Deprivarea de oxigen la nivel celular se numește hipoxie celulară. Dacă nu este corectată sau inversată, funcția intracelulară încetează, ducând în cele din urmă la moartea celulei. În funcție de gradul de epuizare, celulele pot semnala chimic mecanisme sistemice care încearcă să compenseze lipsa de energie și oxigen. Leziunile și bolile pot iniția hipoxia celulară. Tratarea hipoxiei celulare presupune înlocuirea oxigenului, lichidelor și nutriției.
Fără o sursă adecvată de oxigen, transportul de electroni în interiorul celulei nu funcționează corect. Se acumulează electroni, provocând o progresie complexă a defecțiunilor celulare. Mitocondriile, organele producătoare de energie din celule, își pierd potențialul de membrană și încetează să producă adenozin trifosfat (ATP). Neavând un aport constant de nutriție, celulele epuizează rezervele de ATP. Această acțiune poate declanșa, de asemenea, un proces inflamator, creând leziuni tisulare.
Celulele emit semnale chimice care încurajează fluxul sanguin în încercarea de a obține mai mult oxigen. Acidul lactic și oxidul nitric se formează, provocând un mediu acid. Impulsurile electrice ineficiente afectează lizozomii care încetează să metabolizeze deșeurile celulare. Acumularea de electroni interferează și cu activitatea pompei de sodiu-potasiu, permițând potasiului să inunde în spațiile extracelulare și sodiului și apei să intre în celulă, provocând, la rândul lor, edem celular și posibilă ruptură. Hipoxia celulară modifică, de asemenea, aportul de calciu celular necesar pentru funcționarea adecvată a membranei și eliberarea neurotransmițătorilor în interiorul celulei.
Deteriorarea membranei declanșează eliberarea de enzime care încep să digere celula. Neavând membrană protectoare, celula moare, provocând deșeurile celulare, enzime și alte substanțe chimice să intre în sânge. Acidul lactic și oxidul nitric în cantități suficiente inițiază răspunsuri sistemice. Acidul lactic reduce capacitatea de contractare a inimii. Semnalele acide desensibilizează și arteriolele, scăzând răspunsul vascular la hormonii sistemului nervos central. Oxidul nitric provoacă vasodilatație, crește permeabilitatea capilară și inițiază mecanismele de coagulare pentru a inhiba pierderea de sânge. Semnele exterioare ale hipoxiei pot include rate de respirație crescute, pe măsură ce organismul se străduiește să înlocuiască oxigenul.
Hipoxia este cauzată de orice circumstanță care interferează cu accesul la oxigen, inclusiv traumatisme de forță contondente, pierderi de lichide și leziuni tisulare din cauza presiunii aplicate prelungit. Bolile care împiedică fluxul sanguin normal sau reduc aportul de oxigen contribuie, de asemenea, la hipoxia celulară. Unii cercetători cred că menținerea unei diete bogate în grăsimi polinesaturate reduce permeabilitatea membranei și capacitatea celulei de a absorbi oxigenul. Oamenii de știință speculează că celulele lipsite de oxigen și procesele care urmează pot crea medii care încurajează creșterea tumorii canceroase.
Tratarea și gestionarea hipoxiei implică măsuri generale de îngrijire. Oxigenul suplimentar și fluidele intravenoase previn deteriorarea ulterioară a celulelor și încurajează replicarea celulelor prin asigurarea fluxului sanguin adecvat și a aprovizionării cu oxigen. Furnizarea de nutriție orală sau intravenoasă ajută celulele să dobândească nutrienții necesari pentru funcționarea celulară. Furnizorii de asistență medicală ar putea prescrie, de asemenea, medicamente care inhibă procesul inflamator.