《氧和二氧化碳在血液中的运输》课件.ppt

1第十六章 氧和二氧化碳在血液中的运输p O2和CO2的运输是以血液为媒介的第一节 氧和二氧化碳在血液中的存在形式一、氧和二氧化碳以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中p 气体在溶液中溶解的量与该气体的分压和溶解度成正比，与温度成反比2p O2和CO2主要以化学结合的形式存在于血液中，物理溶解的量很少34二、血液中物理溶解的气量虽少，但起着重要的桥梁作用p O2、CO2-物理溶解在血液或组织液中-化学结合第二节 氧的运输一、血液中氧的主要运输形式是化学结合p 物理溶解O2，1.5%；化学结合，98.5%p 血红蛋白参与O2、CO2的运输p 血红蛋白（hemoglobin，Hb）+O2=HbO25二、血红蛋白是运输氧的工具p Hb由珠蛋白（globin）和血红素（heme）组成p 珠蛋白含4个多肽链，分别相连1个血红素p 1个多肽链+ 1个血红素=亚单位p 1个血红素由4个吡咯基组成1个环，中心为Fe+，O2的结合部位p 成人Hb由2条链和2条链组成， 即2 2678三、氧与血红蛋白的结合是血液运输氧的基础（一）氧与血红蛋白的结合是可逆的p O2与Hb结合是可逆的，结合迅速、无需酶的催化，完全取决于PO2的高低。

Hb+O2 HbO29（二）氧与血红蛋白结合的过程是氧合p Fe+O2结合后仍是二价p O2+Hb-氧合血红蛋白（oxyhemoglobin，HbO2）p O2+Hb-O2+去氧血红蛋白（deoxyhemoglobin）10（三）1分子血红蛋白可结合4分子氧p 1分子Hb含4个血红素，1个血红素含1个与O2结合的Fe+p 氧容量（oxygen capacity）：100 ml血液中，Hb所能结合的最大O2量p 氧含量（oxygen content）：Hb实际结合的O2量p 氧饱和度（oxygen saturation）：Hb氧含量占氧容量的百分比11（四）氧与血红蛋白的结合或解离可影响血红蛋白对氧的亲和力p Hb的两种构型：去氧Hb为紧密型（tense form，T型）；氧合Hb为疏松型（relaxed form，R型） R型对O2的亲和力高，约为T型的500倍 O2+Hb-T型逐渐转为R型-Hb对O2的亲和力渐增 HbO2-Hb+O2-R型逐渐转为T型-Hb对O2的亲和力减小 Hb的4个亚单位结合O2或释放O2时，彼此有协同效应12（五）氧合血红蛋白与去氧血红蛋白的颜色不同p 动脉血-HbO2多-红色p 静脉血-去氧Hb多-紫色p 去氧Hb含量达5 g/100 ml以上时，皮肤、黏膜呈紫色，发绀，表示机体缺氧。

p CO中毒，CO与Hb结合形成一氧化碳Hb，血液呈樱桃色13四、氧解离曲线反映血红蛋白与氧的亲和力（一）氧解离曲线反映血红蛋白与氧的解离或结合关系14（二）氧离曲线可依其特点和意义划分为三段1、氧离曲线上段p 血液PO2在60-100 mmHg之间的Hb氧饱和度或血氧含量p 上段比较平坦，表明PO2在这一范围内变化对Hb氧饱和度或血氧含量影响不大，反映Hb与O2的结合部分15 PO2=100 mmHg，Hb氧饱和度97.4%，血氧含量19.4 ml/100 ml PO2=150 mmHg，Hb氧饱和度100%，血氧含量20 ml/100 ml PO2=60 mmHg，Hb氧饱和度90%，血氧含量18 ml/100 ml16p 在高原、高空、呼吸系统疾病，吸入气或肺泡气PO2不低于60 mmHg，Hb氧饱和度仍能维持在90%，血氧含量18 ml/100 ml，不引起明显的低氧血症p Hb对血氧含量有缓冲作用，有助于稳定组织中的PO2和向组织供O2172、氧离曲线中段p 血液PO2在40-60 mmHg之间的Hb氧饱和度或血氧含量p 特点是较陡18 动脉血PO2=100 mmHg，Hb氧饱和度97.4%，血氧含量19.4 ml/100 ml。

静脉血PO2=40 mmHg，Hb氧饱和度75%，血氧含量14.4 ml/100 ml 100 ml血液流经组织时释放5 ml O2 氧离曲线中段反映安静时血液对组织的供O2情况193、氧离曲线下段p 血液PO2在15-40 mmHg之间的Hb氧饱和度或血氧含量p 特点是陡直，表明PO2较小的变化，导致Hb氧饱和度或血氧含量产生明显改变20p 组织活动增强-组织PO2降至15 mmHg-HbO2进一步解离-释放更多O2-Hb氧饱和度、血氧含量降低p 下段反映Hb对组织PO2的波动有缓冲作用，对组织供O2有很强的储备能力21（三）氧离曲线上的P50可作为反映血红蛋白与氧亲和力的指标p Hb与O2的亲和力受多种因素影响，P50表示Hb对O2的亲和力22P50-Hb氧饱和度为50%时血液的PO2，正常值26.5 mmHgP50增大，氧离曲线右移，Hb与O2的亲和力降低P50减小，氧离曲线左移，Hb与O2的亲和力增高23（四）血红蛋白运输氧的能力受多种因素影响1、血液二氧化碳分压和氢离子浓度的影响p 波尔效应（Bohr effect）：PCO2和H+浓度的改变对氧离曲线的影响24 PCO2、H+升高-Hb与O2的亲和力降低、P50增大、氧离曲线右移 PCO2、H+降低-Hb与O2的亲和力增高、P50减小、氧离曲线左移25p pH改变，Hb构型变化。

酸度增加-H+促进盐键形成-Hb分子向T型转变-降低Hb与O2的亲和力 酸度降低-H+促进盐键断裂、释放出H+-Hb分子向R型转变-增加Hb与O2的亲和力2627 PCO2改变-pH-氧离曲线p 波尔效应的生理意义： 血液流经肺部-PCO2降低、H+降低-Hb与O2的亲和力增加-血氧含量增加 血液流经组织-PCO2升高、H+升高-Hb与O2的亲和力降低-HbO2解离-为组织供氧282、温度p 温度升高-Hb与O2的亲和力降低-P50增大、氧离曲线右移-促使HbO2解离-释放氧p 温度降低-Hb与O2的亲和力升高-P50减小、氧离曲线左移-不利于HbO2解离p 温度升高-H+活动增强- Hb与O2的亲和力降低293、2,3-二磷酸甘油酸的影响p RBC内富含2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）p 2,3-DPG升高-Hb与O2的亲和力降低-P50增大-氧离曲线右移p RBC内2,3-DPG增多-提高细胞内H+浓度-降低Hb与O2的亲和力30p 2,3-DPG是RBC无氧酵解的产物p 贫血、慢性缺氧、高原低氧-糖酵解增加-RBC内2,3-DPG增多-氧离曲线右移-释放氧增多-改善组织缺氧4、一氧化碳p CO与Hb结合，占据了O2的结合位点-Hb氧饱和度、血氧含量降低31p CO与Hb的亲和力是O2的250倍p 极少的CO即可取代O2与Hb的结合p CO与Hb中的一个血红素分子结合-增加其它三个血红素分子对O2的亲和力-氧离曲线左移-妨碍氧的释放p CO中毒-妨碍O2与Hb结合、以及O2的解离，危害极大325、血红蛋白的质和量的影响p Hb中的Fe+-Fe+-高铁Hb-失去携带O2的能力p 胎儿Hb（HbF）与O2的亲和力高-有利于胎儿血液流经胎盘时从母体获得更多的氧33第三节 二氧化碳的运输一、血液中二氧化碳的主要运输形式也是化学结合p 安静状况下，机体产生CO2 200 ml/min。

p 组织、细胞-CO2-扩散-血液，物理溶解和化学结合p 物理溶解，5%；化学结合，95%34二、碳酸氢盐和氨基甲酰血红蛋白是二氧化碳的主要化学结合运输形式（一）在血浆中二氧化碳主要以碳酸氢钠的形式运输p 组织-CO2-溶于血浆p 少部分CO2+H2O-H2CO3-HCO-3+H+p HCO-3+Na+-NaHCO3p H+被血浆缓冲对缓冲p 在肺部反应向相反方向进行p CO2+血浆蛋白-氨基甲酰血浆蛋白，生成量少35（二）在红细胞中二氧化碳主要以碳酸氢钾和氨基甲酰血红蛋白的形式运输p 组织、细胞-CO2-血浆-大部分进入RBC1、碳酸氢钾形式的运输36p HCO-3+K+-KHCO3p H+Hb-缓冲p RBC内有较高浓度的碳酸酐酶（CA），使H2O与CO2结合生成H2CO3的反应速度加快5000倍37p RBC内HCO-3增加，部分进入血浆，RBC内负离子减少p Cl-进入RBC-氯转移（chloride shift）p RBC膜上有HCO-3-Cl-载体38p CO2+H2O-H2CO3，反应是可逆的p CA在CO2运输中起重要作用392、氨基甲酰血红蛋白形式的运输p CO2-RBC-CO2+Hb-氨基甲酰血红蛋白（HHbNHCOOH） 反应迅速、可逆、无需酶催化；反应方向取决于PCO2p 去氧Hb+CO2结合形成HHbNHCOOH的能力比HbO2强p 在组织，HbO2-去氧Hb，释放O2-去氧Hb+CO2-HHbNHCOOHp 去氧Hb易与H+结合p 在肺部，HbO2增多-促使HHbNHCOOH解离，释放CO2和H+。

40三、二氧化碳解离曲线反映二氧化碳含量与血液二氧化碳分压的关系p 血液中CO2含量增加-PCO2升高p 曲线不成S形41A：静脉血PO2 40 mmHg，PCO2 45 mmHg，CO2量52 ml/100 mlB：动脉血PO2 100 mmHg，PCO2 40 mmHg，CO2量48 ml/100 mlp 100 ml血液流经肺部释放4 ml CO242四、氧与血红蛋白的结合通过霍尔登效应影响血红蛋白对二氧化碳的运输p 霍尔登效应（Haldane effect）：O2与Hb结合可促使CO2释放，而去氧Hb则容易与CO2结合p PCO2相同，动脉血携带的CO2少于静脉血43p HbO2酸性强，去氧Hb酸性弱；去氧Hb易于CO2结合生成HHbNHCOOHp 去氧Hb也易于与H+结合，使H2CO3解离生成的H+被中和p 在组织，HbO2-O2+去氧Hb-去氧Hb摄取、结合CO2p 在肺部，Hb+O2-HbO2-促进CO2释放一、气体在血液中的运输：一、气体在血液中的运输：一、气体在血液中的运输：一、气体在血液中的运输： 氧气的运输形式氧气的运输形式氧气的运输形式氧气的运输形式，二氧化碳的运输形式；，二氧化碳的运输形式；，二氧化碳的运输形式；，二氧化碳的运输形式； HbHbHbHb氧含量、氧容量和氧饱和度氧含量、氧容量和氧饱和度氧含量、氧容量和氧饱和度氧含量、氧容量和氧饱和度；二、二、二、二、氧离曲线及其影响因素氧离曲线及其影响因素氧离曲线及其影响因素氧离曲线及其影响因素：第三节 气体在血液中的运输气体在血液中气体在血液中的运输形式的运输形式物理溶解物理溶解化学结合化学结合(量很少，但它是化学结量很少，但它是化学结合或释放的先决条件合或释放的先决条件)第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输一. 氧的运输物理溶解物理溶解物理溶解物理溶解 ：0.3 ml/100ml0.3 ml/100ml血血血血液液液液化学结合化学结合化学结合化学结合 ：20 ml/100ml20 ml/100ml血血血血液液液液OO2 2的的的的 运运运运 输输输输 主主主主 要要要要 靠靠靠靠 化化化化 学学学学 结结结结 合合合合（ 98.5%98.5%） ,O,O2 2和和和和 血血血血 红红红红 蛋蛋蛋蛋 白白白白（hemoglobin, hemoglobin, Hb)Hb)的的的的可可可可逆逆逆逆结结结结合。

合1. Hb1. Hb分子结构分子结构分子结构分子结构1 1个个个个HbHbHbHb分子分子分子分子：1 1个珠蛋白和个珠蛋白和个珠蛋白和个珠蛋白和4 4个血红素个血红素个血红素个血红素1 1个个个个珠蛋白分子珠蛋白分子珠蛋白分子珠蛋白分子：4 4条肽链条肽链条肽链条肽链1 1条肽链条肽链条肽链条肽链+ 1+ 1个血红素个血红素个血红素个血红素1 1 1 1个个个个亚单位亚单位亚单位亚单位2 2 2 2亚单位亚单位亚单位亚单位+2+2+2+2亚单位亚单位亚单位亚单位1 1 1 1个个个个H。