Почему парциальное давление кислорода в тканях человека — важный параметр? Малые молекулы и гипоксия

Для выживания необходимы доставка кислорода и его диффузия в ткани. Парциальное давление кислорода (pO₂) — важная характеристика физиологического состояния органа; оно определяется балансом между доставкой и потреблением кислорода. У млекопитающих кислород переносят эритроциты, циркулирующие по хорошо организованной сосудистой сети. Доставка кислорода зависит от метаболических потребностей и функционального состояния каждого органа. Поэтому в норме каждый орган и ткань имеют свой характерный уровень «тканевой нормоксии», или физиоксии. При патологических состояниях, таких как рак, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца и инсульт, насыщение тканей кислородом резко нарушается: pO₂ снижается, то есть развивается гипоксия. В этом обзоре представлены методы, применяемые для оценки насыщения тканей кислородом. Показано, что при развитии опухоли выраженная гипоксия существенно влияет на оксигенацию тканей и эффективность химиотерапии. Затем эти данные сопоставляются с физиологическими значениями pO₂ в органах человека. Наконец, оценивается влияние физиоксии на клеточную активность и её молекулярную регуляцию. Особое внимание уделено расхождению между уровнем кислорода в тканях и клетках in vivo и in vitro, которое может существенно исказить результаты экспериментов. Уровень кислорода при физиоксии составляет примерно 1–11%, тогда как эксперименты in vitro обычно проводят при концентрации 19,95% O₂ — искусственных условиях с точки зрения кислородного баланса. Важно учитывать, что результаты многих экспериментов, проведённых в так называемых условиях нормоксии, могут быть серьёзно ошибочными.