气体在血液中的运输.

气体在血液中的运输
肺泡扩散入血液的O2必须通过血液循环运送到各组织，从组织扩散入血液的CO2也必须由血液循环送到肺泡。

因此，气体在血液中的运输是实现肺换气和组织换气的重要环节。

O2和CO2在血液中的运输形式有两种，即物理溶解和化学结合。

其中物理溶解的量较少，化学结合为主要运输形式。

由于进入血液的气体必须先溶解，才能进行化学结合，同样结合状态的气体也要先溶解于血液，才能从血液中逸出。

所以虽然物理溶解的量少，但却是气体实现化学结合的必要环节。

一、氧的运输
血液中以物理溶解形式存在的O2量仅占血液总O2含量的1.5%左右，化学结合的约占98.5%。

扩散入血液的O2进入红细胞后，与红细胞内的血红蛋白（Hb）结合，以氧合血红蛋白（HbO2）的形式运输。

（一）Hb和O2结合的特征
1．快速性和可逆性血红蛋白与O2的结合反应快，可逆，主要受PO2的影响。

当血液流经PO2高的肺部时，血液中的O2扩散入红细胞后，与红细胞内的血红蛋白（Hb）结合，形成氧合血红蛋白（oxyhemoglobin，HbO2）；当血液流经PO2低的组织，氧合血红蛋白迅速解离，释放出O2，成为去氧血红蛋白（deoxyhemoglobin，Hb），可用下式表示：
2222PO PO Hb O HbO −−−→+←−−−高低
2．是氧合而非氧化 Fe 2+与O 2结合仍是二价铁，所以，该反应是氧合反应，而不是氧化反应。

3．血红蛋白与O 2结合的量 血液含氧的程度通常用血氧饱和度表示。

在足够PO 2下，1g Hb 可以结合1.34～1.39ml O 2。

如果按正常成年人血液中的血红蛋白浓度为150g/L 计算，100ml 血液中，Hb 所能结合的最大O 2量应为201ml/L 。

Hb 所能结合的最大O 2量称为Hb 的氧容量，简称为血氧容量；而实际结合的O 2量称为Hb 的氧含量，简称血氧含量；血氧含量占血氧容量的百分比称为血氧饱和度。

（二）氧解离曲线及影响因素
氧解离曲线是表示血液PO 2与血氧饱和度关系的曲线。

在一定范围内血氧饱和度与氧分压呈正比，即：PO 2降低，氧解离增多，血氧饱和度下降。

但血氧饱和度与氧分压之间并非完全呈线性关系，而是呈近似“S ”形曲线，这种“S ”形曲线有重要的生理意义。

当PO 2在60～100mmHg 之间波动时，曲线较平坦，表明在这个范围内PO 2的变化对血氧饱和度或血氧含量影响不大。

这一特征使在高原、高空或患某些呼吸系统疾病时，虽然吸入气或肺泡气PO 2有所下降，但只要不低于60mmHg ，血氧饱和度仍能维持在90%以上，血液仍可携带足够量的O 2，不致出现缺O 2。

曲线的下部坡度陡直，特别是在PO 2在15～40mmHg 之间尤其明显，表明在这个范围内，PO 2稍
有下降，就会有较多的O2从氧合血红蛋白中解离出来，血氧饱和度就会明显下降，这一特点有利于组织细胞摄取O2。

氧解离曲线受许多因素的影响，主要影响因素有血液中PCO2、pH值和温度。

PCO2升高，pH值下降，体温升高，使氧离曲线右移，即血红蛋白与氧的亲和力降低，有利于氧的释放；反之，曲线左移，血红蛋白与氧的亲和力增加，氧合血红蛋白形成增多。

二、二氧化碳的运输
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，约占血液中CO2总运输量的5%。

2．化学结合以化学结合形式运输的CO2占95%。

CO2在血液中的化学结合形式有以下两种：
（1）碳酸氢盐的形式：以碳酸氢盐形式运输CO2，约占血液CO2总运输量的88%，是CO2运输的主要形式。

细胞代谢产生的CO2扩散进入红细胞内，在红细胞内的碳酸酐酶的催化下，与H2O结合生成H2CO3，H2CO3又迅速解离成HCO3-和H+。

红细胞膜对负离子如HCO3-和Cl-有极高的通透性。

生成的HCO3-除小部分与细胞内的K+结合成KHCO3外，大部分扩散入血浆与Na+结合生成NaHCO3，同时，血浆中的Cl-则向细胞内转移，以使红细胞内外保持电荷平衡，这种现象称为氯转移。

红细胞中生成的HCO3-与血浆中的Cl-互换的结果，避免了HCO3-在细胞内的堆积，有利于CO2的运输。

由于红细胞膜对正离子通透性极小，反应中产生的H+，不能伴随HCO3-
外移，则大部分与HbO2结合，生成HHb，同时释放出O2，故Hb 是红细胞内重要的缓冲物质。

当静脉血流至肺泡时，肺泡内CO2分压较低，上述反应向相反的方向进行，即HCO3-自血浆进入红细胞，在碳酸酐酶的催化下形成H2CO3，再解离出CO2扩散入血浆，然后扩散入肺泡，排出体外。

从CO2的运输中不难看出，CO2与H2CO3、HCO3-以及H+有着密切的关系，在体内酸碱平衡的调节中，有许多缓冲对在起着重要的作用，其中NaHCO3/H2CO3尤为重要。

因此，机体内CO2含量的变化将直接影响着H2CO3、HCO3-和H+的变化，从而改变机体的酸碱平衡。

临床上因呼吸障碍而引起CO2潴留，可导致酸中毒，称其为呼吸性酸中毒。

(2)氨基甲酸血红蛋白的形式：进入红细胞中的CO2能直接与Hb 的氨基结合，形成氨基甲酸血红蛋白(HHbNHCOOH)，以该种形式运输的CO2约占总运输量的7%。

这一反应迅速、可逆，不需要酶的参与，其结合量主要受Hb含O2量的影响。

HbO2与CO2结合的能力比Hb与O2的结合力小，因此，当动脉血液流经组织时，Hb O2解离释出O2，同时促进还原Hb与CO2结合，形成大量的氨基甲酸血红蛋白。

在肺部，O2与Hb的结合促使氨基甲酸血红蛋白解离，释放CO2。

通过这一形式运输的CO2量虽然占总运输量的7%，但在肺部排出的CO2总量中却约有18%是经氨基甲酸血红蛋白释放出来的，可见这种形式的运输效率较高，这对CO2的排出具有重要的生理意
义。