血液是一种遍布于人类和其他脊椎动物循环系统中的重要液体,承担着将必需物质如养分和氧气输送至细胞的重任,同时也带走代谢所产生的废物。这些血液由悬浮于血浆中的血细胞组成。血浆占血液的55%,其组成大多是水(占92%),还含有蛋白质、葡萄糖、矿物质离子及荷尔蒙等成分。而血细胞则主要包括红血球(红细胞)、白血球(白细胞)和(在哺乳动物中)血小板(血小板)。其中,红血球是最为丰富的细胞,因为其内含的血红素能够使氧气的运输变得更为高效。
“血红素透过可逆结合促进氧气的运输,极大地提高了氧气的溶解度。”
红血球的主要功能是携带氧气,这是因为它们的血红素能够与氧气结合,形成血氧化合物。当动物吸入空气时,动脉血将氧气从肺部运送至身体各个组织,然后静脉血则将二氧化碳,这一代谢废物,从组织输送回到肺部进行呼出。值得注意的是,血液在氧合和脱氧状态下会有不同的颜色,这是由于血红素的化学状态转变造成的。
大约98.5% 的氧气是在一名健康成人的动脉血中以化学形式与血红素结合,只有约1.5%的氧气是以物理形式溶解在血液中的。血红素的结构使其能够有效地呈现出“呼气-吸气”的机制,此过程中,息吸的氧气通过肺泡进入血液中,并迅速被红血球摄取。当血液巡回至全身不同的细胞时,血红素则能根据氧气需求释放所结合的氧气。
“健康成人在静息状态下,血液离开肺部时,血红素的氧饱和度约在98%至99%。”
在体内进行高度体能运动时,氧气的消耗会显著提升,这时动脉血中氧的饱和度可能会下降,而静脉血中的氧气储存也会减少。这一过程会根据不同的运动强度和持续时间形成变化。因此,借着持续运动,身体的氧气需求会进一步增强。
与氧气的运输相似,血液中的二氧化碳也有多达三种不同的运输方式,大约70% 的二氧化碳会转化为碳酸氢根离子,这一过程在红血球内由碳酸酐酶催化。另一部分二氧化碳在血浆中物理溶解,而剩下的约23%则以碳氨基化合物的形式结合于血红素。这个运作的精密性也让我们理解了二氧化碳和氧气之间的互动,并且说明了当体内二氧化碳的浓度上升或者pH值降低时,氧气从血红素中释放的效率会受到影响。
血液也在体温调节中发挥着重要作用。当外界的气候变暖或高强度运动时,血液流向身体表面,有助于散热。在寒冷的环境中,血液则会被优先运送到身体的内部器官,以维持核心体温的稳定。
红血球的异常功能将会导致多种健康问题,例如贫血、白血病等疾病会影响到红血球的生成或功能。贫血是由于红血球数量不足或功能不良,会导致氧气供应不足,进而发展出疲倦、倦怠等症状。对于这类情况的检测通常会进行血液检验,以确认红血球的状况。
“在健康成人中,正常的红血球数目约为470万至610万个(男性),以及420万至540万个(女性)。”
因此,对于我们的健康,了解这些红血球的功能及其在体内的工作运作是至关重要的。这不仅使我们能够更好地理解自身的生理状态,也帮助我们获得预防和治疗的更好信息。
要确保我们的红血球能有效携带氧气,你认为在日常生活中需要注意哪些饮食或生活习惯呢?