气体在血液中的运输培训课件
气体在血液中的运输
第三节气体在血液中的运输经肺换气摄取的02通过血液循环被运输到机体各器官组织供细胞利用；由细胞代谢产生的C02经组织换气进入血液后，也经血液循环被运输到肺部排出体外。
因此，02和C02的运输是以血液为媒介的。
，02和C02都是以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中。
根据Henry定律，气体在溶液中溶解的量与分压和溶解度成正比，与温度成反比。
温度为380C时，1个大气压下，02和C02在100ml 血液中溶解的量分别为2.36ml和48ml。
按此计算，动脉血P02为100mmHg，每100ml血液含溶解的02 0.31ml；静脉血P C02为46mmHg，每100ml血液含溶解的C02 2.9ml。
安静状态下，正常成年人心输出量约5L/min，因此，物理溶解于动脉血液中的02流量仅约15ml/min，物理溶解于静脉血液中的C02流量约为145 ml/min。
然而，安静时机体耗氧量约250ml/min，C02生成量约200ml/min。
显然，单靠物理溶解形式来运输02和C02是不能适应机体代谢需要的。
实际上，机体在进化过程中形成了非常有效的02和C02的化学结合运输形式。
如表5-4所示，血液中的02和C02，主要以化学结合的形式存在，而物理溶解的02和C02所占比例极小；化学结合可使血液对02的运输量增加约65至140倍，对C02的运输量增加近20倍。
虽然血液中以物理溶解形式存在的02和C02很少，但很重要，因为必须先有溶解才能发生化学结合。
在肺换气或组织换气时，进入血液的02和C02都是先溶解在血浆中，提高各自的分压，再出现化学结合；02和C02。
从血液释放时，也是溶解的先逸出，使各自的分压下降，然后化学结合的02和C02，再分离出来，溶解到血浆中。
物理溶解和化学结合两者之间处于动态平衡。
下面主要讨论02和C02的化学结合形式的运输。
一、氧的运输血液中以物理溶解形式存在的02量仅占血液总02含量的1.5%左右，化学结合的约占98.5%。
生理学第三节 气体在血液中的运输
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。
生理作业气体在血液中的运输ppt课件
（2）病理性增多：由于促红细胞生成素代偿性增多所致，见于严重的先天性及后天性
心肺疾病和血管畸形，如法洛四联症、紫绀型先天性心脏病、阻塞性肺气肿、肺源性心脏病、
肺动-静脉瘘以及携氧能力低的异常血红蛋白病等。
在另一些情况下，病人并无组织缺氧，促红细胞生成素的增多并非机体需要，红细胞和
血红蛋白增多亦无代偿意义，见于某些肿瘤或肾脏疾病，如肾癌、肝细胞癌、肾胚胎瘤以及
不足，红细胞和血红蛋白可较正常人低10%～20%。妊娠中、后期由于
孕妇血容量增加使血液稀释，老年人由于骨髓造血功能逐渐减低，均可
导致红细胞和血红蛋白含量减少。
2．病理性减少：
（1）红细胞生成减少所致的贫血：
1）骨髓造血功能衰竭：再生障碍性贫血、骨髓纤维化等伴发的贫血。
2）因造血物质缺乏或利用障碍引起的贫血：如缺铁性贫血、铁粒幼
可见O2的运输和CO2的运输不是孤立进行的，而是相 互影响的。CO2通过Bohr 效应影响O2的结合和释放， O2又通过Haldane 效应影响CO2的结合和释放。两个 效应都是与Hb的理化特性有关
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课外连接
红细胞和血红蛋白增多
1．相对性增多：
由于某些原因使血浆中水分丢失，血液浓缩，使红细胞和血红蛋白含量相对增多。如连
2
第三节 气体在血液中的运输
3
二、氧的运输
O2的结合形式是氧合血红蛋白（HbO2） 血液中以物理溶解形式存在的O2量，约占
血液总O2含量的1.5%，化学结合是O2的主 要的运输形式，绝大部分（98.5%）O2进入 红细胞，通过与血红蛋白结合，以氧合血 红蛋白的形式运输。
4
氧与血红蛋白的结合
低，P50增大，曲线右移；pH升高或PCO2 降低，Hb对O2的亲和力增加，P50减小， 曲线左移。酸度对Hb氧亲和力的这种影响 称为波尔效应。
三节气体在血液中运输
第三节 气体在血液中的运输
一、氧和二氧化碳在血液中存在的形式
物理溶解 化学结合
二、氧的运输
（一）Hb分子结构简介
（三）氧解离曲线
表示Po2与Hb氧结合量或Hb氧饱和度关系 的曲线
氧解离曲线的上段 PO27.98-13.3kPa ，是 Hb与O2结合的部分 氧解离曲线的中段 PO25.32-7.98kPa ，是 HbO2释放的部分 氧解离曲线的下段 PO22-5.32kPa，也是 HbO2与O2解离的部分，代表O2的储备
（四）影响氧解离曲线的因素
P50
是Hb氧饱和度达50%时的PO2， P50增大，表 明Hb对O2的亲和力降低； P50降低，表明Hb对O2 的亲和力增加
影响因素
pH和PCO2的影响
波尔效应 酸度对Hb氧亲和力的影响
温度的影响 2，3-二磷酸甘油酸 其他因素 Fe2+、 CO
三、二氧化碳的运输
（一）CO2的运输形式
1.碳酸氢盐
碳酸酐酶
CO2+ H2O
H2CO3
HCO3-+H+
2.氨基甲酸血红蛋白
HbNH2O2+H++CO2
ห้องสมุดไป่ตู้
在组织 在肺
HHbNHCOOH+O2
（二）CO2解离曲线
表示血液中CO2含量与PCO2关系的曲线
（三）对CO2运输的影响
何尔登效应 O2与Hb的结合可促使CO2的释放
第三节 气体在血液中的运输
第三节气体在血液中的运输要求：氧和二氧化碳在血液中存在的形式和运输，氧解离曲线及其影响因素。
从肺泡扩散入血液的O2必须通过血液循环运送到各组织，从组织散入血液的CO2的也必须由血液循环运送到肺泡。
下述O2和CO2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O2和CO2的都以两种形式存在于血液：物理溶解的和化学结合的。
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。
温度38℃时，1个大气压（760MMHg,101.08kPa）的 O2和 CO2和在100ml血液中溶解的量分别是2.36ml和48ml。
按此计算，静脉血PCO2为6.12kPa(46mmHg)，则每100ml血液含溶解的CO2为（48×6.12）/101.08=2.9ml；动脉血PO2为13.3kPa(100mmHg),每100ml血液含溶解的O2为（2.36×13.3）/101.08=0.31ml。
可是，血液中实际的O2和O2为CO2含量比这数字大得多（表5-4），以溶解形式存在的O2、CO2比例极少，显然单靠溶解形式来运输O2、CO2不能适应机体代谢的需要。
例如，安静状态下人体耗O2量约为250ml/min，如只靠物理溶解的O2来提供，则需大大提高心输出量或提高肺泡内的PO2，这对机体极其不利，所幸在进化过程中形成了O2、CO2为极为有效地化学结合的运输形式，大大减轻了对心脏和呼吸器官的苛求。
表5-4血液O2和CO2的含量（ml/100ml 血液）换时，进入血液的O2、CO2都是先溶解，提高分压，再出现化学结合；O2、CO2从血液释放时，也是溶解的先逸出，分压下降，结合的再分离出现补充所失去的溶解的气体。
溶解的和化学结合的两者之间处于动态平衡。
二、氧的运输血液中的O2以溶解的和结合的两种形式存在。
溶解的量极少，仅占血液总O2含量的约1.5%，结合的占 98.5%左右。
O2的结合形式是氧合血红蛋白（HbO2）。
气体在血液中的运输
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继续保持安静
CO2的运输
CO2的运输
物理溶解 （5％）
化合结合 （95％）
碳酸氢盐形式 （88％） 氨基甲酸血红蛋白
（7％ ）
总结
结合成碳酸氢盐进行运输（约占88％）
当血液流经组织时反应正方向进行， 在肺部，反方向进行。
（了解）在此反应过程中红细胞内 碳酸氢根浓度不断增加，碳酸氢根 便顺浓度梯度红细胞膜扩散进入血 浆。红细胞负离子的减少应伴有同 等数量的正离子的向外扩散，才能 维持电平衡。可是红细胞膜不允许 正离子自由通过，小的负离子可以 通过，于是，氯离子便由血浆扩散 进入红细胞，这一现象称为氯离子 转移。在红细胞膜上有特异的 HCO3—CI-载体，运载这两类离子跨 膜交换。这样，碳酸氢根便不会在 红细胞内堆积，有利于反应向右进 行和CO2的运输。
总结
• 1，哪两种运输形式，主要的运输形式是什么？ • 2，氧气运输的特点，血红蛋白与氧结合的特点 • 3，二氧化碳结合成碳酸氢盐进行运输的过程及反应式
• P62页重点
习题
• 1，下列部位中，O2分压最高的部位是（ ）
• A、动脉血 B、静脉血 C、组织细胞
• D、毛细血管 E、肺泡气
• 2，在血液中CO2运输的主要形式是 （ ）
动态平衡
物理溶解
化学结合
O2的运输
• 物理溶解形式运输O2量约为1.5％，98.5％的O2与 Hb（血红蛋白）化学结合形成氧合血红蛋白（HbO2） 运输。
• Hb与O2结合的特征 • 衡量血红蛋白结合氧的能力指标
Hb与O2结合的特征
• 反应迅速，可逆，不需要酶参与
• 该反应是氧合而不是氧化：因为Hb中的亚铁离子与氧气结 合后仍是亚铁离子（FHb + O2
气体在血液中的运输 ppt课件
气体在血液中的运输
Hb与O2结合的特征
• 反应迅速，可逆，不需要酶参与
• 该反应是氧合而不是氧化：因为Hb中的亚铁离子与氧气结 合后仍是亚铁离子（Fe2+化合价未变）
PO2高
• Hb + O2
HbO2(鲜红色)
PO2低
气体在血液中的运输
衡量血红蛋白结合氧的能力指标
CO2的运输
CO2的运输
物理溶解 （5％）
化合结合 （95％）
碳酸氢盐形式 （88％） 氨基甲酸血红蛋白
（7％ ）
总结
气体在血液中的运输
结合成碳酸氢盐进行运输（约占88％）
当血液流经组织时反应正方向进行， 在肺部，反方向进行。
（了解）在此反应过程中红细胞内 碳酸氢根浓度不断增加，碳酸氢根 便顺浓度梯度红细胞膜扩散进入血 浆。红细胞负离子的减少应伴有同 等数量的正离子的向外扩散，才能 维持电平衡。可是红细胞膜不允许 正离子自由通过，小的负离子可以 通过，于是，氯离子便由血浆扩散 进入红细胞，这一现象称为氯离子 转移。在红细胞膜上有特异的HCO3— CI-载体，运载这两类离子跨膜交换。 这样，碳酸氢根便不会在红细胞内 堆积，有利于反应向右进行和CO2的 运输。
• C，Hb与O2结合反应迅速，可逆，需要酶参与
• D，CO2的主要是以碳酸氢盐形式来运输的
• E,CO2和Hb的结合无气需体在血酶液中的的运输催化
C
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气体在血液中的运输
• 2，在血液中CO2运输的主要形式是 （ ）
• A.物理溶解 B.形成氨基甲酸血红蛋白
第三节气体在血液中的运输
第三节气体在血液中的运输要求：氧和二氧化碳在血液中存在的形式和运输，氧解离曲线及其影响因素。
从肺泡扩散入血液的O2必须通过血液循环运送到各组织，从组织散入血液的CO2的也必须由血液循环运送到肺泡。
下述O2和CO2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O2和CO2的都以两种形式存在于血液：物理溶解的和化学结合的。
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。
温度38℃时，1个大气压（760MMHg,101.08kPa）的 O2和 CO2和在100ml血液中溶解的量分别是2.36ml和48ml。
按此计算，静脉血PCO2为6.12kPa(46mmHg)，则每100ml血液含溶解的CO2为（48×6.12）/101.08=2.9ml；动脉血PO2为13.3kPa(100mmHg),每100ml血液含溶解的O2为（2.36×13.3）/101.08=0.31ml。
可是，血液中实际的O2和O2为CO2含量比这数字大得多（表5-4），以溶解形式存在的O2、CO2比例极少，显然单靠溶解形式来运输O2、CO2不能适应机体代谢的需要。
例如，安静状态下人体耗O2量约为250ml/min，如只靠物理溶解的O2来提供，则需大大提高心输出量或提高肺泡内的PO2，这对机体极其不利，所幸在进化过程中形成了O2、CO2为极为有效地化学结合的运输形式，大大减轻了对心脏和呼吸器官的苛求。
表5-4血液O2和CO2的含量（ml/100ml 血液）换时，进入血液的O2、CO2都是先溶解，提高分压，再出现化学结合；O2、CO2从血液释放时，也是溶解的先逸出，分压下降，结合的再分离出现补充所失去的溶解的气体。
溶解的和化学结合的两者之间处于动态平衡。
二、氧的运输血液中的O2以溶解的和结合的两种形式存在。
溶解的量极少，仅占血液总O2含量的约1.5%，结合的占 98.5%左右。
O2的结合形式是氧合血红蛋白（HbO2）。
气体在血液中的运输
.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。
呼吸3 气体在血液中的运输 山西医科大学生理学课件
按血液中Hb浓度15g/100ml 计算，氧饱和的情况 下，Hb所能结合的氧量是20.1mL。
Hb氧容量：100ml血液HB能结合的氧的最大量 Hb氧含量: 100ml血液HB实际结合的氧量 Hb氧饱和度：氧含量占氧容量的百分比
Hb的4个亚单位无论在结合O2或释放O2时，彼此 之间均有协同效应，即1个亚单位与O2结合后，由于 变构效应，其他亚单位更易与O2结合；反之，当 HbO2的1个亚单位释出O2后，其他亚单位更易释放O2。 因此，Hb氧解离曲线非直线而呈S形。
氧合血红蛋白与去氧血红蛋白的颜色不同
HbO2呈鲜红色，Hb呈紫蓝色。当血液中Hb含 量达5g/100ml（血液）以上时，皮肤、黏膜呈暗 紫色，这种现象称为紫绀。
3.4%。
因此，即使在高原、高空或某些呼吸系统疾
病时，吸入气或肺泡气PO2有所下降，但只要不 低于60mmHg，Hb氧饱和度仍能维持在90%以
上，血液仍可携带足够量的O2， 不致引起明显的低氧血症。保证
肺部有足够强的结合氧的能力。
上段 中段
下段
2、氧解离曲线的中段 氧解离曲线的中段较陡，
相当于PO2在40~60mmHg之间的Hb氧饱和度， 是反映在组织HbO2释放O2的部分。
PO2为40mmHg，相当于混合静脉血的PO2， Hb氧饱和度约75%，血氧含量约14.4ml/100ml
，即每100ml血液流经组织时释放5mlO2。血液 流经组织时释放出的O2容积占动脉血氧含量的 百分数称为氧利用系数（25%） 。
安静时，心输出量约5L，计算
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总结
1/25/2021
气体在血液中的运输
6
结合成碳酸氢盐进行运输（约占88％）
1/25/2021
当血液流经组织时反应正方向进行， 在肺部，反方向进行。
（了解）在此反应过程中红细胞内
碳酸氢根浓度不断增加，碳酸氢根
便顺浓度梯度红细胞膜扩散进入血
浆。红细胞负离子的减少应伴有同
等数量的正离子的向外扩散，才能
维持电平衡。可是红细胞膜不允许
正离子自由通过，小的负离子可以
通过，于是，氯离子便由血浆扩散
进入红细胞，这一现象称为氯离子
转移。在红细胞膜上有特异的HCO3— CI-载体，运载这两类离子跨膜交换。
这样，碳酸氢根便不会在红细胞内
堆积，有利于反应向右进行和CO2的 运输。
气体在血液中的运输
7
氨基甲酸血红蛋白的形式运输（7％）
• Hb还可与CO结合，生成一氧化碳血红蛋白（HbCO） ，呈樱桃红色。由于Hb与CO的结合能力是O2的210 倍，故CO中毒时，O2很难与Hb结合，引起机体缺O2 。
1/25/2021
气体在血液中的运输
5
CO2的运输
CO2的运输
物理溶解 （5％）
化合结合 （95％）
碳酸氢盐形式 （88％） 氨基甲酸血红蛋白
• A、动脉血 B、静脉血 C、组织细胞
• D、毛细血管 E、肺泡气
• 2，在血液中CO2运输的主要形式是 （ ）
• A.物理溶解 B.形成氨基甲酸血红蛋白
• C.碳酸氢盐 D.21
气体在血液中的运输
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习题
• 3，关于气体在血液中的运输的叙述，下列哪项 是错误的（ ）
• A，O2和CO2都以物理溶解和化学结合两种形式 存在于血液
• B，O2的结合形式是氧合血红蛋白
• C，Hb与O2结合反应迅速，可逆，需要酶参与
• D，CO2的主要是以碳酸氢盐形式来运输的
•1/2E5/,20C21O2和Hb的结合气无体在需血液中酶的运的输 催化
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气体在血液中的运输
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气体在血液中的运输
O2的运输
ABC
气体在血液中的运输 形式
1/25/2021
气体在血液中的运输
CO2的运输
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运输形式
（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中。
特征:①量小； ②溶解量与分压呈正比：
（二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合。
特征:量大,是主要运输形式。
物理溶解较少，但它是化学结合的前提（进入血液的气体必须先溶解，然后才 能结合；气体释放时也必须从化学结合状态解离成溶解状态，然后才能离开血 液）
动态平衡
1/25/2021 物理溶解
气体在血化液学中结的运合输
2
O2的运输
• 物理溶解形式运输O2量约为1.5％，98.5％的O2与 Hb（血红蛋白）化学结合形成氧合血红蛋白（HbO2 ）运输。
• Hb与O2结合的特征 • 衡量血红蛋白结合氧的能力指标
1/25/2021
气体在血液中的运输
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Hb与O2结合的特征
1/25/2021
气体在血液中的运输
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总结
• 1，哪两种运输形式，主要的运输形式是什么？ • 2，氧气运输的特点，血红蛋白与氧结合的特点 • 3，二氧化碳结合成碳酸氢盐进行运输的过程及反应式
• P62页重点
1/25/2021
气体在血液中的运输
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习题
• 1，下列部位中，O2分压最高的部位是（ ）
HbNH2+CO2
在组织中 HbNHCOOH
肺
HbNHCOO－ ＋H＋
1/25/2021
气体在血液中的运输
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发绀
• 发绀，或称紫绀，是因在接近皮肤表面的血管出现脱氧后的血红蛋白，令皮 肤带青色的征状。发绀可以是在手指，包括指甲，及其他四肢部位（称为“ 末梢性发绀”），或是在嘴唇及面部（称为“中心性发绀”）。
• 反应迅速，可逆，不需要酶参与
• 该反应是氧合而不是氧化：因为Hb中的亚铁离子与氧气结 合后仍是亚铁离子（Fe2+化合价未变）
PO2高
• Hb + O2
HbO2(鲜红色)
PO2低
1/25/2021
气体在血液中的运输
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衡量血红蛋白结合氧的能力指标
• HbO2呈鲜红色，去氧Hb呈紫蓝色
• 当血液中去氧Hb含量超过50g/L时，则皮肤，黏膜 呈青紫色，称为发绀（人体缺氧的标志）