气体在血液中的运输
一、氧气的运输
氧气的运输包括物理溶解和化学结合。
(一)物理溶解
取决于该气体的溶解度和分压大小。物理溶解的O2量约占血液总O2含量的1.5%。
(二)化学结合
化学结合的形式是氧合血红蛋白,这是氧运输的主要形式,占98.5%左右。
1.Hb与O2结合的特征
(1)反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响。
(2)Hb中的Fe2+仍然是亚铁状态,Hb的Fe2+氧化成Fe3+,失去运O2能力。
(3)是氧合而不是氧化。
(4)1分子Hb可以结合4分子O2。
(5)结合或解离曲线呈S型,与Hb的变构效应有关。
2.几个概念
(1)Hb氧容量:100mL血液中Hb所能结合的最大O2量。
(2)Hb氧含量:100mL血液中Hb实际结合的O2量。
(3)Hb氧饱和度:Hb氧含量和氧容量的百分比。(https://www.daowen.com)
(4)发绀:当体表毛细血管床血液中去氧Hb含量达5g/100mL以上时,皮肤、黏膜呈浅蓝色。
3.氧解离曲线:表示血液中PO2与Hb氧饱和度或血红蛋白氧含量关系的曲线。
(1)曲线解析
曲线上段(坡度小):反映氧气和血红蛋白结合情况。PO2变化较大而血氧饱和度变化较小。PO2只要不低于90mmHg,血液仍可结合足够氧供机体需要。轻度摄氧不足时,不影响氧的运输,安全系数大。
曲线中段(坡度较大):反映氧合血红蛋白解离情况。PO2轻度变化可使血氧饱和度发生很大变化。组织细胞PO2低,可释放大量氧供组织细胞利用。
曲线下段(坡度最大):反映氧合血红蛋白解离情况,亦即氧气的功能贮备。
组织氧张力低,可增加氧的解离:组织氧张力降低时,氧解离多,保证血液及时将更多的氧释放出供组织需要。
(2)影响因素
pH值降低、PCO2分压升高、温度升高、2,3-二磷酸甘油酸升高氧解离曲线右移,血红蛋白与氧气的亲和力下降,有利于氧气的释放。反之,氧解离曲线左移,血红蛋白与氧气的亲和力升高,不利于氧气的释放。
CO中毒:CO与Hb结合,占据O2结合位点,且CO与Hb的亲和力是O2的210倍;另CO与Hb分子某个血红素结合后,将增加其余3个血红素对O2的亲和力而妨碍O2的解离。所以CO中毒既妨碍Hb与O2的结合,又妨碍其解离,危害极大。
二、二氧化碳的运输
1.运输形式:物理溶解占5%;化学结合,碳酸氢盐占88%,氨基甲酸血红蛋白占7%。
(1)碳酸氢盐(化学结合)形式的运输:主要在红细胞内。因为碳酸酐酶主要存在于红细胞内。CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-,向右是在组织细胞中(PCO2高,在碳酸酐酶的作用下),向左在肺部(PCO2低)。
(2)氨基甲酸血红蛋白的运输:在红细胞内,二氧化碳还能与血红蛋白中珠蛋白的自由氨基结合,即:CO2+HbNH2=HbNHCOO+H+。此反应迅速,不需要酶的参加。
2.何尔登效应:O2与Hb结合将促使CO2释放,这一效应称何尔登效应。CO2通过何尔登效应影响O2的结合与释放,而O2通过何尔登效应影响CO2结合释放。