1）物理溶解的运输

气体在液体中的物理溶解量与该气体分压大小成正比。动脉血PO2为13.3 kPa，其物理溶解的O2仅为0.3 mL/100 mL，约占血液运输氧总量的1.5%，可忽略不计。

2）化学结合形式的运输

血液运输氧主要是与血红蛋白（Hb）结合，以氧和血红蛋白（HbO2）的形式存在于红细胞内。氧容量指的是每100mL血液中血红蛋白结合氧气的最大量。氧容量大小受Hb浓度的影响。健康成年动物每100 mL血液中血红蛋白浓度为15 g，每克血红蛋白可结合1.34 mL氧，则氧容量为20.1 mL（=15×1.34）。在一定氧分压下，血红蛋白实际结合氧气的量，称为氧含量。氧含量与氧容量的百分比称为“氧饱和度”，表达式见式（6.8）为

正常情况下，动脉血的氧饱和度为97.4%，此时氧含量约为19.4 mL；静脉血的氧饱和度为75%，氧含量约为14.4 mL，即每100 mL动脉血转化为静脉血时，可释放5 mL氧。

（1）氧合血红蛋白的生成和解离

1分子的血红蛋白由1个珠蛋白和4个血红素（又称亚铁原卟啉）组成。每个血红素又由4个中心含亚铁（Fe2+）吡咯基组成（图6.6）。当O2进入血液与红细胞中Hb中的Fe2+结合，Fe2+仍然保持二价亚铁，无电子的转移，为一种疏松的结合，而不是氧化反应，这种结合称之为“氧合”。具备以下特征：

①反应快、可逆、不需要酶催化。

②血红蛋白与O2的结合，其中铁仍为二价，该反应不是氧化而是氧合。

③只有在血红素的Fe2+和珠蛋白的链结合的情况下，才具有运输O2的机能，单独的血红素不是有效的氧载体。

④1分子血红蛋白可与4分子O2结合。(www.daowen.com)

图6.6　血红蛋白分子构型示意图（仅表示了一个血红素）

HbO2成鲜红色，多含于动脉血中；Hb呈暗红色，静脉血中含量大，因此动脉血较静脉血鲜红。

（2）氧离曲线及其生理意义

血红蛋白结合氧的量与氧分压之间存在关联，以氧分压做横坐标，氧饱和度为纵坐标，即可绘制出氧分压对血红蛋白结合氧量的函数曲线，这一曲线被称为“氧离曲线”（图6.7）。

图6.7　氧离曲线及其影响因素

该曲线表示不同PO2下，O2和Hb解离情况，同时也反映出两者的结合情况。从曲线可以看出，Hb结合O2的能力随着PO2升高而增加，血氧饱和度也随之增加，即Hb氧离度减少。同时可以看出，两者之间并非线性相关，而是呈“S”形曲线。

氧离曲线上段相当于PO2在8.0～13.3 kPa变动，曲线表现较为平坦，表示在这段范围内PO2的变化对氧饱和度影响不大。其生理意义在于：当吸入气或肺泡气的PO2有所下降时，如在高山或某些呼吸道疾病期，只要PO2不低于8 kPa，血氧饱和度就能仍保持在90%以上，血液中的氧足以供应机体代谢的需要，不至于发生低氧证。

氧离曲线中段，相当于PO2变动与5.3～8.0 kPa，这是HbO2释放O2的部分，曲线表现趋势较为陡。PO2为5.3 kPa是与静脉血中的PO2相当，此时Hb氧饱和度约为75%，血中O2含量约为14.4%，即每100 mL血液流过组织时可释放出5 mL O2，满足安静状态下机体的组织氧的需求。

氧离曲线下段，即是PO2在2.0～5.3 kPa变动，这是整个曲线变化最为陡峭的部分。其生理意义为：机体组织代谢增强，须得有相应的O2供应。当组织活动增强时，消耗O2量剧增，PO2则明显下降，甚至低至2.0 kPa，血液流经这样的组织时，其氧饱和度可降低到20%以下，血氧含量只有4.4 mL，每100 mL血液可释放氧量15 mL之多。但在正常情况下，机体中每100 mL血液释放氧量5 mL即可满足组织的需要。因此，该段氧离曲线所表示的范围，可看成有机体的氧储备。