氧气以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中。血液中溶解的O 2 主要是与红细胞内的血红蛋白(Hb)结合成氧合血红蛋白进行运输。
1 血红蛋白的氧合作用的特征
(1)反应快,可逆,不需酶的催化,受P O2 的影响。
(2)Fe 2 + 与O 2 结合后仍是二价铁,所以该反应是氧合,不是氧化。
(3)Hb与O 2 的结合或解离曲线呈“S”形,与Hb的变构效应有关。
(4)1分子Hb可以结合4分子O 2 。
2 氧解离曲线
P O2 与Hb氧饱和度之间的关系曲线称为氧解离曲线。
图5-1 氧离曲线
血液中CO 2 仅有少量溶解于血浆中,占5%~6%,大部分以结合状态存在,占94%~95%。化学结合的CO 2 主要是碳酸氢盐(占87%)和氨基甲酸血红蛋白(占7%)。
1 碳酸氢盐
血液大部分CO 2 溶解于血浆后扩散到红细胞内。在碳酸酐酶作用下,与水反应生成碳酸,又解离成HCO 3 - 和H + 。反应中生成的HCO 3 - 便顺浓度梯度经红细胞膜扩散进入血浆,Cl - 便由血浆扩散进入红细胞,该过程称为氯转移。
2 氨基甲酸血红蛋白
进入红细胞的一部分CO 2 能直接与血红蛋白的氨基结合,形成氨基甲酸血红蛋白。虽然形成的量极少,但是反应无需酶的催化,迅速、可逆,当静脉血流经肺部时,CO 2 从HbCO 2 中释放出来,经肺呼出体外。
3 柯尔登效应
氧气与Hb结合将促使二氧化碳释放,成为柯尔登效应。
图5-2 CO 2 在血液中的运输示意图
4 CO 2 解离曲线
CO 2 解离曲线是表示血液中CO 2 含量与Pco 2 关系的曲线。血液中CO 2 含量随Pco 2 上升而增加,几乎呈线性关系而不是“S”形,而且没有饱和点。
图5-3 CO 2 解离曲线