氧气在肺部溶解入血以后是如何进入组织细胞的

『若别离不相依』的答案已经把问题基本的生理过程说清楚了,我从其他角度再补充说明一下。

准确的说,『溶解入血』的讲法并不恰当,仅依靠单纯的溶解是远远满足不了人体对氧气的需求的,我们来计算一下,如果仅依靠溶解氧供氧会发生什么样的情况——

人静息状态下每分钟大约呼吸36升空气,空气中氧气占比21%,37℃时水中饱和溶解氧浓度为6.86mg/L,1L 空气中的氧气约重0.3g,36L就是10.8g,人呼吸对氧气的利用率大概是25%,也就是每分钟消耗10.8*25%=2.7g的氧气,即2700mg,按照最大溶解能力计算,人体每分钟需要394L的血液流经肺部才能满足机体所需,人的总血量也就只有4.2L-4.8L,也就意味着如果仅靠溶解氧供氧,那么肺部的血流量需要大到能把人体所有的血液在60秒内循环80多次的程度,人类的心脏表示压力很大。

因此如果只依靠溶解氧来提供氧气所需,那么人可能很短的时间内就窒息而死了。血液和水的物理化学性质肯定有差异,对氧气溶解度也有一定影响,不过无论如何,溶解氧都无法达到人类对氧气的需求。

我们可以把呼吸的过程分为外呼吸和内呼吸,外呼吸是指肺通气和肺换气的过程,内呼吸就是组织换气的过程了,是依靠血红蛋白这个搬运工来完成的。

氧气在肺部溶解入血以后是如何进入组织细胞的图1血红蛋白有四个亚基,在运输氧气的时候首先会有一个氧气分子和一个亚基结合,结合之后的血红蛋白的结构会发生变化,变化的结果是使得血红蛋白对氧分子的亲和力加强,更容易结合第二个氧分子,结合之后就进一步变构,亲和力再加强,直至四个亚基完全结合上,释放氧气的过程也类似,失去一个氧分子之后会变构变得更容易失去第二个氧分子,直到全部的氧分子都被释放。氧气在肺部溶解入血以后是如何进入组织细胞的图2

血红蛋白装载氧气,随血液流至全身各处,最后进入毛细血管网给身体各处供氧,虽然毛细血管网很密集,但并不能保证每个细胞都有一根对应的毛细血管,打个比方,主动脉是高速公路,毛细血管相当于乡间小道,细胞相当于一栋房子,从房子到小道还是有距离的。这一段距离就需要依靠扩散作用来完成,扩散作用的动力来自分压差,动脉血饱含氧气,氧分压大,组织细胞氧气被消耗,氧分压小,在分压差的推动下,血红蛋白会穿过毛细血管,负责挨家挨户的把氧气送到门口,血红蛋白的『坐骑』就是大名鼎鼎的红细胞了(Red blood cells (RBCs)),血红蛋白的机动性就是依靠红细胞实现的。氧气在肺部溶解入血以后是如何进入组织细胞的图3

氧气在肺部溶解入血以后是如何进入组织细胞的图4

氧气是通过呼吸,被吸入肺部,进入肺泡,肺泡上布满毛细血管,这就是我们说的气体交换,在肺泡里,氧气和二氧化碳经过气体的自由扩散作用被交换,氧气透过肺泡壁与毛细血管壁进入血液,与红细胞结合,通过循环作用于全身,二氧化碳则被呼出体外.

进入血液的氧气随着血液流动到毛细血管群是被那的二氧化碳置换,透过血管壁进入组织中,然后通过组织液进入组织细胞.

进入组织细胞后,氧气的主要作用是参与细胞的有氧呼吸:氧气进入细胞后进入线粒体(线粒体是身体呼吸作用的主要场所,在人体(包括大多数动物)内是有氧呼吸的唯一场所),参与呼吸作用,与氢原子结合合成水,同时释放大量ATP,ATP是生的直接能量来源,其余的能量转化成热能,以维持身体的体温

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