第五章 呼吸

第三節 氣體的運輸

目的要求

1.掌握 氧和二氧化碳的運輸形式。

2.熟悉 氧和二氧化碳在血液中存在的形式,二氧化碳解離曲線 。

3.了解 氧與血紅蛋白的結合對二氧化碳運輸的影響。

教學重點

1. 血紅蛋白與氧結合的特征。

2. 氧解離曲線。

3. 二氧化碳的運輸形式。

教學難點

氧解離曲線

教學過程

一、氧和二氧化碳在血液中存在的形式

O2和CO2都以物理溶解和化學結合兩種形式存在于血液中。

氣體在溶液中溶解的量與分壓和溶解度成正比,與溫度成反比。

二、氧的運輸

血液中以物理溶解形式存在的O2量,僅約占血液總O2含量的1.5%,化學結合的占98.5%左右。O2的結合形式是氧合血紅蛋白(oxyhemoglobin,HbO2)。

(一)Hb的分子結構

(二)Hb與O2結合的特征

血液中的O2主要以HbO2形式運輸。

O2與Hb的結合有以下一些重要特征

1. 反應快,可逆,不需酶的催化,受PO2的影響.

2. Fe2+與O2結合后仍是二價鐵,所以該反應是氧和,而不是氧化。

3. 1分子Hb可以結合4分子O2。100ml血液中,Hb所能結合的最大O2量稱為Hb的氧容量(oxygen capacity),而實際Hb實際結合的O2量稱為Hb的氧含量(oxygen content)。Hb氧含量與氧容量的百分比為Hb的氧飽和度(oxygen saturation)。

當血液中去氧Hb含量達5g/100ml以上時,皮膚、粘膜呈淺藍色,這種現象稱為紫紺(cyanosis)。

4. Hb與O2的結合或解離曲線呈S形,與Hb的變構效應有關。

(三)氧解離曲線

氧解離曲線(oxygen dissociation cure)或氧和血紅蛋白解離曲線,是表示血液PO2與Hb氧飽和度關系的曲線。

1.氧解離曲線的上段氧解離曲線的上段相當于PO2在8~13.3kPa(60~100mmHg)之間是Hb的氧飽和度。這段曲線的特點是比較平坦,表明在這個范圍內PO2的變化對Hb氧飽和度影響不大。

2. 氧解離曲線的中段氧解離曲線的中段較陡,相當于PO2在5.3~8kPa(40~60mmHg )之間的Hb氧飽和度,是反映HbO2釋放O2的部分。血液流經組織時釋放出的O2容量占動脈血O2含量的百分數稱為O2的利用系數(utilization coefficient of oxygen)

3. 氧解離曲線的下段氧解離曲線的下段相當于PO2在2~5.3kPa(15~40mmHg)之間的Hb氧飽和度,也是反映HbO2與O2解離的部分。

(四)影響氧解離曲線的因素

通常用P50表示對O2的親和力。P50是使Hb氧飽和度達到50%時的PO2,正常為3.53kPa(26.5mmHg)。

1.pH和PCO2的影響pH降低或PCO2升高時,Hb對O2的親和力降低,P50增大,曲線右移;pH升高或PCO2降低時,Hb對O2的親和力增加,P50降低,曲線左移。酸度對Hb氧親和力的影響稱為波爾效應(Bvohr effect)。

2.溫度的影響溫度升高時,氧解離曲線右移,促進O2的釋放;溫度降低時,曲線左移,不利于O2的釋放。

3.2,3-二磷酸甘油酸紅細胞中含有很多有機磷化物,特別是2,3-二磷酸甘油酸在調節Hb與O2的親和力中起著重要的作用。

4.其他因素Hb與O2的結合還要受其自身性質的影響。

三、二氧化碳的運輸

(一)、CO2的運輸形式

血液中物理溶解的CO2約占CO2總運輸量的5%,化學結合的占95%。化學結合的形式主要是碳酸氫鹽和氨基甲酰血紅蛋白,碳酸氫鹽形式占CO2總運輸量的88%,氨基甲酰血紅蛋白形式占7%。

1. 碳酸氫鹽從組織擴散進入血液的CO2,大部分進入紅細胞內與水反應生成H2CO3,H2CO3解離成HCO3-和H+,反應極為迅速且可逆。

2. 氨基甲酰血紅蛋白一部分CO2與Hb的氨基結合,生成氨基甲酰血紅蛋白,這一反應無需酶的催化,而且迅速、可逆。

(二)、CO2解離曲線

CO2解離曲線(carbon dioxide dissociation)是表示血液中CO2含量與PCO2關系的曲線。血液中CO2的含量隨PCO2的升高增加。

(三)、O2與Hb的結合對CO2運輸的影響

O2與Hb結合可促進CO2的釋放,而去氧Hb則容易與CO2結合,這一現象稱為何爾登效應(Haldane effect)。

O2和CO2的運輸不是孤立進行的,而是相互影響的。CO2通過波爾效應影響O2與Hb的結合和釋放,O2又通過何爾登效應影響CO2與Hb的結合和釋放。

課后小結

影響氧解離曲線的因素有: pH和PCO2的影響 ,溫度的影響和2,3-二磷酸甘油酸等。
CO2的運輸形式有: 碳酸氫鹽和氨基甲酰血紅蛋白 。

課后練習

什么是氧解離曲線?試述影響氧解離曲線的因素。

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