氣體在血液中的運(yùn)輸

1、氣體在血液中的運(yùn)輸肺泡擴(kuò)散入血液的O2必須通過血液循環(huán)運(yùn)送到各組織，從組織擴(kuò)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(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)肺換氣和組織換氣的重要環(huán)節(jié)。O2和CO2在血液中的運(yùn)輸形式有兩種，即物理溶解和化學(xué)結(jié)合。其中物理溶解的量較少，化學(xué)結(jié)合為主要運(yùn)輸形式。由于進(jìn)入血液的氣體必須先溶解，才能進(jìn)行化學(xué)結(jié)合，同樣結(jié)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(shí)現(xiàn)化學(xué)結(jié)合的必要環(huán)節(jié)。一、氧的運(yùn)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(xué)結(jié)合的約占98.5%。擴(kuò)散入血液的O2進(jìn)入紅細(xì)胞后，與紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白（H

2、b）結(jié)合，以氧合血紅蛋白（HbO2）的形式運(yùn)輸。（一）Hb和O2結(jié)合的特征 1快速性和可逆性 血紅蛋白與O2的結(jié)合反應(yīng)快，可逆，主要受PO2的影響。當(dāng)血液流經(jīng)PO2高的肺部時，血液中的O2擴(kuò)散入紅細(xì)胞后，與紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白（Hb）結(jié)合，形成氧合血紅蛋白（oxyhemoglobin，HbO2）；當(dāng)血液流經(jīng)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(jié)合仍是二價鐵，所以，該反應(yīng)是氧合反應(yīng)，而不是氧化反應(yīng)。3血紅蛋白與O2結(jié)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(jié)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(jì)算，100ml血液中，Hb所能結(jié)合的最大O2量應(yīng)為201ml/L。Hb所能結(jié)合的最大O2量稱為Hb的氧容量，簡稱為血氧容量；而實(shí)際結(jié)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(guān)系的曲線。在一定范圍內(nèi)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(guān)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(dāng)PO2在60100mmHg之間

4、波動時，曲線較平坦，表明在這個范圍內(nèi)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(tǒng)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(xiàn)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(nèi)，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(diǎn)有利于組織細(xì)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(yùn)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(yùn)輸量的5%。2化學(xué)結(jié)合 以化學(xué)結(jié)合形式運(yùn)輸?shù)腃O2占95%。CO2在血液中的化學(xué)結(jié)合形式有以下兩種：（1）碳酸氫鹽的形式：以碳酸氫鹽形式運(yùn)輸CO2，約占血液CO2總運(yùn)輸量的88%，是CO2運(yùn)輸?shù)闹饕问?。?xì)胞代謝產(chǎn)生的CO2擴(kuò)散進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)，在紅細(xì)胞內(nèi)的碳酸酐酶的催化下，與H2O結(jié)合生成H2CO3，H2CO3又迅速解離成HCO3-和H+。紅細(xì)胞膜對負(fù)離子如HCO3-和Cl-有極高的通透性。

6、生成的HCO3-除小部分與細(xì)胞內(nèi)的K+結(jié)合成KHCO3外，大部分?jǐn)U散入血漿與Na+結(jié)合生成NaHCO3，同時，血漿中的Cl-則向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，以使紅細(xì)胞內(nèi)外保持電荷平衡，這種現(xiàn)象稱為氯轉(zhuǎn)移。紅細(xì)胞中生成的HCO3-與血漿中的Cl-互換的結(jié)果，避免了HCO3-在細(xì)胞內(nèi)的堆積，有利于CO2的運(yùn)輸。由于紅細(xì)胞膜對正離子通透性極小，反應(yīng)中產(chǎn)生的H+，不能伴隨HCO3-外移，則大部分與HbO2結(jié)合，生成HHb，同時釋放出O2，故Hb是紅細(xì)胞內(nèi)重要的緩沖物質(zhì)。當(dāng)靜脈血流至肺泡時，肺泡內(nèi)CO2分壓較低，上述反應(yīng)向相反的方向進(jìn)行，即HCO3-自血漿進(jìn)入紅細(xì)胞，在碳酸酐酶的催化下形成H2CO3，再解離出CO2擴(kuò)散

7、入血漿，然后擴(kuò)散入肺泡，排出體外。從CO2的運(yùn)輸中不難看出，CO2與H2CO3、HCO3-以及H+有著密切的關(guān)系，在體內(nèi)酸堿平衡的調(diào)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(jī)體內(nèi)CO2含量的變化將直接影響著H2CO3、HCO3-和H+的變化，從而改變機(jī)體的酸堿平衡。臨床上因呼吸障礙而引起CO2潴留，可導(dǎo)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(jìn)入紅細(xì)胞中的CO2能直接與Hb的氨基結(jié)合，形成氨基甲酸血紅蛋白(HHbNHCOOH)，以該種形式運(yùn)輸?shù)腃O2約占總運(yùn)輸量的7%。這一反應(yīng)迅速、可逆，不需要酶的參與，其結(jié)合量主要受Hb含O2量的影響。HbO2與CO2結(jié)合的能力比Hb與O2的結(jié)合力小，因此，當(dāng)動脈血液流經(jīng)組織時，Hb O2解離釋出O2，同時促進(jìn)還原Hb與CO2結(jié)合，形成大量的氨基甲酸血紅蛋白。在肺部，O2與