「兵马未动，粮草先行」，这句中国的古语反映了战前准备的真实写照。这里「粮草」本质上指的就是能量的补充。

热力学第二定律告诉我们：孤立系统的熵永不自动减少，熵在可逆过程中不变，在不可逆过程中增加。孤立的系统永远都是呈一种耗散的状态，耗散的结局是什么？是能量的逐渐的减少。

地球上的各种生命体，从婆娑嫩枝成长为参天大树，从咿呀学语的孩童成长为魁梧壮汉，依赖的也是能量。

能量从何而来？除了太阳能和化学能，还有热能、核能、电能、潮汐能等等。对于人体细胞，生命活动的维持依赖于化学能，系由线粒体产生。

尤其对于心肌细胞，心脏本身是一个高耗能、高耗氧、无储备的器官。心脏每天消耗约43kgATP，但能量储备中仅有20mmol的高能磷酸键（包括ATP和磷酸肌酸中的高能磷酸键）。

如果把细胞内的细胞器比作「兵马」，能量就是「粮草」。当缺血缺氧时，细胞所能获取的「粮草」就会减少。

能量缺乏到一定程度，细胞器就会出现功能障碍，如能及时纠正，则处于代偿状态的细胞可逐渐恢复，如缺血再灌注后冬眠心肌或顿抑心肌可逐渐恢复至正常。如能量障碍迟迟无法得以纠正，则细胞的损伤甚至死亡会相继发生。

从线粒体的角度

线粒体的主要功能

1

线粒体的主要功能就是能量代谢，经过氧化、磷酸化、电子传递系统生成ATP，为各种生命活动提供能源。

2

其另一重要功能是参与细胞氧化应激，在细胞凋亡过程中起关键性的作用。

在病理情况下，缺氧缺血可损伤线粒体，导致细胞能量代谢障碍，使细胞具有能量依赖性的生理活动过程受到影响，引起细胞形态和功能改变，造成缺氧缺血性细胞损伤；另一方面，缺氧缺血可使线粒体氧化应激过度，自由基生成增多，内源性抗氧化物质减少，引起细胞损伤。

研究表明[1、2]

线粒体在细胞凋亡发生过程中起关键作用，在缺氧缺血情况下，线粒体内膜通透性转变，释放蛋白因子，启动Caspase级联反应，调控凋亡的发生。

从能量的角度

当细胞发生缺氧缺血损伤时，通过血液供给的葡萄糖和氧不足，ATP生成减少。缺氧缺血早期，细胞继续利用ATP，H+和ADP生成增加，细胞内储备的肌酸磷酸（PCr）被持续分解，以维持ATP浓度相对稳定，但PCr储备可很快被耗竭，此后细胞内糖酵解增加，乳酸水平升高，细胞内pH值下降。

由于葡萄糖供应不足，最终导致细胞ATP含量减少，细胞的生理活动受到影响，Na+/K+ATP酶活性下降，细胞失去极化状态，同时伴有细胞内Na+、Ca2+浓度升高，细胞内K+浓度下降[3、4]。Na+、Cl-由细胞外进入细胞内，水随之也进入细胞内，造成细胞水肿。

由于细胞膜失去极化状态，电压依赖性Ca2+通道开放，Ca2+进入细胞内。除细胞外成份内流外，Ca2+由细胞内的储备池释放，同时Ca2+摄入储备池的过程由于ATP不足而受阻，进一步加重细胞内Ca2+浓度升高，细胞内Ca2+超载导致细胞许多重要的生理活动障碍[5、6]。

能量代谢紊乱同时引起细胞防御系统的损伤，活性氧（ROS）生成增加，引起脂类、蛋白质和DNA破坏，细胞内代谢的关键酶失活，最终导致细胞死亡。缺氧缺血导致线粒体呼吸链功能异常，线粒体氧化磷酸化偶联障碍，ATP生成不足。

缺氧缺血性损伤还可引起线粒体活性氧（ROS）生成增加、线粒体膜通透转变、细胞色素C等凋亡诱导蛋白释放、凋亡基因表达等，进而引起细胞损伤[7、8]。

试验证实

心肌细胞缺氧1h即可出现缺氧损伤表现[9]。在缺氧缺血早期即可出现组织内PCr/Pi比值下降，乳酸升高，PH呈酸性，继之ATP浓度下降。此时如重新供给底物，比如葡萄糖、脂肪酸、磷酸肌酸等，则代谢水平（如PCr）可逐步恢复至正常范围[10]。

如果能量代谢异常不能得以及时纠正，则细胞内PCr/Pi比值持续下降，细胞内PCr水平可很快耗竭，继而消耗细胞内ATP储备，甚至到后期细胞内磷酸盐水平都无法维持。随着缺血缺氧逐渐加重，糖酵解水平持续增加，细胞内Ca2+持续超载，同时氧自由基持续不断的造成破坏。最终引起细胞的不可逆性死亡。

如果在缺血缺氧的早期就能给予充足的能量补给，不仅可以改善细胞当前的能量代谢障碍所造成的酸中毒、Ca2+超载，还可以预防后续发生的包括ROS生成增加、线粒体通透性改变、细胞色素C等一系列进程，从而有效预防细胞的进一步损伤甚至死亡。

综上，兵马已病，不但不能断粮草，还要尽早予以补充！

参考文献

1、BelizfirioJE，A1vesJ，OcchiucciJM，eta1．Amechanisticviewofmitochondrialdeathdecisionpores[J]．BrazJMedBiolRes，，40：—.

2、SalwaA.Elgebalya,RobertPostonb,RobertTodd.Cyclocreatineprotectsagainstischemicinjuryandenhancescardiacrecoveryduringearlyreperfusion.EXPERTREVIEWOFCARDIOVASCULARTHERAPY,VOL.17,NO.9,–.

3、HansenAJ．Efiectofanoxiaoniondistrbutioninthebrain．Phy7siolRev，，65：—.

4、AnagiotisKratimenos,IoannisKoutroulis,etc.EffectofConcurrentSrcKinaseInhibitionwithShort-DurationHypothermiaonCa2+/CalmodulinKinaseIVActivityandNeuropathologyafterHypoxia-IschemiaintheNewbornSwineBrain.Neonatology;:37–43.

5、KuznetsovAV,JavadovS,SickingerS,FrotschnigS,GrimmM.H9c2andHL-1cellsdemonstratedistinctfeaturesofenergymetabolism,mitochondrialfunctionandsensitivitytohypoxia–reoxygenation.BiochimBiophysActa;(2):–.

6、乔振虎樊艳萍.缺氧缺血性脑损伤的分子生物学研究进展.《医学美学美容（中旬刊）》,2:99-页.

7、DhallaNS,ElmoselhiAB,HataT,MakinoN.Statusofmyocardialantioxidantsinischemia–reperfusioninjury.CardiovascRes;47(3):–.

8、SanadaS,KomuroI,KitakazeM.Pathophysiologyofmyocardialreperfusioninjury:preconditioning,postconditioning,andtranslationalaspectsofprotectivemeasures.AmJPhysiol-HeartCircPhysiol;(5):H–.

9、SalwaA.Elgebalya,RobertPostonb,RobertTodd.Cyclocreatineprotectsagainstischemicinjuryandenhancescardiacrecoveryduringearlyreperfusion.EXPERTREVIEWOFCARDIOVASCULARTHERAPY,VOL.17,NO.9,–;

10、GudbjarnasonS,MathesP,RevensKG.Functional

转载请注明:http://www.qolku.com//mjccby/12542.html