氧离曲线特征及其影响因素作用的分析

氧离曲线特征及其影响 因素作用的分析
曹稳根 （徽 州 专 生 安 宿 ３０ 安 宿 师 化 系 徽 州：０） ４０
摘要 简述 了氧离曲线的特征及其影响 因素的作用， 分析 了氧离曲线‘ ” ｉ 形特征的 ｓ 形成原因及氧离曲线影响 因素的作用机制。 关键词 氧离曲线 形成原因 作用机制
１ ０ ０
１ 氧离曲线特征及其形成原因
２０ 年第 ３ 卷第 １ 期 ００ ５ ２
生 物
氨基之间、， ａ 精氨酸一４ 的肌基和 ａ 天冬氨酸一２各 一 １１ ２ 一 １６ 梭基之间以及 ａ 精氨酸一４ 的肌基和 ａ 天冬氨酸－ ２ 一 １１ ， 一 １６一 梭基之间； 链和 ｐ ２俘 ａ 一 一 链之间各有 １ 个盐键相联， 即 在组氨酸一４（， － １６（ 的ａ梭基和赖氨酸一００） 。 ３ ） ４（２的 一 氨基 之间以及组氨酸一４甲 ） － １６ ２的ａ梭基和赖氨酸－０ 的 ４（， ａ） 。 一 氨基之间； 另外在 Ｒ 一 链内部即在 Ｒ 链或 队链内组氨 ， 一 酸一４ 的咪哇基和天冬氨酸一４ ６ １ ９ 的件 梭基之间也有盐
影响Ｈ 对０ 亲和力经常起作用的因素， ｂ ： 它能与脱氧
Ｈ 结合， ｂ 释放 Ｏ 并妨碍 ０ 的结合。 Ｐ ： ２ Ｄ Ｇ使曲线右移 的原因是 ： Ｈ 在 ｂ的 ２ 汗 个 亚基之间有一空隙， 正好容 ２０ 年第 ３ 卷第 １ 期 ００ ５ ２ 学 通 报
医院外突发急症现场自救互救知识讲座（ 四）
－ １ ２一 － 生 物
图６ Ｐ Ｄ Ｇ对 Ｈ 氧离曲线的影响 ｂ 注： ①②③④分别是： ｍｏＬ ０５ ｍ ｌ ； ｍ ｌ ； Ｏ ｌ ； ｏ Ｌ ５ ｏ Ｌ ７ － ｍ ／ ． ／ ４ ｍ ／ ｍ ｍ ．
ｍｌ ， ｏ／ 横坐标每单位值为 １３ｋ ａ Ｌ ． Ｐ ３
（次 ）侧 显
‘
１ １ ： １
〉侧
八
早 理 耳
０
‘ 、
子 ｒ
、
卜
４匕 ０
从 延
ｙ
／
６！ ０－
件 卫 。
豫
理 耳
‘ 二 」 ．
１０ ｏ
０ ０ ｝ Ｏ Ｕ 月 任 ９ 〕 Ｏ Ｃ ｎ
１ 曰厂 又 ２尹￣
一
Ｌ心 件
０ ２
４ ６ １ ２ ４ ６ １ ８ ０ ８ ０
曲线上段 是 比较平坦 的 ， ０ 在 ９ ３ ｋ ａ 即Ｐ ２ ． Ｐ １ １．３Ｐ （ ７ ０ ３３ｋａ即 ＾１ 个单位） 之间； 中段是陡峭的斜坡， 即 Ｐ ： １３ｋ ａ ｋ ａ 即 １ 个单位） Ｏ 在 ．３Ｐ 一７９ Ｐ （ －６ ．８ 之间；
下段是较缓的斜坡 ， Ｐ ： １３Ｋ ａ以下。总的看 即 Ｏ 在 ． Ｐ ３ 来氧离曲线呈“ ” ｓ 形特征。
血红蛋白（ ｂ 在 Ｏ 高时 ， Ｏ 化学结合形成 Ｈ ） Ｐ ： 与 ： 氧合血红蛋白（ ｂ ２而运输氧； Ｐ ： Ｈ０） 在 Ｏ 降低时， ｂ ２ Ｈ０ 又氧解离形成脱氧血红蛋白（ ｂ 并释放氧， Ｈ） 这对机体
）侧 足 理 璐 （次
（匕 ０ 丹ｂ 八
曰
月 广． 任
、
Ｏ 的运输具有重要的意义。Ｈ 分子由珠蛋白和血红 ： ｂ
，ｉ ｏ ｒ
０ ２ ４ ６ ８ １ ０
Ｐ２ ０
图 ２ ｂ Ｈ 的氧离曲线
注： 横坐标每单位值为 １３ｋａ ． ３Ｐ
氧离曲线为什么呈“ ” Ｓ 形呢？正常人绝大部分 Ｈ ｂ 的珠蛋白的 ４ 个多肤链亚基可分为 ２ １ 对， 对为 １１ ４个 氨基酸残基组成的 （链， Ｘ 另一对是 由 １６ － ４ 个氨基酸残 基组成的 Ｒ 这 ４ － 链， 个亚基卷曲成四聚体构型。 在脱氧 血红蛋白分子中， 各亚基之间有盐桥 （ 盐键） 相联， 如图
— 心脏骤停的概念和判断
冯 庚 此京 急 中 急 科北 ０３ 市 救 心 救 京１０） ０１
正确帮助， 承担非凡这个使命者被称为“ 最初 目击者” （ｉｔ ｐｎｅ）确切地讲， Ｆｒ Ｒ ｓｏｄｒ， ｓ ｅ 最初目击者就是对心脏 骤停患者首先作出反应的人。由于可见， 患者的生命掌 握在最初 目击者的手中。在发病现场， 目击者要进 最初 行的救助行动有：） １迅速作出判断；） ２呼唤他人协助（ 拨 打 １０ ２ 急救电话）３实施 Ａ Ｃ心肺复苏术。 ；） Ｂ ２ 心脏骤停的现场判断 ２ １ 心脏骤停的先兆表现 心脏骤停多发生于平时 ． “ 健康” 或貌似健康的人， 除了触电、 溺水、 窒息及严重外 伤等意外情况外， 部分心脏骤停患者可有先兆表现， 也 就是说， 有些平时“ 健康” 的患者在发生心脏骤停的前几 分钟 ， 前几小时， 甚至前一两天出现一些不正常的感觉， 此时， 应提高警惕， 及早采取措施， 预防心脏骤停发生。 下述情况出现时要引起重视 ：） １突然发生的剧烈胸闷，
０ ２ ４ ６ １ ８ ０
Ｐ２ ０
ｐ Ｈ值的变化也有同样的效应，Ｈ值降低即血液「 ＋ ｐ Ｈｌ 升高时， 曲线右移；Ｈ值升高即血液［ ＋ 减小时， ｐ Ｈｌ 曲 线左移。ｐ Ｈ和Ｃ ： Ｏ 对氧离曲线的影响作用称波耳效 应。Ｈ之所以能影响氧离曲线， ｐ 是因为Ｈ 各亚基之间 ｂ 有６ 处盐键， 这些盐键是在带负电荷的梭基与带正 电
电荷的末端氨基之间的斥力减小 ， 增加了构型的稳定 性， 降低了Ｈ 对 Ｏ 的亲和力 。 ｂ ： 这可能是波尔效应的原 因。这个效应有利于组织从血液获得更多的 Ｏ ， Ｚ也有 利于肺泡毛细血管血液中 Ｈ ｂ与 Ｏ 的结合。 ： ２温度 从图 ５ ） 可见， 温度升高 （ 如在运动的肌 肉） 可使曲线右移， 时， 可解离更多的 Ｏ 供组织利用。 ： 温度降低时使曲线左移。温度对氧离曲线的影响可能 与 Ｈ 的活度有关 ， ＋ 即温度升高时， 十 Ｈ 活度增高 ， 提高 了Ｈ 构型的稳定性 ， ｂ 降低了它对 Ｏ 的亲和力 ， ： 使曲线
Ｉ） Ｘ ｚ
图４ Ｏ 和ｐ ｂ Ｃ ： Ｈ对Ｈ 氛离曲线的影响 注释： ①②③④⑤⑥⑦分别是： ４Ｐ； ｋａ ０Ｐ； ． ０ ｋａ ０Ｐ ； ｋａ ． ２６ ． ５２ ． １ ０
４ｋ ａｐ ７６７４７２ ０Ｐ ；Ｈ ． ． ． ； ； 横坐标每单位值为 １３ｋ ａ ． Ｐ ３
亲和力 。
荷的氨基、 肌基和咪哇基之间形成的， ＋ Ｈ 有利于这些 盐键的形成。所以， Ｈ ］ 当〔 ＋ 升高时， 提高 Ｈ 构型的稳 ｂ 定性， 降低了它对Ｏ 的亲和力， ： 使曲线右移。 Ｃ ： ＰＯ 升
高使曲线右移， 一方面是由于ｃ ， ， ｏ 和ＨＯ生成ＨＣ ， ，Ｏ
之后解离提高了〔 ＋ 浓度； Ｈ〕 另一方面是因为ｃ ｔ ｏ 还与 Ｒ － 亚基的末端氨基作用生成了氨基 甲酸， 使原来带正
为 １３ｋ ａ ． Ｐ ３
１ｐ Ｏ 由图４ ）Ｈ和Ｃ ： 可见，Ｃ ２ Ｐ Ｏ 升高时， 曲线右
移， Ｈ 即 ｂ对 Ｏ 的亲和力降低；Ｃ Ｚ ： Ｐ Ｏ 降低时， 曲线左 移， Ｈ 对 Ｏ 的亲和力增大。 即 ｂ ：
１０ 一 ９ 二
！
八次
从
ｒ． ． 、
、
３２３二磷酸甘油酸（ Ｐ ） 从图 ６ ）， 一 ＤＧ 可以看出有 Ｄ Ｇ时， Ｐ 曲线右移， Ｐ 当Ｄ Ｇ浓度增高时， 曲线进一步右 移， 可释放更多的 Ｏ ， Ｚ故是对缺氧的一种适应性反应。 Ｄ Ｇ在红细胞无氧酵解时产生， Ｐ 是红细胞内合成的主 要有机磷酸盐， Ｈ 的一个变构效应物， 它是 ｂ 是
平坦 。
（次 ）侧
（ｂ
Ｒ
ｎ 介 Ｏ
是 居 耳
ｇ 口
０
月 Ｑ
划
ｎ
０ ２ ４ ６ １ ８ ０
Ｐ２ ０
２ 氧离曲线影响因素的作用及其机制 氧离曲线影响因素很多， 主要有 ：
图５ 温度对Ｈ 氧离曲线的影响 ｂ 注： ①②③④分别是：０ ２ Ｃ；７ ４ Ｃ， １ Ｃ；０ ３ Ｃ；３ 横坐标每单位值
素组成 ， 珠蛋白由 ４ 个多肤链亚基构成 ， 每个亚基结合 １ 个血红素。 每个血红素含 １ Ｆ ＂， 个 ｅ ｎ琳环的 Ｆ ＇配 卜 ｅ ＋ 位数是 ６４ ， 个与平面叶琳分子的 Ｎ结合， 另外 ２ 个与 叶琳平面垂直， 其中一个（ ５ 第 个配位键） 与组氨酸残 基咪哇基 Ｎ 亚基 ８ 位或 件 （ ａ 一 ７ 亚基 ９ 位） ２ 结合； 另一个 （ ６ 第 个配位键） 处于“ 开放” 状态， 用于与 ０ 可逆结 。 合， １ 如图 所示。 ｂ Ｏ 结合后的 Ｆｅ仍为二价， Ｈ 与 Ｚ ｅ ＋ 故 Ｈ 与 ０ 的结合称为氧合而不是氧化。 ｂ分子中的 １ ｂ ： Ｈ 个 Ｆ ２可结合 １ ｅ ＋ 分子 ０ ， 个 Ｈ ２１ ｂ分子中含 ４ Ｆ ２， 个 ｅ ＋ 因此可同 ４ Ｏ 分子可逆结合。 ｌ ｏ 的 Ｈ 在氧饱 个 Ｚ 故 ｍｌ ｂ
右移 。
１ ０ ０
当Ｈ ： ｂ与Ｏ 结合时， 其四聚体将发生剧烈的变化。 当 １ ａ亚基的 Ｆ ｚ与 Ｏ 结合后 ，ｅ 的直径发生了 个 一 ｅ ＋ ｚ Ｆｚ ＋ 变化， 改变了它与叶琳环的相对位置关系， 并进而引起 整个亚基三级结构的变构 ， 结果使 ２ ａ亚基之间的 ２ 个 一 个盐键断裂。若 ２ ａ亚基与 Ｏ 结合， 个 一 ： 则会使 ａ亚基 一 之间的 ４ 个盐键全部断裂， 并进而使 ａ 一 亚基与 ｐ 一 亚基 之间的盐键断裂，Ｐ Ｄ Ｇ放出。这些盐键断裂使各亚基 所受的约束减弱， Ｏ 的亲和力增大。所以一个或几 对 ： 个亚基与 Ｏ 结合后 ， ： 不仅引起本身构型的变化， 还会 引起其他构型变化， 增强对 Ｏ 的亲和力。 ｂ ： Ｈ 分子中若 有 ３ Ｆ２与 Ｏ 结合， ４ Ｆ ２对 Ｏ 的亲和力就 个 ｅ ： ＋ 第 个 ｅ ： ＋ 增大了 １５ ２ 倍。因此 ， Ｐ ： 当 Ｏ 很低时， 脱氧血红蛋白对 Ｏ 的亲和力也低 ， ： 是氧离曲线下段坡度较缓的原因。 随Ｐ ： Ｏ 的升高， 一部分亚基与 Ｏ 结合， ： 由于变构效应 提高了其他亚基对 Ｏ 的亲和力， ： 所以氧离曲线的坡度 变陡。Ｐ ： Ｏ 继续升高时， 则大部分 Ｈ ｂ都 已经与 Ｏ 结 ： 合， 可以结合 Ｏ 的Ｈ 不多了， ： ｂ 所以曲线上段变得较为
３０
和时可结合４ 的０ ｏ 的分子量 为６ ０ ０ － ｍ ｌ ２ ｏ Ｈ ｂ ４０＾ ６ ００则 １Ｈ 可结合 １３＾１３ｍ ０ ． ７ ， ｇ ｂ ０ ． －． １ 若某健康人 ４ ６ ２
血液含 Ｈ １ｇ 则在氧完全饱和时， １０ １ ｂ ， ５ 每 ０ｍ 血液的 Ｈ 化学结合的 Ｏ 量约为 ２ｍ ， ｂ ： ０ １称此人 Ｈ ｂ的氧容量， 它是一定量 Ｈ ｂ所能结合 Ｏ 的最大量。Ｈ 在一定条 ： ｂ 件下实际结合的 Ｏ 量称 Ｈ ： ｂ的氧含量， 它所占 Ｈ ｂ的 氧容量的百分数叫 Ｈ ｂ的氧饱和度， 用百分数来表示。
图 ３ ｂ Ｈ 不同亚基间的盐键（ 盐桥）
组氨酸侧链 图 １ 血红紊与珠蛋白和氧的结合
表达血液 ｂ氧饱和度和 Ｐ ２ Ｈ Ｏ 之间关系的曲线称 氧离曲线或氧解离曲线， 见图 ２ 。从图 ２ 可以看出氧离
两条 一 ａ链由 ４ 个盐键相联， 即在 ａ 链 Ｎ 末端撷氨酸的 ２ 一 一 ａ氨基和 ａ 链的 Ｃ 末端的精氨酸的 ａ梭基之间、， － ， 一 一 － ａ链 一 Ｃ 末端精氨酸的 ａ梭基和 ａ 链的 Ｎ 末端颗氨酸的 ａ 一 － ； 一 一 －
学 通 报 一 １ １一
键。 由于这些盐键的作用， 使脱氧血红蛋白分子的构象 受到很大的束缚， 致使它对Ｏ 的亲和力降低。 ２ 月 ： 在 条 亚基之间， 夹着 １ 分子 ２３二磷酸甘油酸（Ｐ ， ，一 Ｄ Ｇ） 分 １ 子 Ｄ Ｇ能和 Ｈ ｐ链中的阳离子基因形成 ４ Ｐ ｂ一 个盐键， 使 Ｒ 一 链彼此更加接近。在正常成人脱氧血红蛋白中， 分 １ 子 Ｄ Ｇ与 １ Ｐ 分子 Ｈ 结合。由于 Ｄ Ｇ的插入， Ｈ ｂ Ｐ 使 ｂ 分子的四级结构更加稳定， 因而进一步降低 ３ Ｏ 的 对 ：
Ｎ１ １＋ ３
ｃ 〕 ｎ 一
一 对
．ｌ ＼ ｄ ｔ ， ＼ ＼丈一－ － ｄ １ ９ Ｒ ＼＿ ｏ － － －
Ｈ．
１ Ａ ２ ｓ ６ ｐ
１ ４ ６
Ａｇ ｒ
１ ４１
＼＾ Ｎ Ｎ
Ｃ Ｈ２
方Ｊ
晓
一（ ｒ Ｘ
ห้องสมุดไป่ตู้＋Ｒ １
、一 口