPG減少減少pH升高升高423.3.高原缺氧對(duì)高原缺氧對(duì)糖異生糖異生的影響的影響 糖異生：是指將非糖化合物（乳酸、糖異生：是指將非糖化合物（乳酸、甘油和生糖氨基酸）轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?/p>

31、或糖原甘油和生糖氨基酸）轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。的過程。 耗能過程耗能過程急性缺氧時(shí)，糖異生受抑制。急性缺氧時(shí)，糖異生受抑制。糖異生降低可以節(jié)約能量糖異生降低可以節(jié)約能量消耗，有利于習(xí)服。消耗，有利于習(xí)服。慢性缺氧，糖異生與習(xí)服程度和不同組織器官有關(guān)。慢性缺氧，糖異生與習(xí)服程度和不同組織器官有關(guān)。大鼠在模擬大鼠在模擬5500m高原高原3個(gè)月，其肝臟糖異生受阻，腎糖異個(gè)月，其肝臟糖異生受阻，腎糖異生明顯加強(qiáng)。生明顯加強(qiáng)。當(dāng)機(jī)體習(xí)服或適應(yīng)高原低氧環(huán)境時(shí)，糖異生增強(qiáng)。當(dāng)機(jī)體習(xí)服或適應(yīng)高原低氧環(huán)境時(shí)，糖異生增強(qiáng)。43細(xì)胞葡萄糖攝取細(xì)胞葡萄糖攝取增加增加 高原急性缺氧大鼠骨骼肌和腦皮質(zhì)葡萄糖攝取率增高

32、，隨著高原急性缺氧大鼠骨骼肌和腦皮質(zhì)葡萄糖攝取率增高，隨著缺氧時(shí)間延長，葡萄糖攝取率有所回落。缺氧時(shí)間延長，葡萄糖攝取率有所回落。缺氧對(duì)葡萄糖攝取的影響與細(xì)胞缺氧對(duì)葡萄糖攝取的影響與細(xì)胞GLUT1 mRNAGLUT1 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)量和蛋白質(zhì)表達(dá)量增高有關(guān)，而增高有關(guān)，而GLUT1 mRNAGLUT1 mRNA表達(dá)增多是由于基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)和表達(dá)增多是由于基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)和GLUT1 mRNAGLUT1 mRNA穩(wěn)定性增加所致。穩(wěn)定性增加所致。4.4.糖代謝調(diào)節(jié)機(jī)制糖代謝調(diào)節(jié)機(jī)制44糖代謝途徑中主要關(guān)鍵酶活性調(diào)節(jié)糖代謝途徑中主要關(guān)鍵酶活性調(diào)節(jié)45缺氧對(duì)能量代謝相關(guān)基因表達(dá)的影響缺氧對(duì)能量代謝相關(guān)

33、基因表達(dá)的影響46l高原低氧時(shí)氮平衡的特點(diǎn)高原低氧時(shí)氮平衡的特點(diǎn) 負(fù)氮負(fù)氮- -正氮正氮急性低氧時(shí)，機(jī)體呈負(fù)氮平衡急性低氧時(shí)，機(jī)體呈負(fù)氮平衡蛋白質(zhì)攝取不足蛋白質(zhì)攝取不足：食欲下降食欲下降蛋白質(zhì)合成抑制：缺能蛋白質(zhì)合成抑制：缺能蛋白質(zhì)分解加速：供能蛋白質(zhì)分解加速：供能慢性缺氧時(shí)，機(jī)體可呈正氮平衡，體重增加慢性缺氧時(shí)，機(jī)體可呈正氮平衡，體重增加四、蛋白質(zhì)代謝四、蛋白質(zhì)代謝 47在高原低氧時(shí)，一些在高原低氧時(shí)，一些不重要的蛋白質(zhì)合成減少，以降低不重要的蛋白質(zhì)合成減少，以降低ATPATP的消耗的消耗。而另一些而另一些功能蛋白的合成加強(qiáng)，來調(diào)整機(jī)體能量代謝途徑，促進(jìn)低氧功能蛋白的合成加強(qiáng)，來調(diào)整機(jī)體能量

34、代謝途徑，促進(jìn)低氧習(xí)服習(xí)服，如，如HIF-1HIF-1、GLUTsGLUTs、糖解酶酶系、應(yīng)激蛋白、糖解酶酶系、應(yīng)激蛋白、EPOEPO、VEGFVEGF等。等。 初進(jìn)高原血漿總蛋白增高，久居高原血漿總蛋白降低初進(jìn)高原血漿總蛋白增高，久居高原血漿總蛋白降低血紅蛋白與肌紅蛋白隨海拔增加而增加血紅蛋白與肌紅蛋白隨海拔增加而增加2.2.高原低氧時(shí)，幾種重要蛋白質(zhì)代謝高原低氧時(shí)，幾種重要蛋白質(zhì)代謝四、蛋白質(zhì)代謝四、蛋白質(zhì)代謝 481.1.高原低氧時(shí)血清脂類的變化高原低氧時(shí)血清脂類的變化 急性缺氧血漿游離脂肪酸急性缺氧血漿游離脂肪酸 (FFA)(FFA)、甘油三酯、膽固醇、磷脂增高、甘油三酯、膽固醇、磷脂增高脂肪分解大于合成，脂肪貯存量減少脂肪分解大于合成，脂肪貯存量減少。脂肪合成酶脂肪合成酶 ( (脂蛋白脂肪酶脂蛋白脂肪酶) )活力減弱，脂肪分解酶活力減弱，脂肪分解酶 ( (激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶) )活力增強(qiáng)活力增強(qiáng) 五、脂代謝五、脂代謝 492.2.高原低氧時(shí)組織脂類利用變化高