氧气是生命最基本的元素，没有氧气，人类只能生存几分钟。低氧的不良后果是众所周知的，如果在一个人的适应范围内，控制好缺氧（或低氧）暴露确实可以延年益寿，增强体质，甚至可以有助于营造支持治疗某些疾病条件，（Serebrovskaya，2002年；Verges、Chacaroun等人，2015 年），许多人听到这种说法会感到很讶异。为了维持机体稳态，需氧量与氧供之间应该达到某种平衡
2019 年诺贝尔奖 – 破解氧气感应机制
2019 年诺贝尔生理学或医学奖被授予三位临床医学科学家，得主是威廉·G.凯林（William G. Kaelin、Jr.）、彼得·J·拉特克利夫爵士（Sir Peter J. Ratcliffe）和格雷格·L·塞门扎（Gregg L. Semenza），以表彰他们发现了细胞感知和适应氧气变化的机制。氧气对所有生物体都是至关重要的。在进化过程中，动物已经养成了适应地球上氧气浓度变化的能力。然而，直到大约 30 年前，人们还不清楚动物是如何感知和适应氧气变化的。
表彰他们发现了细胞感知和适应氧气变化的机制
细胞如何感知和适应氧气变化
低氧诱导因子 1（HIF-1） 是一种氧调节的转录激活因子，它在哺乳动物的发育、生理和病因病机过程中发挥重要作用……在非低氧细胞中，HIF-1 被泛素化并可被蛋白酶体降解。在低氧条件下，HIF-1 泛素化的部分显著减少，导致该蛋白的积累 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11248550/
氧输送和利用的关键调节因子
低氧诱导因子——氧输送和利用的关键调节因子
- HIF-1 通过调节血管生成和血管重构来控制氧输送，同时通过调节葡萄糖代谢和氧化还原平衡来控制氧利用；
- 低氧通过脑、心、肾、肺和骨骼肌中 HIF-1α mRNA 和蛋白水平的变化诱发 HIF-1 活性；
- 因为 HIF-1 会调节蛋白产物在介导血管对低氧和缺血的反应中发挥关键作用的大量基因的表达，所以，HIF-1 在血管生成和血管重构过程中起主调节因子的作用。
- 对组织灌注减少的正常生理反应是形成的组织低氧诱导 HIF-1 活性，激活编码血管生成因子的基因转录。这些因子刺激侧支血管的重构，从而增加血流量。
- 除了促进氧输送之外，HIF-1 还激活酶编码基因、转运蛋白和线粒体蛋白的转录，降低氧利用，从而再次作为主调节因子将细胞从氧化代谢转换为糖酵解代谢。