氧气运输

氧在血浆中的溶性很差，因此只有不到2%的氧溶解在血浆中被运输。的巨大的大部分氧气都是血红蛋白,一个蛋白质包含在红细胞内。血红蛋白由四种成分组成铁-含环结构(血红素)化学结合到一个大蛋白(珠蛋白)。每个铁原子可以结合，然后释放一个氧分子。正常人体血液中有足够的血红蛋白，允许每毫升血液运输约0.2毫升氧气。结合在血红蛋白上的氧的数量取决于血液中氧的分压肺暴露在哪些血液中。在不同的氧分压下，代表血液中氧含量的曲线，称为氧解离曲线，是a特征因为氧与一个铁原子的结合影响了氧与其他铁原子结合的能力。在肺泡中海平面这时，氧气的分压足以将氧气与血红蛋白分子上几乎所有可用的铁位点结合。

并不是血液中运输的所有氧气都转移到组织细胞。细胞提取的氧气量取决于它们能量消耗的速率。在休息时，回流到肺部的静脉血仍含有70 - 75%的动脉血含氧量;这个储备可以满足不断增加的氧气需求。在剧烈运动中，静脉血中残留的氧气量下降到10%到25%。在氧解离曲线最陡峭的部分(10至40毫米汞分压之间的部分)，血液中氧气分压相对较小的下降与相对较大的结合氧释放有关。

血红蛋白不仅能与氧气结合，还能与其他物质结合氢离子(它们决定了酸度，或者pH值)，二氧化碳,2, 3-diphosphoglycerate(2, 3-DPG;红血球中的一种盐，在血液中的血红蛋白中发挥释放氧气的作用外围循环)。这些物质在氧结合位点不与血红蛋白结合。然而，随着氧的结合，血红蛋白分子的结构发生变化，影响其结合其他气体或物质的能力。相反，这些物质与血红蛋白的结合影响亲和力血红蛋白的氧含量。(亲和性是指不同种类的分子相互结合的趋势。)氢离子、二氧化碳或2,3- dpg的增加会降低血红蛋白对氧的亲和力，氧解离曲线向右移动。由于这种亲和力的降低，需要增加氧气的分压来将一定量的氧气结合到血红蛋白上。曲线的右移被认为是有利于释放氧气到组织时，需要大量的氧气输送，发生与贫血或者极限运动。正常氢浓度的降低离子、二氧化碳和2,3- dpg导致血红蛋白对氧的亲和力增加，曲线向左平移。在任何给定的氧分压下，这种置换增加了与血红蛋白的氧结合有益的如果氧气供应减少，如在极端海拔时所发生的。

温度变化同样影响氧解离曲线。温度升高会使曲线向右移动(亲和力降低;增强释放氧气);温度降低会使曲线向左移动(亲和力增加)。人体通常遇到的体温范围相对较窄，因此与温度相关的氧亲和力变化在生理上的重要性不大。