中国医科大学生理学053气体在血液中的运输
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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。
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。
.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O必须通过血液循环运送到各组织,从组织2扩散入血液的CO也必须由血液循环送到肺泡。
因此,气体在血液2中的运输是实现肺换气和组织换气的重要环节。
O和CO在血液中22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O量仅占血液总O含量的1.5%22左右,化学结合的约占98.5%。
扩散入血液的O进入红细胞后,与2红细胞内的血红蛋白(Hb)结合,以氧合血红蛋白(HbO)的形式2运输。
(一)Hb和O结合的特征2 1.快速性和可逆性血红蛋白与O 的结合反应快,可逆,主要2受PO的影响。
当血液流经PO高的肺部时,血液中的O扩散入红222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,HbO);当血液流经PO低的组织,氧合血红蛋22白迅速解离,释放出O,成为去氧血红蛋白(deoxyhemoglobin,2,可用下式表示:)HbPO高????2HbOHb?O????22PO低22+与O结合仍是二价铁,所以,该反.是氧合而非氧化 Fe22应是氧合反应,而不是氧化反应。
3.血红蛋白与O结合的量血液含氧的程度通常用血氧饱和2度表示。
在足够PO下,1g Hb可以结合1.34~1.39ml O。
如果按22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量应为201ml/L。
Hb所能结合的最大O量称22为Hb的氧容量,简称为血氧容量;而实际结合的O量称为Hb的2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与血氧饱和度关系的曲线。