生理学：气体在血液中的运输

第三节 气体在血液中的运输从肺泡扩散入血液的O 2必须通过血液循环运送到各组织，从组织散入血液的CO 2的也必须由血液循环运送到肺泡。

下述O 2和CO 2在血液中运输的机制。

一、氧和二氧化碳在血液中存在的形式O 2和CO 2在血液中的运输形式包括物理溶解和化学结合。

气体在溶液中溶解的量与分压和溶解度成正比，和温度成反比。

血液O 2和CO 2的含量（ml/100ml 血液）虽然溶解形式的O 2、CO 2很少，但也很重要。

因为必须先有溶解才能发生化学结合。

溶解的和化学结合的两者之间处于动态平衡。

二、氧的运输（一）Hb 分子结构简介每1Hb 分子由1个珠蛋白和4个血红素（又称亚铁原卟啉）。

每个血红素又由4个吡咯基组成一个环，中心为一铁原子。

每个珠蛋白有4条多肽链，每条多肽链与1个血红至少连接构成Hb 的单体或亚单位。

Hb 是由4个单体构成的四聚体。

不同Hb 分子的珠蛋白的多肽链的组成不同。

成年人Hb （HbA ）的多肽链是2条α链和2条β链，为α2β2结构。

胎儿Hb （HbF ）是2条α链和2条γ链，为α2γ2结构。

出生后不久HbF 即为HbFA 所取代。

多肽链中氨基酸的排列顺序已经清楚。

每条α链含141个氨基酸残基，每条β链含146个氨在酸残基。

血红素的Fe2+均连接在多肽链的组氨基酸残基上，这个组氨酸残基若被其它氨基酸取代，或其邻近的氨基酸有所改变，都会影响Hb 的功能。

可见蛋白质结构和功能密切相关。

Hb 的4个单位之间和亚单位内部由盐键连接。

Hb 与O 2的结合或解离将影响盐键的形成或断裂，使Hb 四级结构的构型发生改变，Hb 与O 2的亲和力也随之而变，这是Hb 氧离曲线呈S 形和波尔效应的基础（见下文）。

（二）物理溶解量取决于该气体的溶解度和分压大小。

（三）化学结合的形式是氧合血红蛋白，这是氧运输的主要形式，占98.5%，正常人每100ml 动脉血中Hb 结合的O 2约为19.5ml 。

（四）血红蛋白（hemoglobin,Hb ）是红细胞内的色蛋白，它的分子结构特征使之成为极好的运O 2工具。

解释生理学名词解释呼吸
呼吸是生理学中一个重要的概念，它是指机体与外界环境之间气体交换的过程。

这个过程包括三个相互联系的环节：
1. 外呼吸：包括肺通气和肺换气。

肺通气是指肺与外界环境之间的气体交换过程，而肺换气则是指肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程。

2. 气体在血液中的运输：吸入的氧气和呼出的二氧化碳在血液中主要通过红细胞进行运输。

3. 内呼吸：指组织细胞与血液间的气体交换，也称为细胞呼吸。

细胞呼吸是细胞利用氧气来氧化糖类，释放能量的过程。

此外，呼吸运动是呼吸的组成部分，它使胸廓有节律地扩大和缩小，从而完成吸气与呼气，为身体提供氧气并排出二氧化碳。

正常成人安静时呼吸一次为6.4秒为最佳，每次吸入和呼出的气体量大约为500毫升，称为潮气量。

当人用力吸气直到不能再吸的时候为止，然后再用力呼气直到不能再呼的时候为止，这时呼出的气体量称为肺活量。

总的来说，呼吸是一个复杂而精细的生理过程，它需要多个器官和系统的协同作用才能实现。

第三节气体在血液中的运输O2和CO2均以物理溶解和化学结合两种形式进行运输，主要以化学结合形式存在，而物理溶解形式所占比例极小，但很重要，起着“桥梁”作用。

因为进入血液中的O2和CO2都是先溶解在血浆中，提高其分压，在发生化学结合。

（气体在血液中的分压取决于物理溶解的压力）一、氧的运输（一）Hb与O2结合的特征（二）氧解离曲线（三）影响氧解离曲线的因素通常用P50来表示Hb对O2的亲和力，P50是使Hb氧饱和度达50%时的PO2，正常约为26.5mmHg。

●P50增大→解离曲线右移→HB对O2的亲和力降低→需要更高的O2才能达到P5O（PCO2↑、PH↓、2,3-DPG↑、温度↑）●P50降低→解离曲线左移→HB对O2的亲和力增加→需要更少的O2就能达到P5O（PCO2↓、PH↑、2,3-DPG↓、温度↓）1.血液PH和PCO2的影响血液PH降低或PCO2升高，HB对O2的亲和力降低，P50增大，曲线右移；血液PH升高或PCO2降低，HB对O2的亲和力增加，P50减小，曲线左移；波尔效应：液酸度和PCO2对HB与O2的亲和力的这种影响称为波尔效应CO2可直接与HB结合而降低亲和力，不过作用很小。

波尔效应的生理意义：它既可以促进肺毛细血管血液摄取O2，又有利于组织毛细血管血液释放O2.2.温度的影响温度升高→亲和力降低→P50增大→曲线右移→促进O2的释放温度降低→亲和力增加→P50减小→曲线左移→利于O2的结合临床上进行低温麻醉手术是因为低温有利于降低组织的耗氧量。

但应注意温度下降可增加HB对O2的亲和力，容易疏忽组织缺氧的情况。

3.红细胞内2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）2,3-DPG是糖酵解的产物，在缺氧的情况下，糖酵解增强，2,3-DPG升高→亲和力降低→P50增大→曲线右移（慢性缺氧、贫血、高山低氧），反之左移。

血库中用抗凝剂枸橼酸－葡萄糖溶液保存3周以上的血液，因糖酵解停止，2,3-DPG降低，使得亲和力增加，02不利于解离而影响对组织的供氧。

第五章呼吸参考答案在后面！一、名词解释1、呼吸2、肺通气3、呼吸运动4、肺内压5、胸内压6、弹性阻力7、肺泡表面活性物质8、潮气量9、肺活量10、肺通气量11、生理无效腔12、肺泡通气量13、通气/血流14、血氧饱和度15、氧解离曲线二、填空题1、呼吸的全过程包括、和三个基本环节，其中第一个环节又包括和。

2、肺通气的原动力是，肺通气的直接动力是。

3、肺通气的阻力有和两种。

弹性阻力用来度量，它与弹性阻力成关系。

4、肺的弹性阻力来自和，尤以为主。

5、肺泡表面活性物质是由分泌的，其主要成分是，它以单分子层覆盖在肺泡液体分子层上，具有作用。

6、肺的非弹性阻力主要来自，它受气流速度、气流形式和气道口径的影响，其中是影响其阻力大小的最主要因素。

7、肺总量等于四种基本肺容积：、、与之和。

8、功能残气量等于与之和。

9、生理无效腔等于和之和，其中正常人接近于零，因此生理无效腔等于或接近，后者正常成人约为 mL。

10、影响肺换气的因素主要有、和。

11、正常成人的通气/血流比值为。

若通气/血流比值明显增大，相当于；若通气/血流比值明显减小，则相当于产生。

这两种情况都可能导致机体缺氧。

12、O2和CO2都以和两种形式存在于血液中运输，以为主。

13、O2主要以形式运输，CO2的化学结合形式主要是形成和。

14、影响氧解离曲线的因素主要有、、、和血红蛋白自身性质。

15、氧合血红蛋白呈色，去氧血红蛋白呈色。

若毛细血管中去氧血红蛋白含量超过，黏膜、甲床或皮肤将呈紫色，称为。

16、调节呼吸运动的外周化学感受器是和，可感受动脉血中的变化。

中枢化学感受器位于，可感受的变化。

17、当动脉血中CO2浓度，H+浓度升高或O2分压时，均可使呼吸加深加快。

三、选择题第五章呼吸第一节肺通气一、肺通气的动力1、推进气体进出肺的直接动力是：AA、肺内压与大气压之间的压力差B、肺内压与胸膜腔内压之间的压力差C、胸膜腔内压与大气压之间的压力差D、肺内压与跨壁压之间的压力差E、胸膜腔内压的周期性变化2、肺通气的原动力来自：DA、肺内压与胸膜腔内压之差B、肺的扩大和缩小C、胸廓的扩大和缩小D、呼吸肌的收缩和舒张E、胸膜腔内压的周期性变化3、以下过程属于被动过程的是（ C ）。

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。

生理学气体的运输生理学中，气体的运输是一个重要的研究领域。

气体运输涉及到人体内氧气和二氧化碳的交换，以及氧气在血液中的运输和分配。

这个过程对于维持人体正常的生理功能至关重要。

气体的运输主要通过呼吸系统和循环系统来完成。

首先，氧气通过呼吸道进入肺部。

在肺泡中，氧气通过肺泡壁进入毛细血管，与血液中的红细胞结合。

这个过程是通过氧气的浓度梯度来实现的，即氧气从高浓度区域（肺泡）向低浓度区域（血液）扩散。

一旦氧气与红细胞结合，它会与血红蛋白形成氧合血红蛋白。

氧合血红蛋白会通过血液循环被输送到全身各个组织和器官。

在组织和器官中，氧气会从氧合血红蛋白中解离出来，进入细胞内参与细胞呼吸过程。

同时，细胞内产生的二氧化碳会通过相反的过程，即从细胞内扩散到血液中，然后被输送回肺部。

在肺部，二氧化碳会从血液中解离出来，并通过呼吸道排出体外。

这个过程是通过二氧化碳的浓度梯度来实现的，即二氧化碳从高浓度区域（血液）向低浓度区域（肺泡）扩散。

除了浓度梯度，气体的运输还受到其他因素的影响。

例如，血液的pH值和温度可以影响氧气的结合和解离速率。

此外，血红蛋白的含量和质量也会对氧气的运输能力产生影响。

总的来说，气体的运输是一个复杂而精确的过程，涉及到呼吸系统和循环系统的协调工作。

通过氧气和二氧化碳的交换，人体能够获取足够的氧气供应，并排除代谢产生的二氧化碳。

这个过程对于维持人体正常的生理功能至关重要，任何干扰或障碍都可能导致严重的生理问题。

希望通过对气体运输的研究，我们能够更好地理解人体的生理机制，并为相关疾病的治疗和预防提供更有效的方法。

同时，加深对气体运输过程的认识也有助于我们更好地保护和维护自己的健康。