Affiliation:
1. I.M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, Russia; Lesgaft National State University of Physical Education, Sport and Health, St. Petersburg, Russia; North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov, St. Petersburg, Russia
Abstract
Reactions of the human body to chronic, acute or interval hypoxic hypoxia are different and may be triggered by certain intracellular molecular mechanisms. The authors analyzed PubMed database using the keywords “intracellular oxygen sensing” to verify the assumption. In 1977–2019, almost 1000 papers were published on the issue including more than 50 reviews. For their analysis, the authors chose articles on molecular oxygen sensing Metazoan tissue cells, mainly animals.
Cell responses to chronic hypoxia are determined by HIF-pool localized in the cytoplasm. Oxygen-sensing to acute hypoxia in cells is preconditioned by molecular mechanisms involving potassium channels of plasma cell membranes and associated juxtamembrane complexes. Molecular intracellular reactions to interval hypoxia are triggered by the prooxidant process activation in the mitochondria of cells. This review discusses the interactional characteristics of the three mechanisms of oxygen-sensing cells.
Keywords: oxygen, HIF, potassium channels of plasma membranes, mitochondria, ROS.
Реакции организма человека на хроническую, острую или интервальную гипоксическую гипоксию различны и, возможно, запускаются отдельными внутриклеточными молекулярными механизмами. Для проверки этого предположения был проведён анализ литературных данных базы PubMed по ключевым словам «intracellular oxygen sensing». За период 1977–2019 гг. по данному вопросу было опубликовано почти 1000 работ, среди которых более 50 обзоров. Для анализа выбирались публикации, касающиеся молекулярной чувствительности к кислороду клеток тахитрофных тканей Metazoa, по преимуществу животных.
Реакции клеток на хроническую гипоксию определяются HIF-пулом, локализованным в их цитоплазме. Кислородная чувствительность клеток к острой гипоксии обусловлена молекулярными механизмами при участии калиевых каналов плазматических клеточных мембран и ассоциированных с ними околомембранных комплексов. Молекулярные внутриклеточные реакции на интервальную гипоксию запускаются путём активизации прооксидантных процессов в митохондриях клеток. В данном обзоре обсуждаются особенности взаимодействия этих трёх механизмов кислородной чувствительности клеток.
Ключевые слова: кислород, HIF, калиевые каналы плазматических мембран, митохондрии, АФК.
Publisher
Ulyanovsk State University
Reference51 articles.
1. Malkin I.B., Gippenreyter E.B. Ostraya i khronicheskaya gipoksiya [Acute and chronic hypoxia]. Vol. 35. Moscow: Nauka; 1977. 319 (in Russian).
2. Kolchinskaya A.Z., Tsyganova T.N., Ostapenko L.A. Normobaricheskaya interval'naya gipoksicheskaya trenirovka v meditsine i sporte [Normobaric interval hypoxic training in medicine and sports]. Moscow: Meditsina; 2003. 406 (in Russian).
3. Lei Xi, Serebrovskaya T.V., eds. Intermittent Hypoxia. N.Y.: Nova Science Publishers, Inc; 2009. 615.
4. Semenza G. Oxygen homeostasis. Wiley Interdiscip. Rev. Syst. Biol. Med. 2010; 2 (3): 336–361.
5. Lin F., Suggs S., Lin C., Browne J., Smalling R., Egrie J., Chen K., Fox G., Martin F., Stabinsky Z. Cloning and expression of the human erythropoietin gene. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1985; 82 (22): 7580–7584.
Cited by
3 articles.
订阅此论文施引文献
订阅此论文施引文献，注册后可以免费订阅5篇论文的施引文献，订阅后可以查看论文全部施引文献