第三节 气体在血液中的运输

　　O2和CO2都以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中。物理溶解和化学结合两者之间处于动态平衡。

　　一、氧的运输

　　血液中物理溶解的O2量仅约占血液总O2含量的1.5%，化学结合的占98.5%左右，以氧合血红蛋白(HbO2)的形式存在。血红蛋白(Hb)是红细胞内的色蛋白，它同时还参与CO2的运输。

　　1.Hb的分子结构：每一Hb分子由1个珠蛋白和4个血红素组成。

　　2.Hb与O2结合的特征：①快速性和可逆性，不需酶的催化，受PO2的影响;②是氧合而非是氧化，Hb中的Fe2+仍然是亚铁状态;③1分子Hb可以结合4分子O2;④Hb与O2结合或解离曲线呈S型。

　　3.几个概念:100ml血液中Hb所能结合的最大O2量称为Hb氧容量，而Hb实际结合的O2量称为Hb氧含量。Hb氧含量与氧容量的百分比为Hb氧饱和度。因为血浆中物理溶解的O2极少，可忽略不计，因此，Hb氧容量、Hb氧含量和Hb氧饱和度可分别视为血氧容量、血氧含量和血氧饱和度。HbO2呈鲜红色，去氧Hb呈紫蓝色。

　　4.氧解离曲线：表示血液PO2与Hb氧饱和度关系的曲线。该曲线表示在不同的PO2下O2与Hb结合或解离情况的曲线。氧解离曲线呈“S”形，曲线各段的特点和生理意义如下：

　　(1)氧解离曲线的上段：相当于PO2 在60～100mmHg之间时的Hb氧饱和度，是反映Hb与O2结合的部分。曲线的特点是比较平坦，表明PO2 的变化对Hb氧饱和度或血氧含量影响不大

　　(2)氧解离曲线的中段：相当于PO2 在40～60mmHg之间时的Hb氧饱和度，是反映HbO2释放O2的部分。曲线的特点是较陡。相当于人处于安静时，当血液流经组织时HbO2释放O2，使动脉血变成静脉血。

　　(3)氧解离曲线的下段：相当于PO2 在15～40mmHg之间时的Hb氧饱和度，是反映HbO2与O2解离的部分。曲线最陡，PO2稍下降，HbO2便可释放出更多的O2。该曲线也可反映血液中O2的储备。

　　5.影响氧解离曲线的因素：通常用P50表示Hb对O2的亲和力。P50是使Hb的氧饱和度达到50%时的PO2。P50增大，表明Hb对O2亲合力降低，曲线右移;P50降低，表明Hb对O2亲合力增加，曲线左移。影响P50的因素有血液的pH、PCO2、温度和有机磷化合物。

　　(1)pH和PCO2的影响：pH降低或PCO2升高，Hb对O2的亲合力降低，P50增大，曲线右移。反之，曲线左移。酸度对Hb氧亲和力的这种影响称为波尔效应(Bohr effect)，其机制主要与pH改变时Hb的构象发生变化有关。波尔效应有重要的生理意义，它即可促进肺毛细血管血液的氧合，有又利于组织毛细血管血液释放O2。

　　(2)温度的影响：温度升高时，氧解离曲线右移，促进O2的释放;温度降低时，曲线左移，不利于O2的释放。

　　(3)2,3-二磷酸甘油酸(2,3DPG)：是红细胞无氧糖酵解的产物。2,3DPG浓度升高时，Hb对O2的亲合力降低，P50增大，氧解离曲线右移。反之，曲线左移。

　　(4)其他因素：

　　二、二氧化碳的运输

　　1.CO2的运输形式：血液中物理溶解的CO2占总运输量的5%，化学结合的占95%，化学结合的形式主要是碳酸氢盐和氨基甲酸血红蛋白，其中前者占总运输量的88%，后者占7%。

　　(1)碳酸氢盐：从组织扩散进入血液的CO2，大部分在红细胞内碳酸苷酶的作用下与H2O反应生成H2CO3, H2CO3解离成HCO3-和H+，反应极为迅速且可逆。HCO3-顺浓度梯度出红细胞进入血浆，HCO3-在红细胞内与K+结合，在血浆中与Na+结合，生成碳酸氢盐。在肺部，反应向相反的方向进行，这样，以HCO3-形式运输的CO2，在肺部被释放出来。

　　(2)氨基甲酰血红蛋白：一部分CO2与Hb的氨基结合，生成氨基甲酰血红蛋白(HHbNHCOOH)，该反应无需酶的催化，而且迅速、可逆。在肺部HHbNHCOOH解离，释放CO2和H+。

　　2.CO2解离曲线(carbon dioxide dissociation curve)：是表示血液中CO2含量与PCO2关系的曲线。血液中CO2含量随PCO2的升高而增加，曲线接近线性，无饱和点。

　　3.O2与Hb的结合对CO2运输的影响：O2与Hb结合将促使CO2释放，而去氧Hb则容易与CO2结合，这一现象称为何尔登效应(Haldance effect)。因此，O2和CO2的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。