第三节 气体在血液中的运输

临床案例 患女，25岁，用燃气热水器淋浴，同室人员下班后呼唤患者不醒，立即送入医院，查体：皮肤粘膜呈樱桃红色，脉快，张口呼吸，节律不齐，瞳孔对光反射迟钝，脑电图见弥漫性慢波，查血：HbCO35％。 1.诊断、诊断依据及发病机理？ 2.O2是怎样在血液运输的，氧解离曲线受到哪些因素的影响？ 3.面对该中毒者，你应该采取哪些急救措施？

氧和二氧化碳在血液中存在的形式 1、物理溶解： 气体直接溶解于血浆中 2、化学结合： 气体与某些物质进行化学结合 物理溶解 化学结合 特征: ①量小,起桥梁作用； ②溶解量与分压呈正比 2、化学结合： 气体与某些物质进行化学结合 特征: 量大,主要运输形式 动态平衡 物理溶解 化学结合

一、氧的运输 物理溶解 : 1.5% 化学结合 : 98.5% (主要运输形式) 结合形式: 氧合血红蛋白(HbO2) 动脉血O2分压力为13.3kP（100mmHg）时， 每100ml仅溶解0.3mlO2（0.3ml%） 化学结合 : 98.5% (主要运输形式) 结合形式: 氧合血红蛋白(HbO2)

（一）Hb的分子结构

（二） Hb与O2结合的特征 1、快速性与可逆性 + O2 PO2高 HbO2 PO2低 Hb 去氧Hb 氧合Hb

（二） Hb与O2结合的特征 2、是氧合而非氧化 Fe2+与O2结合后仍为二价铁 3、结合量：1分子Hb可以结合4分子的O2

几 个 概 念 Hb的氧容量(oxygen capacity): 又称为血氧容量 100ml血液中,血红蛋白所能结合的最大O2量 Hb的氧含量(oxygen content): 又称为血氧含量 100ml血液中,血红蛋白实际结合O2的量 Hb的氧饱和度(oxygen saturation): 又称为血氧饱和度 Hb的氧含量占氧容量的百分数

HbO2呈鲜红色， 去氧Hb呈紫蓝色 发绀(cyanosis)：当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上时, 皮肤、粘膜呈暗紫色 （一般是缺O2的标志，但也有例外）

临床所见的几种缺氧表现与鉴别 鉴别内容 去氧Hb含量 紫绀有无 缺O2否 (或因由) (或另色) (或因由) (或另色) 正常状态下 >5g/100ml动脉血 有 缺 寒冷 可因寒冷浅表血管血流↓ 有 不 异常状态下 红细胞增多症 >5g/100ml动脉血 有 不 严重贫血 ＜5g/100ml动脉血 不 缺 CO中毒 Hb+CO HbCO 樱桃红 缺 亚硝酸盐 Hb中Fe2+ Fe3+ 有 缺 或苯胺中毒 临床所见的几种缺氧表现与鉴别

4、Hb与O2的结合或解离曲线呈S形， 与Hb的变构效应有关。 氧合Hb 为疏松型（R型） 去氧Hb 为紧密型（T型） ∵当O2与Hb的Fe2+结合后 ↓ Hb4个亚基间的盐键逐步断裂 Hb分子由T型→R型 （即对O2的亲和力逐步↑） R型的亲O2力为T型的500倍 当Hb某亚基与O2结合或解离后→Hb变构→其他亚基的亲O2力↑or↓→Hb 4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。

（三）氧解离曲线(oxygen dissociation curve) 或称氧合血红蛋白解离曲线 表示血液Po2与Hb氧饱和度关系的曲线 呈S形，可反映Hb与O2的解离或结合关系

氧解离曲线各段特点及生理意义 1.上段（右段）: 坡度较平坦，反映Hb与O2的结合部分 Po28.0 ～ 13.3kPa(60～100mmHg） 表明： Po2变化大时，血氧饱和度变化小 (Hb%：97.4%→90%) (HbO2：19.4→18ml)

上段意义: 保证低氧分压时的高载氧能力 血O2分压较大变动,血液仍可携带足够O2 对位处高空、高原或患呼吸系统疾病时 抗低氧血症有利

2.中段: 坡度较陡，反映HbO2释放O2的部分 Po2 8.0 ～ 5.3kPa(60 ～ 40mmHg) 表明： (HbO2：19.4→14.4ml) 氧利用系数：血液流经组织时释放的O2占动脉血氧含 量的百分数(安静25%)

中段意义: 维持机体安静正常时组织的氧供 (1)利于安静时血中HbO2的释放O2与组织活动水 平相适应,其实每100ml血液流经组织可释O25ml (2)可利用曲线中段所启示的只要增加少量O2，即可明显提高血氧饱和度和血氧含量这一特征, 采用持续低压吸O2方法治疗低氧血症

3.下段（左段）: 坡度最陡，也反映HbO2与O2解离的部分，也可反映血液中O2的贮备 Po2 5.3～ 2.0kPa(40 ～15 mmHg) 表明： Po2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降 (HbO2：14.4→4.4ml)

意义: 维持活动时组织的氧供 此时每100ml血液能释放15ml O2供给组织，氧利用系数提高到75%，为安静时的3倍，满足组织活动增加的需要

(四)影响氧解离曲线的因素 P50： 指使Hb氧饱和度达50%时的Po2 正常情况下,P50=3.52kPa（26.5mmHg） ●P50↑:表明Hb对o2的亲和力↓(氧离易)，需更高的Po2才能使Hb氧饱和度达到50%,即曲线右移 。 ●P50↓:表明Hb对o2的亲和力↑(氧离难),较低的Po2便能使Hb氧饱和度达到50%,即曲线左移

1、pH和Pco2的影响 波尔效应(Bohr effect)： Pco2以及酸度对Hb与o2亲和力的影响 CO2+ H2O→HCO3-+ H+→[H+]↑ pH↓或Pco2↑→氧离曲线右移 pH↑或Pco2↓→氧离曲线左移

[H+]↑→促进Hb盐键形成→Hb构型变为T型 波尔效应意义: (1)在组织促进氧离： [H+]↑→促进Hb盐键形成→Hb构型变为T型 →Hb与o2亲和力↓→氧离曲线右移→氧离易 (2)在肺脏促进氧合： [H+]↓→促进Hb盐键断裂→Hb构型变为R型 →Hb与02亲和力↑→氧离曲线左移→氧合易

2、温度的影响 T↑→氧离曲线右移 T↓→氧离曲线左移 (1) T↑→H+的活度↑→Hb与O2亲和力↓→Hb释放02→Hb构型变为R型→氧离曲线右移→氧离易 如：组织代谢↑→局部 T↑+[CO2]↑[H+]↑ →曲线右移→氧离易 (2)T↓→H+的活度↓→Hb与O2亲和力↑→Hb结合02 →Hb构型变为T型→氧离曲线左移→氧离难 如：低温麻醉时，应防组织缺o2 冬天，末梢循环↓+氧离难→局部红、易冻伤

3、2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG) 2,3-DPG是红细胞无氧酵解的产物 2,3-DPG↑→氧离曲线右移 ① 2,3-DPG能与Hb结合形成盐键→Hb构型变为T型 ②2,3-DPG→[H+]↑→波尔效应

(1)高原缺氧→ RBC无氧代谢↑→ 2,3-DPG↑ →氧离曲线右移→氧离易 注： ①这一效应是机体对低O2适应的重要机制； ②但此时肺泡Po2↓，RBC无氧代谢产生过多的 2,3-DPG ，也防碍了在肺部的氧合，故是否对 机体有利尚无定论 (2)大量输入冷冻血→ 2,3-DPG ↓→氧离曲线左移→氧离难。 （∵冷冻血3周后，RBC无氧代谢停止→2,3-DPG ↓） 故：应注意缺氧

4、其他因素 （1）Hb本身的性质 Hb的Fe2+→Fe3+，Hb失去运O2的能力 异常Hb：Hb的运O2能力↓ 胎儿Hb：胎儿Hb的4条肽链为α2γ2(成人为α2β2)构成，其Hb与O2亲和力＞成人，这与胎儿所处的低氧环境是相适应的

（2）CO与Hb的结合: Pco↑→曲线左移→氧离难 ①CO与Hb亲和力 > O2与Hb亲和力 250 倍

临床案例 患女，25岁，用燃气热水器淋浴，同室人员下班后呼唤患者不醒，立即送入医院，查体：皮肤粘膜呈樱桃红色，脉快，张口呼吸，节律不齐，瞳孔对光反射迟钝，脑电图见弥漫性慢波，查血：HbCO35％。 1. 诊断、诊断依据及发病机理？ 2. O2是怎样在血液运输的，氧解离曲线受到哪些因素的影响？ 3. 面对该中毒者，你应该采取哪些急救措施？

小 结: 影响氧解离曲线的因素及作用和生理意义的说明 生理意义： 与组织境态相适应，可促进O2的解离 影响因素 生理意义： 小 结: 影响氧解离曲线的因素及作用和生理意义的说明 生理意义： pH↓ 曲线右移,利于 O2的释放 Pco2↑ 与组织境态相适应，可促进O2的解离 温度↑ 2,3-DPG↑  影响因素 生理意义： pH↑ Pco2↓ 曲线左移,利于 O2和Hb的结合 与肺中的境态相适应，可促进O2的结合 温度↓ 2,3-DPG↓ 

三、二氧化碳的运输 (一)CO2的运输形式 物理溶解：5% 碳酸氢盐(88%) 氨基甲酰血红蛋白(7%) 化学结合:95%

1、碳酸氢盐

(1)反应过程： 在组织 H2CO3 HCO3-＋H+ HCO3- 碳酸酐酶 CO2＋H2O 在RBC中与K+结合 顺浓度梯度通过RBC膜扩 散进入血浆,与血浆中 Na+结合 碳酸氢盐 RBC膜上特异性HCO3--Cl-载体 ∵RBC膜不允许正离子自由通过 补充RBC内的负离子 Cl-转移

在肺部 反应向左进行 CO2从RBC扩散入血浆,血浆中的HCO3-进入RBC以补充消耗的HCO3-, Cl-则扩散出RBC ∵肺泡气的Pco2比静脉的低 CO2从RBC扩散入血浆,血浆中的HCO3-进入RBC以补充消耗的HCO3-, Cl-则扩散出RBC 以HCO3-形式运输的CO2在肺部被释放出来

(2)反应特征: ①反应速极快且可逆，反应方向取决Pco2差； ②RBC膜上有Cl-和HCO3-特异转运载体，Cl-转移维持电平衡,促进CO2化学结合的运输； ③需酶催化:碳酸酐酶加速反应5000倍,双向作用； ④在RBC内反应, 在血浆内运输

⒉氨基甲酰血红蛋白 (1)反应过程： 在组织 HbNH2O2+H++CO2 HHbNHCOOH＋O2 在肺脏

(2)反应特征: ①反应迅速且可逆，无需酶催化； ②CO2与Hb的结合较为松散； ③反应方向主要受氧合作用的调节: HbO2的酸性高,难与CO2结合,反应向左进行 HHb的酸性低,易与CO2结合,反应向右进行 ④虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式， 因肺部排出的CO2有17.5％是此释放的 ⑤带满O2的Hb仍可带CO2

(二)CO2解离曲线（自学） CO2解离曲线是表示血液中CO2含量与Pco2间关系的曲线。 从图中可见： ①血液中CO2含量随Pco2的↑而↑，几乎成线性关系(非S形曲线)，且无饱和点 ②静脉血A点CO2的含量为52ml/100ml,而动脉血B点CO2的含量降为48ml/100ml,说明血液流经肺脏时，每100ml血液释放出4mlCO2 。 ③当血Po2↑时,CO2解离曲线下移。

(三)O2与Hb的结合对CO2运输的影响（自学） 何尔登效应（Haldane effect): O2与Hb的结合可促使CO2的释放，而去氧Hb则容易与CO2结合的现象 在相同的Pco2下,动脉血携带的CO2比静脉血少

CO2通过波尔效应影响O2与Hb的结合和释放, O2又通过何尔登效应影响CO2与Hb的结合和释放 去氧Hb 酸性弱与CO2的亲和力高，易与CO2结合，生成HHbNHCOOH，也容易与H+结合，使H2CO3解离过程中产生的H+被及时移去，有利于反应向右进行，提高CO2运输的量。 CO2通过波尔效应影响O2与Hb的结合和释放, O2又通过何尔登效应影响CO2与Hb的结合和释放

小结: O2和CO2的化学结合运输的相互关系： 血液经过该处时, 红细胞内大量释放CO2, 致[H+]↓,而利其Hb与O2结合 肺泡处 而氧合血红蛋白的增多又使红细胞内[H+]↑而利其CO2释放 血液经过该处时, 红细胞内氧合血红蛋白的解离释O2,血红蛋白与H+结合, 使红细胞内[H+]↓,利其CO2经血液向红细胞内扩散 组织处 CO2在红细胞内生成碳酸, 致[H+]↑和氧合血红蛋白的解离释O2