前面讲到了三大要素与氧供/氧耗的关系，重点以血流动力学为例来分析，这次从机体对缺氧的反应来继续。自年Pflüger进行了第一次测量血液中氧含量的实验以来，人们就认识到测量组织氧气输送的重要性，随着测量血饱和度的自动化方法的发展，以及评估血红蛋白浓度的技术、以及床旁测量心输出量的热稀释法的应用，启动了氧供/氧耗研究的基础。
从整个机体而言，不同的适应机制参与了对缺氧的即时反应，与缺氧性质无关(缺氧、贫血、停滞或循环缺氧，或细胞病变缺氧)，是机体协调反应的结果，目的是增加对组织的氧气输送。动脉含氧量取决于血红蛋白水平、血氧饱和度和氧分压。因此，从给定的FiO2(在特定高度)看，氧含量不能发生明显变化。在慢性低氧环境中(例如，在高原适应期间)，生物可以通过骨髓刺激增加动脉氧含量，产生更多的血红蛋白并增加红细胞压积，这主要是由于红细胞生成素的增加，这取决于铁的可获得性和遗传因素。从这个角度来看，在急性缺氧中，血流变化成为满足增加的氧气需求或补偿组织缺氧的主要适应机制
就局部血流动力学而言，器官可以在生理范围内独立控制自己的血流。这就是所谓的血流自动调节。事实上，除了血液动力学变化，代谢(低O2，高二氧化碳)和激素(加压素，一氧化氮，血管紧张素)因素也参与了这一过程，并可以帮助匹配增加的组织需求和输送。此外，不同的器官需要不同的氧气。例如，肌肉和皮肤的耐受力要强得多，维持局部氧耗(VO2)所需的氧气比大脑少得多，因此产生不同的局部静脉血氧饱和率(SvO2)。为了说明这一现象，虽然大多数器官提取了大约25-30%的氧气(导致局部SvO2为70-75%)，但心脏的情况正好相反，静息时的氧气提取率为60-80%。来自冠状静脉窦插管的狗的早期证据表明，失血性休克期间心脏从游离脂肪酸(FFA)改变为乳酸，就缺氧反应而言，心肌被认为是一个完全不典型的组织，因为心肌细胞不是增加氧摄取率(非常有限，因为基础摄氧率已经很高)，而是改变能量底物，以获得更好的能量效率此外。不同的器官有不同的局部血管阻力，这决定了局部血流。需氧量较低的器官，通常提取的氧气较少，呈现较高的血管临界关闭压和较高的局部阻力。
当全局和局部的适应机制无法满足特定器官的需求时，大脑、心脏和肾脏的VO2开始受到限制，导致器官功能障碍之前，生物体可以尝试重新分配来自更耐缺氧的组织的流量。这些血流变化似乎没有休克时那么剧烈。不同的临界关闭压和更强烈的肾上腺素能诱导的血管收缩(取决于α肾上腺素能受体的数量)与皮肤、肌肉和肠道等器官中允许血流分流到心脏、大脑和肾脏等重要器官有关。
就具体器官或组织来说，不同的器官或组织对缺氧的耐受程度并不相同。虽然脑细胞不能耐受超过2-3分钟的缺氧，但血管平滑肌细胞可以耐受90分钟，指甲可以耐受几天。有些物种可以在氮平衡的水(没有氧气)中存活3-4个月，乳酸水平超过mmol/L。是什么让其脑细胞和其他组织如此耐受，基本上有两个因素：能够快速检测缺氧(氧气传感器)和启动适当的防御机制。防御机制涉及特定途径的激活，这导致迅速转变为一种冬眠，包括无氧代谢(效率较低)、兼性细胞过程停滞和ATP消耗。此外，它还能抑制细胞外通道(细胞膜通透性降低)、蛋白质合成和蛋白水解阻断、“峰抑制”(大脑突触传递的下调-腺苷介导)和ATP周转率的抑制。这种适应可能是物种特有的，但一些机制被很好地保存了下来，在哺乳动物细胞中也可以观察到类似的现象。有人提出了氧顺应性的概念，用它描述某些类型的细胞(如肝细胞)在长期中度缺氧时降低新陈代谢的能力，仅保持生命过程活跃，防止致命的缺氧损伤，并允许常氧后恢复
另一个影响不可逆缺氧损伤阈值的因素是低氧或缺血预处理，是目前公认的提高低氧耐受性的实验方法，先暴露在暂时性中度缺氧中，当严重低氧时，机体损伤会减轻，特别是在心脏和大脑，尽管这一概念在理论上是可行的，在实验上也很有前景，但其临床应用仍然有限。
还有一个就是平行理论，即当机体遭受严重低氧时，即使最初的触发因素得到控制，这些情况也可能导致不良后果。与目前的“黄金时间”规则(早期治疗被预先确认为大多数危重疾病)平行，这一概念可能代表了重症监护的新范式，允许重新考虑治疗目标和策略GreggL.Semenza在研究红细胞生成素在缺氧过程中诱导红细胞产生的机制时发现了缺氧诱导因子(HIF)。缺氧诱导因子(HIF)是一种碱性-螺旋-环-螺旋-PAS异源二聚体，属于Per-Arnt-SIM亚家族，受细胞氧分压调节，自发现以来，越来越多的证据表明它不仅在疾病中发挥重要作用，而且在血管生成、胚胎发生、伤口愈合、骨生长等代谢过程中也发挥着重要作用。
在中枢，O2的动态平衡基本上依赖于两个主要的低氧适应性反应调节因子：缺氧诱导因子-1α和缺氧诱导因子-2α。在常氧条件下，HIF亚基被脯氨酸羟化酶(PHD，其活性依赖于O2)羟化，并被vonHippel-Lindau(VHL)泛素连接酶复合物降解，因此HIF亚基是稳定的。换言之，缺氧(抑制PHD)或功能性VHL的丧失促进了HIF-1α的激活。缺氧诱导因子-1α与亚单位缺氧诱导因子-1β二聚体，靶向细胞核，发挥转录效应HIF的其他非常重要的影响仍有待临床研究，主要是在危重疾病中与线粒体功能和炎症有关。在线粒体功能方面，缺氧诱导因子有几种作用方式：(A)促进糖酵解能量的产生(诱导转运蛋白和酶)，上调乳酸脱氢酶，(B)抑制线粒体内的Krebs循环和氧化磷酸化(减少活性氧-ROS)，(C)将线粒体谷氨酰胺代谢从氧化改变为羧化，(D)抑制线粒体的生物合成，以及(E)诱导有丝分裂(线粒体选择性自噬)
关于乳酸的问题，斯蒂芬·M·凯恩(StephenM.Cain)(德克萨斯州/美国)是最早研究缺氧和贫血对机体影响的作者之一，在年研究了贫血和缺氧模型中乳酸的产生，这表明在氧气运输方面，这两种模型在相似的时间点发现了过量的乳酸。此外，有人认为这种过量与氧含量降低引起的肝功能障碍有关。在后来更详细的研究中，考虑到贫血中明显的高动力模式，同一作者研究了所谓的高分流和低分流PaO2组的VO2限制。尽管不同组间的PaO2不同，但在限制VO2(9.8mL/kgmin)后，在贫血和缺氧时，DO2和VO2之间同样存在线性关系(“病理依赖
缺氧与多种直接病因之间的关系研究源自ShoemakerWC在20世纪80年代对低血容量、贫血和低氧动物进行了研究，结果表明，在所有模型中都会发生宏观血流动力学代偿，但存在一些差异。VO2/DO2依赖(“供氧依赖”)除了作为即将崩溃的标志外，临床应用有限，因为只有在濒临死亡时才会发生，另我们很难就每种缺氧成分的具体相关性得出结论。没有太多的文献研究试图将贫血成分从血流中分离出来。对耐缺氧能力强的动物(如水龟)的经验表明，它们对缺氧的耐受性是停滞缺氧的14倍，这表明在没有氧气的情况下，血流维持可能是非常重要的。优化DO2仍是目前治疗危重病的主要策略。但是临床习惯是总是考虑如何改善氧气输送，但有时这是不可能的，也是有害的(例如，脓毒症合并多器官功能障碍)。假设VO2应该保持不变，即使是暂时降低(就像冬眠组织或低氧高耐受性动物那样)，一些例子包括允许性高碳酸血症、硫化氢治疗和β-1-受体阻滞剂。
参考文献：
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飞雪梅香
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