Skābekļa atņemšanu šūnu līmenī sauc par šūnu hipoksiju. Ja vien tas netiek labots vai apgriezts, intracelulārā funkcija tiek pārtraukta, galu galā izraisot šūnu nāvi. Atkarībā no izsīkuma pakāpes šūnas var ķīmiski signalizēt par sistēmiskiem mehānismiem, kas mēģina kompensēt enerģijas un skābekļa trūkumu. Traumas un slimības var izraisīt šūnu hipoksiju. Šūnu hipoksijas ārstēšana ietver skābekļa, šķidrumu un uztura aizstāšanu.
Bez atbilstošas skābekļa piegādes elektronu transportēšana šūnā nedarbojas pareizi. Elektronu uzkrāšanās, izraisot sarežģītu šūnu atteices progresēšanu. Mitohondriji, enerģiju ražojošā organelle šūnās, zaudē membrānas potenciālu un pārtrauc adenozīna trifosfāta (ATP) ražošanu. Ja šūnas nesaņem vienmērīgu uzturu, tās iztukšo ATP rezerves. Šī darbība var izraisīt arī iekaisuma procesu, radot audu bojājumus.
Šūnas izstaro ķīmiskus signālus, kas veicina asins plūsmu, mēģinot iegūt vairāk skābekļa. Veidojas pienskābe un slāpekļa oksīds, radot skābu vidi. Neefektīvi elektriskie impulsi ietekmē lizosomas, kas pārtrauc šūnu atkritumu produktu metabolismu. Elektronu uzkrāšanās traucē arī nātrija-kālija sūkņa darbību, ļaujot kālijam ieplūst ārpusšūnu telpās un nātrijam un ūdenim iekļūt šūnā, savukārt izraisot šūnu tūsku un iespējamu plīsumu. Šūnu hipoksija arī maina šūnu kalcija krājumus, kas nepieciešami pareizai membrānas darbībai un neirotransmiteru atbrīvošanai šūnā.
Membrānas bojājumi izraisa fermentu izdalīšanos, kas sāk sagremot šūnu. Ja šūnai nav aizsargplēves, tā mirst, izraisot šūnu atkritumu, fermentu un citu ķīmisko vielu nokļūšanu asinsritē. Pienskābe un slāpekļa oksīds pietiekamā daudzumā ierosina sistēmiskas reakcijas. Pienskābe samazina sirds kontrakciju spēju. Skābie signāli arī desensibilizē arteriolus, samazinot asinsvadu reakciju uz centrālās nervu sistēmas hormoniem. Slāpekļa oksīds izraisa vazodilatāciju, palielina kapilāru caurlaidību un iedarbina asinsreces mehānismus, lai kavētu asins zudumu. Hipoksijas ārējās pazīmes var ietvert palielinātu elpošanas ātrumu, jo ķermenis cenšas aizstāt skābekli.
Hipoksiju izraisa jebkurš apstāklis, kas traucē piekļuvi skābeklim, tostarp trulas spēka traumas, šķidruma zudums un audu bojājumi ilgstoša spiediena dēļ. Slimības, kas kavē normālu asins plūsmu vai samazina skābekļa uzņemšanu, arī veicina šūnu hipoksiju. Daži pētnieki uzskata, ka uzturs ar augstu polinepiesātināto tauku saturu samazina membrānas caurlaidību un šūnu spēju absorbēt skābekli. Zinātnieki spekulē, ka skābekļa badā nonākušās šūnas un sekojošie procesi var radīt vidi, kas veicina vēža audzēju augšanu.
Hipoksijas ārstēšana un pārvaldība ietver vispārējus aprūpes pasākumus. Papildu skābeklis un intravenozie šķidrumi novērš turpmākus šūnu bojājumus un veicina šūnu replikāciju, nodrošinot atbilstošu asins plūsmu un skābekļa piegādi. Perorālas vai intravenozas barošanas nodrošināšana palīdz šūnām iegūt barības vielas, kas nepieciešamas šūnu darbībai. Veselības aprūpes sniedzēji var arī izrakstīt zāles, kas kavē iekaisuma procesu.