血氧含量是指在一定体积的血液中(通常为100毫升)所含的氧气量。
血氧结合力是指血红蛋白(Hb)所能结合的最大氧气量。血红蛋白是红细胞内的主要蛋白质,而红细胞又是血液的重要组成部分。
事实证明,血液中氧气的运输主要有两种方式。
大部分氧气与红细胞内的血红蛋白结合,少量氧气直接溶解在血浆中。
因此,血氧含量就是这两者的总和,即血氧含量=血红蛋白结合的氧气+溶解氧。
现在,如果你只想计算溶解氧,就需要用氧分压(以mmHg为单位)乘以氧的溶解度。
氧的溶解度指的是在100毫升血液中能够溶解的氧气量,它是一个常数,数值为每100毫升血液每mmHg氧分压可以溶解0.003毫升氧气。
所以公式为:溶解氧 = 氧分压(mmHg×0.003。
如果我们代入一个生理动脉氧分压100mmHg,就会得到每100毫升血液中约有0.3毫升氧气。显然,这点氧气远远不能满足机体的代谢需求,这时候血红蛋白就发挥了关键作用。
血红蛋白的携氧容量是指1克血红蛋白所能结合的最大氧气量(以毫升计),再乘以100毫升血液中血红蛋白的克数。
每个血红蛋白分子最多可以携带四个氧分子,即每个血红蛋白亚基结合一个氧分子。
由于每个红细胞中含有数亿个血红蛋白分子,这意味着每个红细胞能携带超过十亿个氧分子。

因此,每克血红蛋白大约能结合1.34毫升氧气。
正常情况下,血液中血红蛋白浓度约为15克/100毫升,计算后得出其携氧量约为20.1毫升氧气/100毫升血液。
因此,血液中与血红蛋白结合的氧气量实际上远远高于溶解在血浆中的氧气量,后者只有约0.3毫升O₂/100毫升血液。
但是,血红蛋白并不总是 100% 被氧气饱和。
换句话说,一个血红蛋白分子可能没有结合任何氧分子,即0%饱和;也可能只结合了一个氧分子,还有三个结合位点空着,这就是25%饱和;如果结合了两个氧分子,还有两个空位,就是50%饱和;结合了三个氧分子,还有一个空位,就是75%饱和;而当四个结合位点都被填满时,就是 100%饱和。
血红蛋白与氧气结合的量直接与血液中溶解氧的量成正比。
例如,当血氧分压为25mmHg 时,血红蛋白大约有50%被氧气饱和;当血氧分压为100mmHg 时,血红蛋白大约有98%饱和,这意味着大多数血红蛋白分子已经完全饱和。
那么,回到最初的氧含量公式,代入具体数值,比如血红蛋白浓度为15 g/100mL、血氧饱和度为 98%,我们可以算出:血红蛋白结合氧约为 19.7 mL,再加上溶解氧约0.3mL,总共约为20mL O₂ /100mL血液。
这就是血液的氧含量,但它并不能直接说明有多少氧气真正被输送到组织。
氧输送量等于血液氧含量乘以心输出量,而心输出量就是心脏每分钟泵出的血液量。
心输出量的计算方式是每搏输出量(即左心室每次收缩泵出的血液量,以 mL/搏表示)乘以心率(每分钟心跳次数)。
如果我们假设心率为70次/分,每搏输出量约为70mL,那么心输出量就是70×70=4900mL/分,通常记作4.9L/分。我们之前说过血液中氧含量为 20mL/100mL,那么换算下来就是每分钟向全身组织输送约980mL的氧气。
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