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正常機體的能量來源不外乎葡萄糖、脂肪（真脂）和蛋白質。在生物化學領域內，常以組織的呼吸商來判斷該組織利用的是哪種營養物質。呼吸商（Q．R）是食物在體內氧化過程中所產生的二氧化碳體積與所消耗氧氣的體積之比值。 呼吸商（Q．R）＝食物在體內氧化所產生的二氧化碳體積/食物在體內氧化時所消耗的氧氣體積糖的 Q．R＝1，真脂 Q．R＝0.7，蛋白質 Q．R=0.6。經測驗得知腦組織的呼吸商（Q．R）近於1，說明腦組織的能量主要來源於糖的氧化。
由於腦組織的糖和糖原的貯備極少，因此，腦組織需要血液不斷地運來氧氣和糖。當組織內有氧條件下，葡萄糖會進行有氧氧化。而在缺氧條件下，葡萄糖只能進行無氧酵解。糖的有氧氧化和無氧酵解，其第一階段完全相同，均從葡萄糖經若干步驟生成丙酮酸。在這過程中1克分子葡萄糖生成2克分子丙酮酸、2克分子三磷酸腺苷（ATP）。 第二階段是從丙酮酸開始；①在有氧的條件下進行有氧氧化，丙酮酸進入三羧酸迴圈和生物氧化，最終生成二氧化碳和水，並產生大量能量（1克分子葡萄糖所生成的2克分子丙酮酸在三羧酸迴圈和生物氧化過程中，可產生36克分子的三磷酸腺苷）；②在無氧的條件下，丙酮酸在輔酶作用下還原成乳酸，在這過程中沒有能量產生。因此葡萄糖在無氧條件下進行的無氧酵解中僅在第一階段中產生少量的能量（大約是1克分子葡萄糖無氧酵解僅生成2克分子三磷酸腺苷），而最終產物是乳酸 (lactate acid)。當組織，氧充足時丙酮酸的含量多，而缺氧時組織中乳酸增多。在臨床上常以血液中乳酸鹽與丙酮酸鹽的比例（率），表示組織內葡萄糖的有氧氧化和無氧酵解的水平，並且可以用來來判斷組織的氧氣供應情況。乳酸鹽／丙酮酸鹽比值升高，說明組織的無氧酵解佔優勢，也說明組織處於缺氧狀態；乳酸鹽／丙酮酸鹽比值降低（丙酮酸增多或乳酸減少），說明組織的有氧氧化佔優勢，說明組織氧供充足。
實驗證明在0.2～0.25MPa環境中，呼吸純氧的人和動物的血液、腦脊液內的乳酸鹽／丙酮酸鹽比值下降，說明在高壓氧下腦組織的有氧氧化增強，無氧酵解減弱，表明腦組織的氧供充足。尤其是缺血、缺氧的腦組織在進行高壓氧治療後，血及腦脊液的乳酸鹽／丙酮酸鹽比值下降更為明顯。
在動物實驗中，將結紮了頸動脈（雙側）的動物分成兩組，一組進行高壓氧處理，另一組為對照。結果經過高壓氧治療的動物死亡率降低，存活率升高。腦組織、腦脊液的乳酸鹽／丙酮酸鹽比值明顯低於對照組。 換句話說，這個充足氧氣的環境所造就的正常氧代謝，反映了不受血液循環系統所影響 (non-dependence on circulation)。同時也有實驗證明，過高的治療壓力和較長時間的吸氧，反而會使腦組織、腦脊液的乳酸鹽／丙酮酸鹽比值增高，腦組織對氧的攝取減少，葡萄糖的消耗量增多。這很可能由於過高壓力下長時間吸純氧誘發了機體內自由基增多，自由基破壞了三羧迴圈和生物氧化過程中某些酶的活性，導致丙酮酸不能進入三羧迴圈繼續氧化，而被還原成為乳酸。此時在組織內葡萄糖反而進行了無氧酵解。由於此時在組織內進行的是葡萄糖的無氧酵解，所以氧的消耗反而減少，乳酸鹽／丙酮酸鹽比值增高。因此在人類實實際治療腦部缺血缺氧性疾病當中，適當的高壓氧治療壓力、治療時間等等，仍有待詳細的實証醫學 (Evidence based medicine) 加以驗証。
資料來源 http://www.hkhyperbaric.com/default.htm
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