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一氧化碳中毒時,明明還在呼吸,為什麼身體還會缺氧?

文/Tr.Vivi 親子科學 | Vivi 老師

Tr.Vivi 親子科學・科學解答

身體缺氧,不一定是因為沒有把氧氣吸進肺裡,也可能是血液無法把氧順利送到身體組織。 一氧化碳進入血液後,會和負責運送氧氣的「血紅素」結合,形成「碳氧血紅素」。血紅素對一氧化碳的吸引力比對氧氣強約 200 多倍,不但會讓能載氧的位置變少,還會改變血紅素的結構,讓剩下的氧被抓得更緊、不容易釋放給組織。因此人即使仍在呼吸,細胞仍可能缺氧。

一氧化碳中毒有一個很不直覺的地方:人明明還在呼吸,肺裡也還有氧氣,身體卻可能出現嚴重缺氧。

問題其實不是氧氣有沒有進來,而是進來之後,能不能順利被血液送到全身。

氧氣進入肺之後,是怎麼送到全身的?

我們吸進去的氧氣會進入肺泡,再穿過很薄的肺泡壁進入血液。

但氧氣不是單純溶在血液裡漂到全身。大部分氧氣會和紅血球裡的「血紅素」結合,再跟著血液循環被運送到腦、心臟、肌肉和其他組織。

血液流到需要氧氣的地方後,血紅素還必須把氧放開,讓氧氣進入細胞。

所以完整的氧氣運送,其實有兩個重要步驟:

先把氧載上去,再把氧放下來。

一氧化碳為什麼會同時破壞這兩個步驟?

一氧化碳進入肺部後,也會進入血液,而且它和氧氣會競爭血紅素上的同一類結合位置。

麻煩的是,血紅素對一氧化碳的親和力大約是氧氣的 200 多倍。

因此即使空氣中的一氧化碳濃度遠低於氧氣,它仍然能占住一部分原本可以載氧的位置,形成「碳氧血紅素」。

這會讓血液能攜帶的氧氣量下降。

但事情還不只如此。

血紅素不是幾個完全互不影響的獨立座位,而是一個會改變形狀的蛋白質。當一氧化碳和其中的位置結合後,會讓血紅素偏向更容易抓住氧氣的狀態。

結果就是,剩下還能載氧的位置,反而把氧抓得更緊。

所以一氧化碳造成的是兩層問題:能載氧的位置變少,而已經載上的氧又比較難在身體組織裡放下來。

這也是為什麼一氧化碳中毒的人即使仍然在呼吸,真正需要氧氣的細胞卻可能持續處在缺氧狀態。

參考資料

  1. NCBI Bookshelf|Physiology, Oxygen Transport And Carbon Dioxide Dissociation Curve
  2. NCBI Bookshelf|Carbon Monoxide Poisoning
  3. NCBI Bookshelf|Toxicological Profile for Carbon Monoxide

本文由 Tr.Vivi 親子科學原創整理,引用請註明出處:Tr.Vivi 親子科學(trvivi.com)。

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