氧合解离曲线

氧气在血液中的运输主要采取与血红蛋白（Hb）结合的形式。与氧气结合的Hb称为HbO₂，占血液中总Hb的比例即为Hb饱和度，由于物理溶解的血氧含量微乎其微，因此通常将Hb饱和度代表血氧饱和度（SO₂）。SO₂与氧分压PO₂直接相关，即PO₂升高则SO₂升高，PO₂下降则SO₂下降。

但是两者并非线性关系，以氧分压（PO₂）值为横坐标，相应的SO₂为纵坐标作图，可以得到揭示两者关系的曲线，称为氧解离曲线（oxygen dissociation curve），或简称氧离曲线（见图1）。显然这是一条“S”型曲线。深入探讨氧离曲线之前我们先记住几个曲线上重要的点（见表1）。

氧离曲线的特点

氧离曲线大致可以分为平坦段和陡直段。在平坦段（PO₂＞60 mmHg），氧分压大幅度变化所引起的SO₂变化幅度很小。如PO₂=60 mmHg时，SO₂=90%，PO₂增加了40 mmHg到100 mmHg时SO₂只增加了7%；氧分压继续增加50 mmHg，SO₂只增加了3%。

这一特点有利于血液从肺泡摄取氧气。肺泡气SO₂处于平坦段，因此即使吸入气或肺泡气PO₂有所下降，如在高原、高空或某些呼吸系统疾病时，但只要PO₂≥60 mmHg，SO₂仍能保持在90%以上，不致于发生明显的低血氧症。

PO₂＜60 mmHg为陡直段，PO₂小幅度降低即可引起SO₂大幅度下降。如PO₂由40 mmHg（混合静脉血的氧分压）降至27 mmHg时，SO₂降低了约25%。周围组织的氧离曲线处于陡直段，有利于O₂从氧合Hb解离向周围组织供氧。

氧离曲线的影响因素

以上氧离曲线的数据是在pH 7.4、PCO₂ 40 mmHg、37℃时测得的，实际上氧离曲线可以受多种因素影响，产生左移或者右移。右移后在相同的PO₂下SO₂降低，从而有利于血液在组织中释放氧，而不利于在肺部结合氧，左移之后情况则相反。由于这种效应在陡直段表现更突出，因此氧离曲线的左移或右移主要影响氧在周围组织的释放，而对肺组织的氧合作用影响并不大。

常见影响氧离曲线的因素有4个：H⁺、PCO₂、温度、红细胞内2,3-二磷酸甘油醛（2,3-DPG），作用的方向很好记，影响因素升高则曲线右移有利于氧在周围组织的释放，影响因素降低则曲线左移不利于氧在周围组织的释放。

可以这样理解记忆，当我们跑步时身体会产生一系列变化：体温升高、产生更多的CO₂、H⁺浓度升高、红细胞代谢增强，2,3-DPG产生增多，而这时候身体需要更多的氧气，因此是影响因素↑，曲线右移、加强组织氧供。

实战应用

理解了氧离曲线的特点和影响因素，可以加深我们对临床中一些问题的理解，下面才是重点。

实战1为什么纠正酸碱失衡要宁酸勿碱？

前面已经提到H⁺增加即酸性环境氧离曲线右移、氧向周围组织的释放增加。休克、慢性缺氧等疾病状态下出现的酸性环境其实是机体的一种保护性适应，可以增加组织对氧的利用。

而且酸性环境有利于兴奋呼吸中枢、增加肺泡通气量。在酸中毒尤其是慢性呼吸衰竭导致的呼吸性酸中毒时，如果盲目补碱纠酸有可能导致通气量下降、周围组织氧利用障碍，加重病情。因此纠正酸碱失衡时要宁酸勿碱。

实战2为什么大量输血后缺氧反而加重了？

2,3-DPG是红细胞糖酵解的产物，上面提到了，它的增加可以引起曲线右移，减少引起曲线左移。而库存血由于糖酵解的停止，2,3-DPG含量大大减少。

所以如果患者尤其是合并慢性呼吸衰竭的患者输入大量长时间的库存血，会导致氧离曲线左移、减少向周围组织供氧，从而导致患者缺氧加重。当然，如果是输新鲜的红细胞就不存在这个问题了。

实战3当身处高原时呼吸系统是如何代偿的？

随着海拔的增加，大气氧分压会逐渐降低，带来的后果就是PaO₂和SaO₂降低，引起低氧血症甚至高原病。但是我们的身体会通过一定的代偿机制来减弱氧分压降低带来的不利影响。到达高原后机体最早的反应是通过增加呼吸频率和深度来增加分钟通气量，通过吸入更多的氧气来改善低氧血症。但是通气量增加会引起PCO₂下降、pH值升高（也就是呼吸性碱中毒了），我们已经知道，这会导致氧离曲线左移是不利于周围组织供氧的。

所以一方面中枢系统会反馈地抑制通气量的进一步增加。另一方面，肾脏开始发挥调解酸碱平衡的作用，通过从尿液中排出更多的HCO₃，导致pH值下降、曲线右移，从而改善周围组织氧的利用。乙酰唑胺是一种碳酸酐酶抑制剂，经常被用来预防高原反应、治疗高原病，原因之一就是它可以使肾脏排出更多的碳酸氢根、纠正碱中毒。

实战4CO中毒如何引起机体缺氧？

CO与Hb的亲和力是O₂的250倍，所以CO在极低的分压下，即可以取代O₂与Hb结合。另一方面CO与Hb结合后可增加其对O₂的亲和力，使氧离曲线左移，妨碍O₂与Hb的解离。因此，CO中毒既影响O₂与Hb的结合，又影响其解离。

实战5SaO2正常，机体就没有缺氧吗？

SO₂表示氧合Hb占总Hb的比例，但是它没有反映血红蛋白含量对于氧含量的影响。动脉血氧含量与PaO₂、SaO₂、Hb的关系可表示如下：

CaO₂(ml) = 0.003 × PaO₂ ＋ 1.39 × SaO₂ × Hb(g/100 ml)

公式前一部分表示的物理溶解氧，量很小，可以忽略不计。根据公式可知血氧含量与SaO₂和Hb都是直接相关的（见图2）。在严重贫血的情况下，即使SaO₂为100%，血氧含量仍然可能很低，而血红蛋白增多的患者，即使SaO₂降低，也不一定会出现机体缺氧。

这种情况有点类似于发绀。当血液中非氧合Hb含量达5 g/100 ml以上时，临床上可以观察到发绀体征。出现发绀通常表示机体缺氧，但是这个体征并不可靠。高原红细胞增多症时，非氧合Hb可以达到5 g/100 ml、出现发绀，但不一定缺氧。而严重贫血时，机体有缺氧却并无发绀。且发绀的观察还受光线、皮肤色素的影响，更加不可靠。

实战6镰刀形贫血仅仅是贫血吗？

镰刀形贫血是一种常染色体隐性遗传病，由于Hb结构异常，导致红细胞呈弯曲的镰刀状，容易破裂导致贫血。此外镰刀形贫血的Hb携氧能力较正常Hb大大下降。因此镰刀形贫血患者缺氧的原因，一方面同前一条所述，是由于Hb的量下降；另一方面是由于Hb的质下降。