血液是一種遍布於人類和其他脊椎動物循環系統中的重要液體,承擔著將必需物質如養分和氧氣輸送至細胞的重任,同時也帶走代謝所產生的廢物。這些血液由懸浮於血漿中的血細胞組成。血漿占血液的55%,其組成大多是水(占92%),還含有蛋白質、葡萄糖、礦物質離子及荷爾蒙等成分。而血細胞則主要包括紅血球(紅細胞)、白血球(白細胞)和(在哺乳動物中)血小板(血小板)。其中,紅血球是最為豐富的細胞,因為其內含的血紅素能夠使氧氣的運輸變得更為高效。
“血紅素透過可逆結合促進氧氣的運輸,極大地提高了氧氣的溶解度。”
紅血球的主要功能是攜帶氧氣,這是因為它們的血紅素能夠與氧氣結合,形成血氧化合物。當動物吸入空氣時,動脈血將氧氣從肺部運送至身體各個組織,然後靜脈血則將二氧化碳,這一代謝廢物,從組織輸送回到肺部進行呼出。值得注意的是,血液在氧合和脫氧狀態下會有不同的顏色,這是由於血紅素的化學狀態轉變造成的。
大約98.5% 的氧氣是在一名健康成人的動脈血中以化學形式與血紅素結合,只有約1.5%的氧氣是以物理形式溶解在血液中的。血紅素的結構使其能夠有效地呈現出“呼氣-吸氣”的機制,此過程中,息吸的氧氣通過肺泡進入血液中,並迅速被紅血球攝取。當血液巡迴至全身不同的細胞時,血紅素則能根據氧氣需求釋放所結合的氧氣。
“健康成人在靜息狀態下,血液離開肺部時,血紅素的氧飽和度約在98%至99%。”
在體內進行高度體能運動時,氧氣的消耗會顯著提升,這時動脈血中氧的飽和度可能會下降,而靜脈血中的氧氣儲存也會減少。這一過程會根據不同的運動強度和持續時間形成變化。因此,藉著持續運動,身體的氧氣需求會進一步增強。
與氧氣的運輸相似,血液中的二氧化碳也有多達三種不同的運輸方式,大約70% 的二氧化碳會轉化為碳酸氫根離子,這一過程在紅血球內由碳酸酐酶催化。另一部分二氧化碳在血漿中物理溶解,而剩下的約23%則以碳氨基化合物的形式結合於血紅素。這個運作的精密性也讓我們理解了二氧化碳和氧氣之間的互動,並且說明了當體內二氧化碳的濃度上升或者pH值降低時,氧氣從血紅素中釋放的效率會受到影響。
血液也在體溫調節中發揮著重要作用。當外界的氣候變暖或高強度運動時,血液流向身體表面,有助於散熱。在寒冷的環境中,血液則會被優先運送到身體的內部器官,以維持核心體溫的穩定。
紅血球的異常功能將會導致多種健康問題,例如貧血、白血病等疾病會影響到紅血球的生成或功能。貧血是由於紅血球數量不足或功能不良,會導致氧氣供應不足,進而發展出疲倦、倦怠等症狀。對於這類情況的檢測通常會進行血液檢驗,以確認紅血球的狀況。
“在健康成人中,正常的紅血球數目約為470萬至610萬個(男性),以及420萬至540萬個(女性)。”
因此,對於我們的健康,了解這些紅血球的功能及其在體內的工作運作是至關重要的。這不僅使我們能夠更好地理解自身的生理狀態,也幫助我們獲得預防和治療的更好信息。
要確保我們的紅血球能有效攜帶氧氣,你認為在日常生活中需要注意哪些飲食或生活習慣呢?