气体在血液中的运输.
- 格式:doc
- 大小:76.50 KB
- 文档页数:6
第三节气体在血液中的运输经肺换气摄取的02通过血液循环被运输到机体各器官组织供细胞利用;由细胞代谢产生的C02经组织换气进入血液后,也经血液循环被运输到肺部排出体外。
因此,02和C02的运输是以血液为媒介的。
,02和C02都是以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中。
根据Henry定律,气体在溶液中溶解的量与分压和溶解度成正比,与温度成反比。
温度为380C时,1个大气压下,02和C02在100ml 血液中溶解的量分别为2.36ml和48ml。
按此计算,动脉血P02为100mmHg,每100ml血液含溶解的02 0.31ml;静脉血P C02为46mmHg,每100ml血液含溶解的C02 2.9ml。
安静状态下,正常成年人心输出量约5L/min,因此,物理溶解于动脉血液中的02流量仅约15ml/min,物理溶解于静脉血液中的C02流量约为145 ml/min。
然而,安静时机体耗氧量约250ml/min,C02生成量约200ml/min。
显然,单靠物理溶解形式来运输02和C02是不能适应机体代谢需要的。
实际上,机体在进化过程中形成了非常有效的02和C02的化学结合运输形式。
如表5-4所示,血液中的02和C02,主要以化学结合的形式存在,而物理溶解的02和C02所占比例极小;化学结合可使血液对02的运输量增加约65至140倍,对C02的运输量增加近20倍。
虽然血液中以物理溶解形式存在的02和C02很少,但很重要,因为必须先有溶解才能发生化学结合。
在肺换气或组织换气时,进入血液的02和C02都是先溶解在血浆中,提高各自的分压,再出现化学结合;02和C02。
从血液释放时,也是溶解的先逸出,使各自的分压下降,然后化学结合的02和C02,再分离出来,溶解到血浆中。
物理溶解和化学结合两者之间处于动态平衡。
下面主要讨论02和C02的化学结合形式的运输。
一、氧的运输血液中以物理溶解形式存在的02量仅占血液总02含量的1.5%左右,化学结合的约占98.5%。
气体在血液中的运输掌握内容血红蛋白氧容量、血红蛋白氧含量和血红蛋白氧饱和度、血氧容量、血氧含量和血氧饱和度的概念;氧解离曲线的概念及其各段的特点和意义。
影响氧解离曲线的因素及曲线左移和右移对机体的影响。
熟悉内容气体在血液中的运输形式;CO2的化学结合的形式和影响因素。
血红蛋白与O2的结合对CO2运输的影响;了解内容血红蛋白的结构与性质;CO2离解曲线;[练习]【A1型题】1. 下列有关氧在血液中运输的描述,错误的是A. O2主要与Hb结合运输B. O2与Hb结合反应迅速可逆C. O2与Hb的结合反应需要酶催化D. O2与Hb结合反应受PO2影响E. 1分子Hb可结合运输4分子O22.氧解离曲线是表示下列哪种关系的曲线A. 血红蛋白含量与血氧含量B. 血红蛋白氧饱和度与血氧分压C. 血红蛋白氧饱和度与血红蛋白氧含量D. 血红蛋白浓度与血红蛋白氧容量E. 血红蛋白浓度与血红蛋白氧含量3. Hb的构型由R型变为T型时A.氧离曲线左移B. Hb与O2的亲和力降低C. Hb与H+结合能力降低D. Hb与CO2结合能力降低E. P50降低4. O2的利用系数是指A. 血液流经组织时所含O2量占血O2容量的百分数B. 血液流经组织释放出的O2容积占动脉血O2含量的百分数C. 血液流经组织释放出的O2容积占动脉血O2容量的百分数D. 血液流经组织时释放出的O2含量占动脉血O2含量的百分数E. 动脉血流经组织时释放出的O2含量占动脉血O2容量的百分数5. 氧解离曲线由正常位置向左移A. 表明血液在一定PO2时氧含量减少B. 可发生在贫血时C. 表明血液流经组织时释放氧量增加D. 可见于贮存了数周的血液E. 可见于组织代谢增加时6. 引起氧解离曲线右移的因素是A. PCO2分压升高B. 2,3-DPG降低C. pH升高D. 温度降低E. 吸入气CO浓度升高7. 下列关于氧解离曲线特点的叙述,错误的是A. 曲线上段表明PO2变化对血红蛋白氧含量影响不明显B. 曲线中段最陡,有利于释放出大量O2供给细胞利用C. 曲线下段特点反映机体供O2的贮备能力D. 高原地区如果动脉血PO2高于60mmHg,Hb氧饱和度能达到90%以上E. 剧烈运动细胞代谢活动增强时,血红蛋白氧饱和度将明显降低8. 血液中CO2运输的主要形式是A. 物理溶解B. 氨基甲酰血红蛋白C. 碳酸氢盐D. 氧合血红蛋白E. 去氧血红蛋白9. 下列哪种因素将导致静脉血PO2降低A. 贫血B. CO中毒C. 剧烈运动D. 亚硝酸盐中毒E. 过度通气10. 下列各项中,能引起动脉血PCO2降低的是A. 增大无效腔B. 肺气肿C. 肺水肿D. 呼吸性酸中毒E. 过度通气11. 影响CO2与Hb结合生成氨基甲酰血红蛋白的主要因素是A. 血液PO2B. 血液PCO2C. 氧化作用D. 氧合作用E. 碳酸酐酶的活性12. 体内PCO2最高的部位是A.组织液B. 细胞内液C.静脉血液D.动脉血液E.外周毛细血管血液13. 高原地区,若血红蛋白氧饱和度达到90%以上,需要PO2大于A. 100mmHgB. 90mmHgC. 80mmHgD. 70mmHgE. 60mmHg【B型题】A. 氧合血红蛋白B. 去氧血红蛋白C. 氨基甲酰血红蛋白D. 一氧化碳血红蛋白E. 高铁血红蛋白14. 分子结构较紧密的血红蛋白构型是15. 呈樱桃红色的血红蛋白是A. 肺扩张反射B. 肺萎陷反射C. 化学感受器反射D. 呼吸肌本体感受器反射E. 咳嗽反射【X型题】多项选择题,每题有A、B、C、D四个备选答案,请从中选出2~4个正确答案。
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。
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〕氧解离曲线与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。
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PO2在15~40mmHg之间尤其明显,表明在这个范围内,PO2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。