第三節(jié) 氣體在血液中的運輸

　　O2和CO2都以物理溶解和化學結合兩種形式存在于血液中。物理溶解和化學結合兩者之間處于動態(tài)平衡。

　　一、氧的運輸

　　血液中物理溶解的O2量僅約占血液總O2含量的1.5%，化學結合的占98.5%左右，以氧合血紅蛋白(HbO2)的形式存在。血紅蛋白(Hb)是紅細胞內的色蛋白，它同時還參與CO2的運輸。

　　1.Hb的分子結構：每一Hb分子由1個珠蛋白和4個血紅素組成。

　　2.Hb與O2結合的特征：①快速性和可逆性，不需酶的催化，受PO2的影響;②是氧合而非是氧化，Hb中的Fe2+仍然是亞鐵狀態(tài);③1分子Hb可以結合4分子O2;④Hb與O2結合或解離曲線呈S型。

　　3.幾個概念:100ml血液中Hb所能結合的最大O2量稱為Hb氧容量，而Hb實際結合的O2量稱為Hb氧含量。Hb氧含量與氧容量的百分比為Hb氧飽和度。因為血漿中物理溶解的O2極少，可忽略不計，因此，Hb氧容量、Hb氧含量和Hb氧飽和度可分別視為血氧容量、血氧含量和血氧飽和度。HbO2呈鮮紅色，去氧Hb呈紫藍色。

　　4.氧解離曲線：表示血液PO2與Hb氧飽和度關系的曲線。該曲線表示在不同的PO2下O2與Hb結合或解離情況的曲線。氧解離曲線呈“S”形，曲線各段的特點和生理意義如下：

　　(1)氧解離曲線的上段：相當于PO2 在60～100mmHg之間時的Hb氧飽和度，是反映Hb與O2結合的部分。曲線的特點是比較平坦，表明PO2 的變化對Hb氧飽和度或血氧含量影響不大

　　(2)氧解離曲線的中段：相當于PO2 在40～60mmHg之間時的Hb氧飽和度，是反映HbO2釋放O2的部分。曲線的特點是較陡。相當于人處于安靜時，當血液流經組織時HbO2釋放O2，使動脈血變成靜脈血。

　　(3)氧解離曲線的下段：相當于PO2 在15～40mmHg之間時的Hb氧飽和度，是反映HbO2與O2解離的部分。曲線最陡，PO2稍下降，HbO2便可釋放出更多的O2。該曲線也可反映血液中O2的儲備。

　　5.影響氧解離曲線的因素：通常用P50表示Hb對O2的親和力。P50是使Hb的氧飽和度達到50%時的PO2。P50增大，表明Hb對O2親合力降低，曲線右移;P50降低，表明Hb對O2親合力增加，曲線左移。影響P50的因素有血液的pH、PCO2、溫度和有機磷化合物。

　　(1)pH和PCO2的影響：pH降低或PCO2升高，Hb對O2的親合力降低，P50增大，曲線右移。反之，曲線左移。酸度對Hb氧親和力的這種影響稱為波爾效應(Bohr effect)，其機制主要與pH改變時Hb的構象發(fā)生變化有關。波爾效應有重要的生理意義，它即可促進肺毛細血管血液的氧合，有又利于組織毛細血管血液釋放O2。

　　(2)溫度的影響：溫度升高時，氧解離曲線右移，促進O2的釋放;溫度降低時，曲線左移，不利于O2的釋放。

　　(3)2,3-二磷酸甘油酸(2,3DPG)：是紅細胞無氧糖酵解的產物。2,3DPG濃度升高時，Hb對O2的親合力降低，P50增大，氧解離曲線右移。反之，曲線左移。

　　(4)其他因素：

　　二、二氧化碳的運輸

　　1.CO2的運輸形式：血液中物理溶解的CO2占總運輸量的5%，化學結合的占95%，化學結合的形式主要是碳酸氫鹽和氨基甲酸血紅蛋白，其中前者占總運輸量的88%，后者占7%。

　　(1)碳酸氫鹽：從組織擴散進入血液的CO2，大部分在紅細胞內碳酸苷酶的作用下與H2O反應生成H2CO3, H2CO3解離成HCO3-和H+，反應極為迅速且可逆。HCO3-順濃度梯度出紅細胞進入血漿，HCO3-在紅細胞內與K+結合，在血漿中與Na+結合，生成碳酸氫鹽。在肺部，反應向相反的方向進行，這樣，以HCO3-形式運輸的CO2，在肺部被釋放出來。

　　(2)氨基甲酰血紅蛋白：一部分CO2與Hb的氨基結合，生成氨基甲酰血紅蛋白(HHbNHCOOH)，該反應無需酶的催化，而且迅速、可逆。在肺部HHbNHCOOH解離，釋放CO2和H+。

　　2.CO2解離曲線(carbon dioxide dissociation curve)：是表示血液中CO2含量與PCO2關系的曲線。血液中CO2含量隨PCO2的升高而增加，曲線接近線性，無飽和點。

　　3.O2與Hb的結合對CO2運輸的影響：O2與Hb結合將促使CO2釋放，而去氧Hb則容易與CO2結合，這一現象稱為何爾登效應(Haldance effect)。因此，O2和CO2的運輸不是孤立進行的，而是相互影響的。