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呼吸3-气体在血液中的运输:O₂和CO₂的运输形式及CO₂解离曲线!

  全国成人高考专升本医学综合》考试科目中,考生应掌握“呼吸”的相关内容。小编根据全国成人高考专升本《医学综合》考试大纲的要求,将该内容归纳为五个方面:概述、肺通气、肺换气和组织换气、气体在血液中的运输、呼吸运动的调节。今天我们将详细讲解“气体在血液中的运输”,此内容包括O₂的运输方式、CO₂的运输形式和CO₂的解离曲线三部分,具体如下:

  

  一、O₂的运输方式

  

  1.物理溶解:物理溶解的O₂占血液中总O₂的比例极小。

  

  2.化学结合:O₂进入红细胞后,与血红蛋白(Hb)发生可逆性结合,形成氧合血红蛋白(HbO₂)。氧合血红蛋白是O₂运输的主要形式,占98.5%左右。

  

  (1)Hb与O₂结合的特征:反应快、可逆、不需酶的催化、受PO₂的影响;Fe²⁺与O₂结合后仍是2价铁,所以该反应是氧合,而不是氧化;Hb与O₂的结合或氧解离曲线呈S形。

  

  (2)氧解离曲线:是表示PO₂与Hb氧结合量或Hb氧饱和度关系的曲线。氧解离曲线呈S型分三段:

  

  ①氧解离曲线上段:相当于PO₂7.98~13.3kPa(60~100mmHg),即PO₂较高的水平,可以认为是Hb与O₂结合的部分。该段曲线平坦,血氧饱和度高,受O₂分压影响小。其生理意义为:当外环境或吸入气中的O₂分压下降时,肺毛细血管仍能为机体携带足够的O₂,满足机体需要。

  

  ②氧解离曲线中段:相当于PO₂2~5.32~7.98kPa(40~60mmHg),是HbO₂释放O₂的部分。曲线较陡,表明当O₂分压下降时,血氧饱和度也下降。其生理意义为:当动脉血流经组织时,可释放出适量的O₂(5ml/100ml血),满足机体安静状态下对O₂的需求。

  

  ③氧解离曲线下段:相当于PO₂2~5.32kPa(15~40mmHg),也是HbO₂与O₂解离的部分,曲线最陡,表明当O₂分压有所下降时,血氧饱和度将明显降低,是Hb与O₂的解离阶段。其生理意义为:当动脉血流经活动增强的组织时,可释放足够的O₂(15ml/100ml血),满足活动增强组织对O₂需求。

  

  (3)影响氧解离曲线的因素

  

  ①pH与PCO₂的影响:pH降低或PCO₂升高,Hb对O₂的亲和力降低,曲线右移,反之亦然。

  

  ②温度的影响:温度升高,曲线右移,促使O₂释放;温度降低,曲线左移,不利于O₂的释放。

  

  ③2,3-二磷酸甘油酸的影响:2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG) 是红细胞无氧酵解的产物,在调节Hb和O₂的亲和力中起重要作用。2,3-DPG浓度升高,Hb对O₂亲和力降低,曲线右移。

  

  ④Hb自身性质的影响:Hb与O₂的结合还受其自身性质所影响。Hb的Fe²⁺氧化成Fe³⁺,失去运O₂能力。胎儿Hb和O₂的亲和力大,有助于胎儿血液流经胎盘时从母体摄取O₂。CO与Hb的亲和力是O₂的250倍,CO与Hb结合,占据了O₂的结合位点,阻断其结合位点,HbO₂下降。

  

  二、CO₂的运输形式

  

  1.物理溶解:物理溶解的CO₂占血液中CO₂总量的5%。

  

  2.化学结合:溶解的CO₂约占总运输量的5%,结合的占95%(碳酸氢盐形式的占88%,氨基甲酰血红蛋白形式占7%)。

  

  ①碳酸氢盐的形式:在红细胞内,在碳酸酐酶作用下,CO₂与水结合成H₂CO₃,H₂CO₃又解离成H⁺和HCO₃̄,HCO₃̄则与血浆中的Na⁺结合,生成NaHCO₃(碳酸氢钠)而被运输。

  

  ②氨基甲酰血红蛋白的形式:一部分CO₂与Hb的氨基结合生成氨基甲酰血红蛋白。这一反应无需酶的催化,而且迅速、可逆,主要调节因素是氧合作用。

  

  三、CO₂的解离曲线

  

  CO₂解离曲线是表示血液中CO₂含量与PCO₂关系的曲线。

  

  O₂与Hb结合将促使CO₂释放,而去氧的Hb则容易与CO₂结合,这一效应称为何尔登效应。