二氧化碳运输

二氧化碳运输描述了代谢组织产生的二氧化碳如何在血液中被输送到肺部进行清除。与氧气不同，二氧化碳以三种可相互转化的形式运输，其中大部分以碳酸酐酶生成的碳酸氢盐形式存在。

Definition

二氧化碳运输是指代谢产生的二氧化碳在血液中以溶解气体、碳酸氢盐和氨基甲酸酯化合物的形式从组织输送到肺部进行排泄的过程。

Scope

本主题涵盖二氧化碳运输的三种形式——溶解态、碳酸氢盐和氨基甲酸酯，碳酸酐酶和氯离子转移的作用，Haldane效应，以及血液二氧化碳含量与分压之间近似线性的关系。本内容属于参考生理学，不提供临床指导。

Core questions

• 二氧化碳在血液中以何种形式运输，哪种形式占主导地位？
• 碳酸酐酶如何促成碳酸氢盐的形成，什么是氯离子转移？
• 什么是Haldane效应，它如何帮助二氧化碳的加载和卸载？
• 为什么二氧化碳含量-压力关系比氧气更呈线性？

Key concepts

• 溶解二氧化碳
• 碳酸氢盐作为主要的运输形式
• 氨基甲酸酯化合物（与血红蛋白结合的二氧化碳）
• 碳酸酐酶
• 氯离子（Hamburger）转移
• Haldane效应

Key theories

碳酸酐酶介导的三种形式二氧化碳运输

二氧化碳以溶解气体、碳酸氢盐和氨基甲酸酯化合物的形式运输；红细胞中的碳酸酐酶迅速将二氧化碳水合为碳酸氢盐，碳酸氢盐与血浆氯离子交换（氯离子转移），使碳酸氢盐成为主要的运输形式。

Mechanisms

二氧化碳从组织扩散到血液中，其中一小部分保持溶解状态，一部分直接与血红蛋白和其他蛋白质结合形成氨基甲酸酯化合物。最大份额进入红细胞，在那里碳酸酐酶迅速将其水合为碳酸，碳酸分解为氢离子（由血红蛋白缓冲）和碳酸氢盐；然后碳酸氢盐与氯离子交换进入血浆，即氯离子转移。去氧血红蛋白更容易结合二氧化碳和氢离子，因此在组织中释放氧气会增强二氧化碳的负荷，而在肺部摄取氧气则促进其释放——这就是Haldane效应。由于这些化学储备量大且在生理范围内大致成比例，因此血液二氧化碳含量与分压的变化比氧气含量更呈线性关系。

Clinical relevance

二氧化碳运输将呼吸生理学与酸碱平衡联系起来，因为碳酸氢盐缓冲系统是血液pH值的核心；理解它有助于解释血气分析。本条目是参考生理学，不能作为个体诊断或治疗的依据。

Evidence & guidelines

这些机制是公认的生理学，在一篇关于二氧化碳运输和碳酸酐酶的全面同行评审综述以及标准教科书中有所总结。本主题属于描述性生理学，而非基于指南的实践。

History

氧合作用和二氧化碳运输之间的相互作用由Haldane在20世纪初描述，伴随碳酸氢盐移动的氯离子转移以Hamburger在同一时代的工作命名。后来的生理学综述巩固了碳酸酐酶和三种运输形式的定量作用。

Key figures

• John Scott Haldane
• Hartog Jakob Hamburger
• Gerolf Gros
• John B. West

Seminal works

• geers-gros-2000

Frequently asked questions

血液中哪种形式的二氧化碳含量最多？

大多数二氧化碳以碳酸氢盐的形式运输，碳酸氢盐是在红细胞中碳酸酐酶水合二氧化碳时形成的；少量以与血红蛋白结合的氨基甲酸酯化合物和溶解气体的形式运输。

什么是Haldane效应？

它是指去氧血红蛋白携带二氧化碳的能力增强，因此在组织中释放氧气会促进二氧化碳的摄取，而在肺部摄取氧气则会促进二氧化碳的释放。