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高压氧对机体的影响和高压氧治疗的基本原理
海军医学研究所 刘景昌
氧在细胞中和物质代谢中的作用
一、细胞的内部结构
一般划分为三部结构，即将细胞结构分为：细胞膜、细胞质和细胞核。
这种概念，根据光镜分为：
细胞膜一即质膜。
细胞质－线粒体、高尔基复合体、中心体、核液。
细胞核－核膜、核仁、染色质、核液。
如根据电镜则划分为（动物真核细胞超微结构）：
膜相结构一质膜（细胞膜）、内质网、高尔基复合体、核膜、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体。
非膜相结构－中心粒、核糖体、微丝、中间纤维、微梁网格、细胞质基质、核仁、染色质、核基质。
二、细胞内能的转换
人体细胞的各种活动，无论是维持细胞生命活动的生理、生化过程，或是细胞的分裂增殖过程；也不管进行的机械功、渗透功，还是合成新物质而做的功，都要消耗能量，这种能量都是依靠氧将细胞内各种供能物质氧化而得来。细胞供能物质氧化时消耗氧气，放出CO2和H2O。所以，又叫细胞的呼吸作用。人体细胞呼吸所需要的氧是由肺吸入、而产生的二氧化碳，也是经血液运输到肺部呼出。所以，人体的肺呼吸和细胞呼吸是紧密相联系的。
人是绝对需氧的生物。虽然某些细胞组织，在暂时缺氧的情况下，可以短时期维持低水平的生命活动。但是，如果缺氧时间稍久，体内细胞将出现不可逆的损伤；最终导致细胞或个体死亡。细胞氧化又需要水的参加，体内广泛进行的加水脱氢反应，实质上是一种间接获得氧加速脱氢、进行氧化放能的过程。同时，细胞氧化靠酶的参与，也是生物氧化的一个特征。
细胞分解能源物质是十分复杂的，据统计，整个活动不少于70个化学变化过程。但其整个过程可大致分为无氧酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化三大步骤。前者发生在细胞质中，后面两步骤则发生在线粒体内。通过这些过程，细胞能够把富有能量的合碳分子，经氧化作用低能分子发出自由能，其中一部分自由能可以暂时储存于ATP分子供细胞利用。糖、蛋白质、脂肪都有一定能量，但葡萄糖的氧化是最主要的能源来源。
人从体外摄取的能源物质，都不能直接进入细胞内，一定要先分解成小分子后才能进入细胞内。因此，各种糖类都要先后在体内消化器官内降解为葡萄或其它六碳精。脂肪要降解为脂肪酸和甘油，蛋白质要降解为氨基酸。可是，进入细胞的葡萄糖、甘油、脂肪酸和各种氨基酸；不能自由地进入线粒体，还要经过进一步的分解，才能通过线粒体外、内两层膜而进入到线粒体内，有的还要求在线粒体膜上具有某些“载体”，如羧酸转让酶等，才能被携带入内。
葡萄糖首先酵解为丙酮酸（三碳化合物）；丙酮酸在细胞质中即可进入线粒体参加有氧氧化，进一步分解为CO2和H2O，同时释放较多能量。丙酮酸在内膜丙酮酸脱氨酶催化下进行氧化（脱氢）或／和脱羧（脱去CO）反应，并与辅酶A结合成乙酰辅酶A，然后参加三羧酸循环，随之进一步氧化。因为此过程是以生成具有三个羧基的柠檬酸为起始的循环，故称三磷酸循环。
氧化磷酸化任何一个环节失常，都可以影响全部物质氧化供能过程。例如；氰化物中毒是由于氨化物易与细胞色素中的铁化合，而使细胞色素失去其传递电子的作用，从而迅速抑制细胞的呼吸作用导致机体死亡。
由上述可知，细胞内氧化放能的作用，基本上是在线粒体内进行，氧气也只有能顺利地在细胞呼吸中发挥其作用，才能维持机体的正常代谢与功能，以保障机体的能源和活力。
 
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