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早先我们了解过跑步时如何呼吸的问题，今天小编再深入地跟大家来谈一下氧气在体内运输的过程。 提到氧气，我们都知道这样一个例子：人和植物相互依存，人摄入氧气排出二氧化碳，植物则相反。那么为什么我们摄入了氧气却变成二氧化碳排出来了呢？ 如果有吸烟的跑友或者知道吸烟危害的跑友请思考一下，吸烟对什么器官的危害相对更大一些呢？恩，是肺部。这是我们摄入的氧气进入体内的第一个交换场所。肺部的复杂程度类似于繁茂的树枝，在肺部细微结构的末梢有肺泡。在肺泡内实现氧气进入血液和二氧化碳从血液排出体外的过程，这个过程叫做外呼吸。随后，溶解度极小的氧可以少量溶于血液，与血液中的血红蛋白发生化学结合。我们知道化学式右侧产物增多会促使化学反应向右进行，所以氧可以在血液最大结合范围内大量溶于血液形成氧合血红蛋白，通过心脏的泵血功能将氧气运输到体内各个组织和器官，让它们加以利用，然后将氧化生成的二氧化碳运输回肺部，这个过程叫做气体运输，而在各个组织和器官发生的氧气输入-二氧化碳输出的过程称为内呼吸。这就是氧气和二氧化碳在我们体内比较完整的行走路线，不管是在安静时还是运动时。 那么下面要切入正题了~ 要知道氧怎么在体内运输，首先要知道氧的交通工具……刚才已经说了，大部分是跟我们血液内红细胞中的血红蛋白结合（如果大家有时间我们还可以顺便聊聊煤气中毒神马的……额，跑题了）。血红蛋白Hb+氧气=（可逆反应）HbO2，这个反应有一定的条件，并不是说时时刻刻可以发生可逆反应，而是在肺部主要发生左侧反应生成HbO2，在组织和器官内主要发生右侧向左侧进行的反应，主要是因为游离的O2浓度不同，后面我们会说为什么。 然后下个定义，我们知道空气中O2的浓度大约占到21%，因此，一个大气压的21%主要是由于O2的存在，我们把这个压力叫做氧气在空气总的压力中所占的分压力，即氧分压，表示为PO2。而在不同的氧分压下，氧和血红蛋白结合的比例不同，我们把理论上能结合的氧量称为血红蛋白氧容量，实际结合的氧量称为血红蛋白氧含量，实际值/理论值得到的就是血氧饱和度。当然，如果血红蛋白氧含量越接近血红蛋白氧容量，那么血氧饱和度就越高（是不是有的跑友要开始打哈欠了……） 氧离曲线则是能够反映血红蛋白Hb与O2的结合随着PO2的变化而变化的曲线。我们发现这条曲线呈S形而不是直线相关，为什么呢？大家一定听过缺铁性贫血对不？为啥缺铁就贫血了呢？因为啊，血红蛋白的结构上需要结合四个亚铁离子，如果缺少Fe2+会导致血红蛋白的结构被破坏，所以血液中红细胞所占比例就减少了，这就是贫血的原因了。好，再拉回来，这个Fe2+可以结合四分子O2，形成HbO2的结构，同理，如果O2从血红蛋白中释放，那么就意味着不再和Fe2+结合。但是，四分子O2被Fe2+牢牢拽着，PO2从比较高的位置稍微下降一点点，这个动力不足以把O2从Fe2+上拉下来，然而，一旦拽下来一分子，那么随着PO2的继续减小，后面三分子O2被拽下来需要的力气就越来越小了，对应到曲线上就是从HbO2称为游离的O2越来越快，相应的斜率越来越大。那么这样的结构有神马意义呢？ 当我们处在安静状态下，血氧饱和度比较高，接近峰值；当我们处在高原上（海拔升高大气压会降低那么PO2也随之降低），曲线中对应发现，PO2下降到60mmHg的时候，血氧饱和度还可以维持在90%左右，也就是说这样的机制可以保证高原环境下对人体的氧气供应不会产生太大影响，所以这段曲线（60mmHg-100mmHg）主要保证了肺部的正常换气； 当我们在运动时会发生神马变化呢？呼吸变得急促起来了对不？那是因为组织器官等对氧气的需求量增加了，那么如果还是牢牢被血红蛋白中的Fe2+拽住了下不来那怎么去支援组织器官呢？（不要笑哦，煤气中毒就是因为O2结合不上Fe2+在血液里运不动，要不就是结合上Fe2+的O2下不来，不能提供给组织器官，这可是很严肃的问题。。。）在下段曲线（0mmHg-40mmHg）只要PO2稍稍下降，曲线的斜率增加，就有大量的HbO2分解为游离的Hb和O2，这时O2就可以欢快地奔向组织器官和肌肉去工作了，所以这一段曲线的变化主要保证了在运动时我们组织器官的正常换气。 再来看看运动过程中其他的变化（下图中可以看到三种颜色，我们就分三种情况来分析） 黄色：实线刚才已经分析过了，主要是PO2的变化引起了O2从HbO2中被释放出来，为组织所用；虚线表示的是肌红蛋白，也就是存在于肌肉中的与血红蛋白结构类似的这部分蛋白质。图中我们可以看到，PO2从100mmHg下降到80mmHg，甚至下降到60mmHg~40mmHg，与肌红蛋白结合的氧气也没有被释放出很多，直到PO2从20mmHg开始极度下降时，才会引起肌肉中的与肌红蛋白结合的O2被释放出来提供给肌肉代谢。（并且这部分主要存在于红肌中<如果说大家布吉岛红肌白肌的区别，那就想想公鸡的腿肉和鸡胸脯肉的口感吧…我好累啊~说不动了~下次再解释~就酱紫>） 紫色：正常体温37℃，在运动过程中，由于机体代谢增强，导致体温升高，同时组织器官对于O2的需求量增加，这时候势必会引起组织器官中发生HbO2的解离，对应到横坐标上是血氧饱和度下降，游离的O2增多。所以同样的PO2，体温高的时候血氧饱和度低于体温低的时候。 绿色：主要是机体pH值变化对血氧饱和度的影响。运动过程中我们知道会有一些酸性代谢产物产生，如乳酸等，H+会引起我们血液pH值暂时性和局部性下降，我们是不是应当去清除这些代谢产物呢？当然，因此血液循环加快起来，供应O2增多，也就是曲线对应的纵坐标下降，血氧饱和度降低；同时，呼吸作用增强，想想强酸制弱酸的道理，乳酸都变成了碳酸通过呼吸作用将CO2排出体外了，那么pH值就可以尽快恢复了对不？ 这样，我们就大概描述了O2在人体内的冒险历程，希望大家能沉下心来细细研读。如果你想跑的更快，跑的更久，跑的更科学，你就要学会了解自己的身体是如何运作的…… |
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