浅谈动脉血与静脉血的区别与教学

谈动脉血与静脉血的概念与教学
2011-3-21 17:12|发布者: admin|查看: 663|评论: 0
摘要: 徐国恒（北京大学医学部生理与病理生理系北京100083）摘要通过对血液循环系统和呼吸系统的动脉和静脉血管、体循环和肺循环、肺泡气血交换和组织换气、动脉血和静脉血等问题的
来源：生物学通报，2004，39（10）：41-43.
徐国恒（北京大学医学部生理与病理生理系北京100083）
摘要通过对血液循环系统和呼吸系统的动脉和静脉血管、体循环和肺循环、肺泡气血交换和组织换气、动脉血和静脉血等问题的讨论，比较和探讨中学生物学与大学医学本科教育中关于动脉血和静脉血等相关内容的教学重点。

中学生物学关于血液循环系统的课程，涉及到动脉血与静脉血的概念。

用“动脉血”、“静脉血”、“概念”等关键词在互联网上以中文Google引擎搜索，可得到约372条查询结果，其中大部分内容与中学生物学教学和考试有关。

进一步检查发现，许多教师认为动脉血与静脉血的概念是教学的难点和重点。

相比之下，用相应的英文关键词如arterial blood (动脉血), venous blood(静脉血), color (颜色), oxygen (氧)，在互联网上以英文Google引擎搜索，可得到约13200条查询结果，但绝大部分与(国外)中学生物学教学没有关系。

进一步翻阅医学专业本科院校的多种中英文生理学教科书，均未发现具体的动脉血或静脉血的概念。

可见，动脉血与静脉血的概念可能仅局限于我国的中学生物学教学中，而在医学专业的大学本科教学中基本缺失。

由于中学阶段学习的所有生物医学内容都将在大学医学教育中加以更全面和更深刻的阐明和讲解，这样一个中学生物学教学的难点和重点内容在医学专业本科教学中被忽略，是非同寻常的。

一般情况下，这可能表明中学教学对该问题的强调出现了偏差。

在中学教学中，动脉血和静脉血的概念之所以被认为是教学的难点和重点。

主要是涉及到肺循环部分。

“动脉中流的是动脉血，静脉中流的是静脉血”，通常这种说法很容易被学生接受。

然而肺循环的情形是个例外，即“肺静脉内流的是动脉血，肺动脉内流的是静脉血”。

这一例外导致学生记忆的混乱。

因此在中学教学中，对动脉血和静脉血分别给予不同的概念：动脉血是含氧丰富，颜色鲜红的血，静脉血是含氧量少,颜色暗红的血；两者区分的依据是含氧量的多少和血液的颜色，而不在于所流过的血管。

大体上，这样来讲并无错误。

这种把动脉血和静脉血做为两个不同的概念的提法，有利于学生强行记忆这样两个事实：一是肺静脉内流的是动脉血，肺动脉内流的是静脉血；二是动脉血含氧丰富颜色鲜红，静脉血含氧量少颜色暗红。

然而，如仅止于此，学生强行记忆这些概念对理解循环系统的解剖和功能有何帮助？对理解生命系统有何帮助？为什么大学医学专业教育反而没有也不强调这样的概念？为搞清楚这一点，我们需要了解大学医学专业是如何处理这一问题的。

在医学本科教学中，首先在人体解剖学中讲解循环系统的解剖特点，然后在人体生理学的血液、循环、呼吸等系统讲解体循环和肺循环的功能，特别是氧和二氧化碳在肺泡和组织的换气过程以及在血液中的运输和意义。

随后在病理生理学、生物化学以及临床医学诸学科学习时还要断断续续地加入血液向组织的供氧等内容。

动脉血管和静脉血管：在解剖分类上，所有从心脏左右心室发出、把血液从心脏运输到各器官组织的大血管及其分枝均叫做动脉血管。

血液流经组织进行血氧交换，随后流向静脉。

所有引导血流汇集流向心脏左右心房的血管均叫做静脉血管。

体循环和肺循环的解剖学：哺乳动物和人体内的血液在密闭的循环系统内流动。

心脏是循环系统的中心或中转站，通过与其相联的大血管向全身发送新鲜的动脉血，并接受全身回流的静脉血。

从解剖学上来看，血液循环系统完全是一体化的密封管道。

但从功能上，人们以心脏为中心把循环系统分为两个循环，即体循环和肺循环，有时也根据循环血管投射的距离和范围分别把体循环叫做大循环，把肺循环叫做小循环。

然而，体循环和肺循环之间通过心房和心室之间的房室口和瓣膜相互联通，在解剖学上是一体化的，如下图所示：
体循环及功能：向组织供氧并接收CO
2
和组织代谢产物，动脉血变为静脉血
心脏左心室→主动脉→组织毛细血管(静脉血) →腔静脉→心脏右心房
↑
↓
左房室口和二尖瓣右房室口和三尖瓣↑↓心脏左心房←肺静脉← (动脉血)肺泡毛细血管←肺动脉←心脏右心室
肺循环及功能：从肺泡接收氧并排出CO
2
，静脉血变为动脉血
体循环的功能与静脉血转换：虽然体循环和肺循环在解剖学上是一体化的,但功能却完全不同。

体循环的功能主要是通过血液向全身各种组织运输氧,也包
括水和无机盐,以及糖、脂肪、蛋白质等营养物质,并将CO
2
运输到肺,将其他代谢产物或废物运送到肝脏或肾脏进行处理。

体循环内的动脉血,由于红细胞内的血红蛋白携带大量的氧而呈鲜红色。

动脉血在流经组织时,血红蛋白结合的氧会释放到组织中被细胞利用,因此体循环的动脉血为组织提供氧。

同时,组织细胞释
放的CO
2以HCO
3
－的形式进入血液,这时的血液变成含氧量较少含CO
2
较多的静脉
血,其中红细胞内的大部分血红蛋白分子未结合氧,未与氧结合的血红蛋白使血
液的颜色变暗呈紫红色。

静脉血带走组织产生的CO
2
,最后汇集到上下腔静脉,流回心脏右心房。

肺循环的功能与动脉血转换:体循环的静脉血通过右心房和右心室壁上的小口和三尖瓣，再流入右心室。

由于所有从心脏的心室发出的大血管及其分枝都叫做动脉血管，因此连接右心室和肺的血管叫做肺动脉。

这样，从体循环回流的静
脉血(氧分压约40～50 mmHg, CO
2
分压约为46 mmHg)通过右心室被泵入肺动脉，
进入肺循环。

肺动脉内的静脉血流经肺泡毛细血管时，其中的HCO
3－以CO
2
的形
式释放到肺泡腔内并被呼出体外；肺泡内的氧穿过肺泡 (肺泡内的氧分压约为
104 mmHg,CO
2
分压约为40 mmHg) 和毛细血管管壁进入并溶解于血液中，随后溶解的氧进入红细胞内与血红蛋白结合。

经过这一气血交换过程，原来的静脉血即
转换成富含氧的动脉血，氧分压约为100 mmHg, CO
2
分压约为40 mmHg。

结合氧的血红蛋白使动脉血呈鲜红色。

由于所有流回心脏的心房的大血管都叫做静脉血管，因此连接左心房和肺的血管叫做肺静脉。

在肺泡经过气血交换富含氧的动脉血，经肺静脉流回心脏左心房，通过左心房和左心室壁上的小口和二尖瓣，流入
左心室，开始下一轮体循环。

因此肺循环的功能主要是，通过肺泡的气血交换，
血液从肺泡摄取氧并将CO
2
排放到肺泡。

必须指出两点，第1，血液从肺泡摄取氧并将CO
2
排放到肺泡是肺循环唯一
重要的功能，但体循环的功能比较复杂，向组织运输氧和接受CO
2
只是体循环诸多重要功能中的一项。

例如，水盐和营养物质通过胃肠道吸收必须经体循环运输到机体各种组织；多余的水和大部分组织代谢产物和废物也必须经体循环运输到排泄器官如肾脏和肝脏进行加工处理后排出体外。

另外，体循环参与机体血压的形成和维持。

第2，肺循环在流经肺泡时仅执行换气功能，本身不参与局部肺组织的供氧。

肺泡细胞代谢所需的氧直接来自大气。

肺各级支气管及胸膜代谢所需的氧实际上来自体循环，由起源于胸主动脉与支气管伴行的支气管动脉，发出的毛细血管网提供氧，最后汇集到支气管静脉，流入上腔静脉。

然而，一些支气管静脉血管与肺循环血管之间通过吻合枝可以直接连通，因此一部分支气管静脉血可以直接流入肺静脉，流入左心房，使左心室射向体循环的动脉血含有1％～2％的静脉血。

因此，体循环的动脉血的血氧分压实际上略低于肺静脉内刚刚进行气血交换之后的新鲜动脉血。

因此从发生的源头上讲，动脉血源自肺循环，是指在肺泡进行气血交换，富含氧并排出二氧化碳的血液，外观呈鲜红色。

肺循环产生动脉血的目的是为体循环供应新鲜动脉血。

静脉血源自体循环，是指在组织进行气血交换，向组织释放
氧并接收组织排出的CO
2
的血液，外观呈暗红色。

体循环产生静脉血的原因是组
织利用氧并排出CO
2，静脉血必须在肺循环重新摄取氧并排出CO
2。

肺泡毛细血管
和组织部位的供氧毛细血管，分别是动脉血和静脉血发生相互转化的解剖部位；除此之外的其他部位的血管包括肺静脉、肺动脉、主动脉、上下腔静脉及其分枝，仅仅是动脉血或静脉血的运输血管。

肺循环的解剖位置局限于胸腔内，功能主要局限于气血交换。

相比而言，体循环遍及全身各处，功能与维持血压、供氧、水和营养物质的代谢和废物排泄等等生命内环境稳定密切相关。

因此在临床医学实践中，更多涉及到的是体循环。

实际上，临床上所说的动脉血通常指体循环动脉血管内的动脉血，为机体各种组织提供氧；静脉血通常指体循环静脉血管内的静脉血，这并无不妥。

因此在临床上，认为动脉血管内流的是动脉血，静脉血管内流的是静脉血，通常不会引起混乱。

反而，仅靠血液的氧含量和颜色来谈论动脉血和静脉血是比较奇怪的。

比如，从静脉血管抽出的静脉血液，放入试管内并通入氧气就可变为富含氧的鲜红色血液，但这种人工修饰的静脉血血液能否称为是动脉血？氰化物类毒剂作用于细胞呼吸链末端细胞色素氧化酶，使细胞能量代谢受阻，既不能利用血液中的氧，也不能产生二氧化碳；因此血液在流经组织时氧的释放减少，二氧化碳的吸收也减少，造成静脉血氧含量增高而呈鲜红色，尽管如此在临床上仍然认为它是静脉血而不是动脉血。

生活于热带的人，人体散热少，血液在流经组织时氧释放减少，与生活在寒带的人相比，静脉血的颜色更加鲜红。

一氧化碳中毒时，患者血中的血红蛋白与一氧化碳结合，也可使静脉血呈樱桃样的鲜红色。

即便是医学专业的本科生，学生重点理解的应该是血液通过体循环和肺循环所执行的功能及其意义，即在肺泡处发生的气血交换、氧和二氧化碳在血管内的运输、以及在组织细胞处发生的气血交换等。

理解了这些内容，动脉血和静脉血的概念就不应该成为问题了。

事实上，在国内外医学本科教材中，并没有讨论过动脉血和静脉血的具体概念，但这并不影响学生对专业的理解。

在中学教学中，如果仅局限于讲解动脉血和静脉血的抽象概念，反而容易使中学生产生理解和记
忆上的混乱。

仅要求学生记忆这些抽象概念，过分强调肺静脉内流的是动脉血和肺动脉内流的是动脉血，并无实际意义，反而会引起混乱。

对中学生来讲，考试出这样的题，也有钻牛角尖和难为学生的味道。

理解体循环和肺循环的解剖和功能特点，特别是血液在通过肺泡的气血交换和组织换气，进行氧和二氧化碳的传送后发生的动脉血和静脉血的转换及其意义，应该是强调的重点。

参考文献
1 姚泰.生理学,第5版，北京:人民卫生出版社出版，2000.
2Guyton AC，Hall JE..Textbook of Medical Physiology.Tenth edi tion, Published by Health Sciences Asia, Elsevier Science，2002.。