肺换气和血液气体运输

第三节　肺换气和血液气体运输

一、气体交换

气体交换的动力是生物膜两侧气体的压差。气体总是从分压高处向低处扩散。气体交换包括肺换气与组织换气。

（一）肺换气与组织换气的概念

肺泡与肺毛细血管血液间进行气体交换，使静脉血变为动脉血的过程，称为肺换气。组织的细胞与毛细血管血液间进行气体交换，使动脉血变为静脉的过程，称为组织换气。

（二）影响肺换气的因素

肺换气受下列因素影响：

1.气体扩散速度、气体扩散的速率　与气体的分压差和溶解度成正比，与气体分子量的平方根成反比。据此计算，在肺泡气交换中CO₂扩散速率比O₂快2倍，因此肺换气障碍时容易出现缺氧。

2.呼吸膜的厚度和扩散面积　气体扩散速率与呼吸膜厚度成反比，与呼吸膜扩散面积成正比。

3.通气／血流比值　每分肺通气量与每分肺血流量的比值，称为通气／血流比值。正常成人安静时通气／血流比值约为0.84，此值表示通气量与血流量配比适当，肺换气效率最高。无论比值增大或减小，都可使肺换气效率降低。

二、气体在血液中的运输

O₂和CO₂在血液中运输有物理溶解和化学结合两种方式，物理溶解量虽然很少，但气体体扩散及运输过程中的化学结合或解离，必须先通过物理溶解。

（一）氧的运输

物量溶解约占1.5%；化学结合的约占98.5%。O₂与红细胞内血红蛋白（Hb）中的Fe^2＋结合形成氧合血红蛋白（HbO₂）而运输。血红蛋白与O₂的结合和解离是可逆的，它取决于氧分压的高低。

HbO₂呈鲜红色，去氧血红蛋白呈紫蓝色。毛细管血液中去氧血红蛋白超过50g／L时，皮肤黏膜、甲床呈紫蓝色，称为紫绀或发绀。紫绀是缺氧的指征之一。但严重贫血者，去氧血红蛋白不易超过50g／L，虽缺氧而不出现紫绀；反之，红细胞增多者，去氧血红蛋白易超过50g／L而出现紫绀，但不缺氧。

Hb与CO₂结合力比与O₂结合力大210倍，HbCO呈樱桃红色，故煤气中毒缺氧时无紫绀而呈樱桃红色。

（二）二氧化碳的运输

物理溶解占6%；化学结合94%。化学结合有碳酸氢盐（HCO^－3）和氨基甲酸血红蛋白（HbNHCOOH）两种形式，前者占87%，是CO₂运输的主要形式，后者占7%。

（三）氧离曲线

氧离曲线或氧合血红蛋白解离曲线是表示PO₂与Hb氧结合量或Hb氧饱和度关系的曲线。该曲线既表示不同PO₂下，O₂与Hb的分离情况，同样也反映不同PO₂时，O₂与Hb的结合情况。曲线呈S型，是Hb变构效应所致。同时曲线的S形还有重要的生理意义。

1.氧离曲线的上段　即PO₂较高的水平，可以认为是Hb与O₂结合的部分。

2.氧离曲线的中段　该段曲线较陡，是HbO₂释放O₂的部分。

3.氧离曲线的下段　也是HbO₂与O₂解离的部分，是曲线坡度最陡的一段，意即PO₂稍降，HbO₂就可大大下降。

（四）影响氧离曲线的因素

Hb与O₂的结合和解离可受多种因素影响，使氧离曲线的位置偏移，亦即使Hb对O₂亲和力发生变化。

1.pH和PCO₂的影响　pH降低或PCO₂升高，Hb对O₂的亲和力降低，曲线右移；pH升高或PCO₂降低，Hb对O₂的亲和力增加，曲线左移。

2.温度的影响　温度升高，氧离曲线右移，促使O₂释放；温度降低，曲线左移，不利于O₂的释放。临床低温麻醉手术时应考虑到这一点。

3.2，3－二磷酸甘油酸　红细胞中含有很多有机磷化物，特别是2，3－二磷酸甘油酸（2，3－DPG），在调节Hb和O₂的亲和力中起重要作用。2，3－DPG浓度升高，Hb对O₂亲和力降低，氧离曲线右移；2，3－DPG浓度降低，Hb对O₂的亲和力增加，曲线左移。

4.Hb自身性质的影响　Hb与O₂的结合还为其自身性质所影响。Hb的Fe^2＋氧化成Fe^3＋，失去运O₂能力。异常Hb也降低运O₂功能。CO与Hb结合，HbO₂下降。