氣體在血液中的運輸

1、氣體在血液中的運輸肺泡擴散入血液的O2必須通過血液循環(huán)運送到各組織，從組織擴散入血液的CO2也必須由血液循環(huán)送到肺泡。因此，氣體在血液中的運輸是實現肺換氣和組織換氣的重要環(huán)節(jié)。O2和CO2在血液中的運輸形式有兩種，即物理溶解和化學結合。其中物理溶解的量較少，化學結合為主要運輸形式。由于進入血液的氣體必須先溶解，才能進行化學結合，同樣結合狀態(tài)的氣體也要先溶解于血液，才能從血液中逸出。所以雖然物理溶解的量少，但卻是氣體實現化學結合的必要環(huán)節(jié)。一、氧的運輸血液中以物理溶解形式存在的O2量僅占血液總O2含量的1.5%左右，化學結合的約占98.5%。擴散入血液的O2進入紅細胞后，與紅細胞內的血紅蛋白（H

2、b）結合，以氧合血紅蛋白（HbO2）的形式運輸。（一）Hb和O2結合的特征 1快速性和可逆性 血紅蛋白與O2的結合反應快，可逆，主要受PO2的影響。當血液流經PO2高的肺部時，血液中的O2擴散入紅細胞后，與紅細胞內的血紅蛋白（Hb）結合，形成氧合血紅蛋白（oxyhemoglobin，HbO2）；當血液流經PO2低的組織，氧合血紅蛋白迅速解離，釋放出O2，成為去氧血紅蛋白（deoxyhemoglobin，Hb），可用下式表示：2是氧合而非氧化 Fe2+與O2結合仍是二價鐵，所以，該反應是氧合反應，而不是氧化反應。3血紅蛋白與O2結合的量 血液含氧的程度通常用血氧飽和度表示。在足夠PO2下，1g

3、Hb可以結合1.341.39ml O2。如果按正常成年人血液中的血紅蛋白濃度為150g/L計算，100ml血液中，Hb所能結合的最大O2量應為201ml/L。Hb所能結合的最大O2量稱為Hb的氧容量，簡稱為血氧容量；而實際結合的O2量稱為Hb的氧含量，簡稱血氧含量；血氧含量占血氧容量的百分比稱為血氧飽和度。（二）氧解離曲線及影響因素氧解離曲線是表示血液PO2與血氧飽和度關系的曲線。在一定范圍內血氧飽和度與氧分壓呈正比，即：PO2降低，氧解離增多，血氧飽和度下降。但血氧飽和度與氧分壓之間并非完全呈線性關系，而是呈近似“S”形曲線，這種“S”形曲線有重要的生理意義。當PO2在60100mmHg之間

4、波動時，曲線較平坦，表明在這個范圍內PO2的變化對血氧飽和度或血氧含量影響不大。這一特征使在高原、高空或患某些呼吸系統疾病時，雖然吸入氣或肺泡氣PO2有所下降，但只要不低于60mmHg，血氧飽和度仍能維持在90%以上，血液仍可攜帶足夠量的O2，不致出現缺O(jiān)2。曲線的下部坡度陡直，特別是在PO2在1540mmHg之間尤其明顯，表明在這個范圍內，PO2稍有下降，就會有較多的O2從氧合血紅蛋白中解離出來，血氧飽和度就會明顯下降，這一特點有利于組織細胞攝取O2。氧解離曲線受許多因素的影響，主要影響因素有血液中PCO2、pH值和溫度。PCO2升高，pH值下降，體溫升高，使氧離曲線右移，即血紅蛋白與氧的親

5、和力降低，有利于氧的釋放；反之，曲線左移，血紅蛋白與氧的親和力增加，氧合血紅蛋白形成增多。二、二氧化碳的運輸1物理溶解 CO2在血液中的溶解度比O2大，100ml血液可溶解3ml CO2，約占血液中CO2總運輸量的5%。2化學結合 以化學結合形式運輸的CO2占95%。CO2在血液中的化學結合形式有以下兩種：（1）碳酸氫鹽的形式：以碳酸氫鹽形式運輸CO2，約占血液CO2總運輸量的88%，是CO2運輸的主要形式。細胞代謝產生的CO2擴散進入紅細胞內，在紅細胞內的碳酸酐酶的催化下，與H2O結合生成H2CO3，H2CO3又迅速解離成HCO3-和H+。紅細胞膜對負離子如HCO3-和Cl-有極高的通透性。

6、生成的HCO3-除小部分與細胞內的K+結合成KHCO3外，大部分擴散入血漿與Na+結合生成NaHCO3，同時，血漿中的Cl-則向細胞內轉移，以使紅細胞內外保持電荷平衡，這種現象稱為氯轉移。紅細胞中生成的HCO3-與血漿中的Cl-互換的結果，避免了HCO3-在細胞內的堆積，有利于CO2的運輸。由于紅細胞膜對正離子通透性極小，反應中產生的H+，不能伴隨HCO3-外移，則大部分與HbO2結合，生成HHb，同時釋放出O2，故Hb是紅細胞內重要的緩沖物質。當靜脈血流至肺泡時，肺泡內CO2分壓較低，上述反應向相反的方向進行，即HCO3-自血漿進入紅細胞，在碳酸酐酶的催化下形成H2CO3，再解離出CO2擴散

7、入血漿，然后擴散入肺泡，排出體外。從CO2的運輸中不難看出，CO2與H2CO3、HCO3-以及H+有著密切的關系，在體內酸堿平衡的調節(jié)中，有許多緩沖對在起著重要的作用，其中NaHCO3/H2CO3尤為重要。因此，機體內CO2含量的變化將直接影響著H2CO3、HCO3-和H+的變化，從而改變機體的酸堿平衡。臨床上因呼吸障礙而引起CO2潴留，可導致酸中毒，稱其為呼吸性酸中毒。 (2)氨基甲酸血紅蛋白的形式：進入紅細胞中的CO2能直接與Hb的氨基結合，形成氨基甲酸血紅蛋白(HHbNHCOOH)，以該種形式運輸的CO2約占總運輸量的7%。這一反應迅速、可逆，不需要酶的參與，其結合量主要受Hb含O2量的影響。HbO2與CO2結合的能力比Hb與O2的結合力小，因此，當動脈血液流經組織時，Hb O2解離釋出O2，同時促進還原Hb與CO2結合，形成大量的氨基甲酸血紅蛋白。在肺部，O2與