PNAS描述了检测血液中氧气的机制

塞维利亚生物医学研究所和塞维利亚大学研究了在血液中检测到氧气的机制。该研究由IBIS的细胞神经生物学和生物物理学组进行，由塞维利亚大学的研究员José López Barneo领导，重点关注细胞检测氧气的基本机制。

　　

缺氧(缺氧)除了发生在相当高的海拔地区外，也是与人类各种高发病率和高死亡率的心肺疾病有关的一个关键因素。颈动脉体是位于颈动脉分支的高度冲洗结构，被认为是急性氧检测的典型器官。缺氧时它的激活会引起过度换气和其他心血管反应，这些反应对于适应氧气供应减少至关重要，并将其有害影响降至最低。尽管其生物医学相关性，急性缺氧检测的分子基础几十年来仍然难以捉摸。

在之前的研究中，塞维利亚大学教授José López Barneo领导的团队表明，颈动脉体的化学受体细胞(血管球细胞)含有特殊的线粒体，在缺氧时产生信号(包括活性氧[ROS])，调节细胞的兴奋性。血管球细胞线粒体对缺氧的这种特殊敏感性是由于它们的特殊代谢，并依赖于转录因子、酶和线粒体电子传递链的特定成分。这项研究现在发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，完成了颈动脉体对氧的急性检测的分子机制的表征，这一过程在对缺氧的不良适应反应中具有潜在的病理生理学意义。

转基因小鼠

为此，研究人员使用转基因小鼠作为模型，其中电子传递链在颈动脉体中被中断。特别是，这些研究基于对血管球细胞呼吸链线粒体复合体III的小鼠敲除，这导致线粒体复合体I和IV之间的功能断开。颈动脉体的化学受体细胞在线粒体复合体III的功能障碍下存活下来，但显示出对缺氧的细胞反应选择性取消，而对其他刺激(如低血糖)的反应仍然存在。因此，小鼠对缺氧通气反应有较强的抑制作用，呼吸频率不足以弥补缺氧。

当线粒体III复合体缺陷的小鼠被置于持续缺氧数天时，这种不适应就显露出来了，因为动物表现出了不正常的适应症状(红细胞压积过度增加和心脏肥厚，以及其他)。结果表明，对于颈动脉体细胞缺氧的适当急性检测，需要一个功能性电子传递链，其中其组成部分的综合作用使氧气调节呼吸成为可能。

鉴于颈动脉体在调节呼吸方面的重要性，研究人员强调，线粒体电子传递链将成为呼吸抑制和颈动脉体过度激活相关疾病药物治疗的潜在治疗靶点。

文章标题

Oxygen regulation of breathing is abolished in mitochondrial complex III-deficient arterial chemoreceptors