氧气一旦进入血液,就会被输送到身体的各个组织。本文将讨论血液中氧气的运输,影响其运输的因素,并结合其临床相关性进行总结。
运输氧气
氧气通过两种方式在血液中运输:
- 溶解血液中(1.5%)。
- 绑定到血红蛋白(98.5%)。
绑定到血红蛋白
一旦氧气从。进入血液肺,它被血红蛋白吸收(血红蛋白)在红细胞中。
血红蛋白是一种在红细胞中发现的蛋白质,由四个亚单位组成:两个亚单位和两个亚单位。每个亚基的中心都有一个含铁的血红素,并结合一个氧分子。这意味着每个血红蛋白分子可以结合四个氧分子,形成氧合血红蛋白。血红蛋白分子与更多的氧分子结合是更亮的红色,因此,为什么含氧动脉血是更亮的红色,而无氧静脉血是深红色。
氧与血红蛋白结合
血红蛋白的形状取决于与它结合的氧分子的数量。形状的改变也会引起对氧的亲和力的改变。随着与血红蛋白结合的氧分子数量的增加,血红蛋白对氧的亲和力也增加。这被称为协同性.
当没有氧气被束缚时,血红蛋白被称为处于紧张状态(扭亏),对氧的亲和力低。在氧第一次结合时,血红蛋白改变其形状,进入松弛状态(R-state)它对氧有较高的亲和力。我们可以把这个变化画在氧饱和度除以氧分压的图表上。
组织的氧气输送
如上图所示,与血红蛋白结合的氧的百分比与氧的分压(pO)有关2.)。当oxyhaemoglobin到达具有低pO的组织2.(如骨骼肌),它会分解成氧气和血红蛋白,导致局部pO增加2.. 相反,当它到达具有高pO的组织时2.(例如在肺循环中),血红蛋白将继续吸收更多的氧气,导致pO降低2.
影响氧亲和力的因素
各种因素可影响血红蛋白对氧的亲和力:
- pH / pCO2.——当H+/ pCO2.增加,pH降低,Hb进入T态,对氧的亲和力降低。这被称为玻尔效应.相反,当H+/ pCO2.随着pH值的降低和增加,血红蛋白对氧的亲和力增加。
- 2, 3-diphosphoglycerate (2, 3-DPG)- 2,3- dpg,有时也称为2,3- bpg,是一种通过葡萄糖代谢途径在红细胞中发现的化学物质。2,3- dpg结合到血红蛋白的-链上,因此增加的2,3- dpg水平导致它结合到血红蛋白,降低血红蛋白对氧气的亲和力。相反,当2,3- dpg水平降低时,例如当组织代谢降低时,与血红蛋白结合的2,3- dpg分子减少,因此血红蛋白与氧气的亲和力更高,因为有更多的机会与氧气结合。
- 温度-在升高的温度下,例如在活跃的肌肉中,热量的产生会增加,从而降低血红蛋白对氧气的亲和力。例如,当温度降低时,组织代谢降低,热产生减少,血红蛋白对氧的亲和力增加。
血红蛋白对氧的亲和性也导致在氧合血红蛋白解离曲线.一个增加在氧亲和力的结果曲线移动到左边,而减少在氧亲和力的结果曲线移动到正当.
临床相关性-一氧化碳中毒
一氧化碳(CO)是一种无色无味的气体,可以从有缺陷的锅炉或内燃机中释放出来。一氧化碳中毒发生时,一氧化碳与血红蛋白在氧结合的位置。血红蛋白对CO的亲和力比对氧的亲和力大210倍。这意味着一旦一氧化碳与血红蛋白结合,它就是不可逆转的。
一氧化碳中毒的症状是头痛、恶心和疲劳,但有趣的是,由于溶解在血液中的氧分压维持在正常水平,呼吸频率通常不会改变。与一氧化碳结合的血红蛋白呈樱桃红色,这可能在一氧化碳中毒患者的指甲床和粘膜中可见。治疗采用100%氧气和转诊治疗高压氧治疗当70-80%的血红蛋白与一氧化碳结合时,一氧化碳中毒是致命的。