血红蛋白与氧的结合量(用SO ₂表示)主要取决于PaO ₂。以血氧饱和度(SO ₂)为纵坐标，血氧分压(PO ₂)为横坐标，所表达的SO ₂与PO ₂相关的曲线称为氧离曲线(dissociation curve)。该曲线既表示了不同PO ₂下O ₂与血红蛋白(Hb)离解情况，也反映了不同PO ₂下O ₂与Hb结合的情况。

氧离曲线略呈S形，一般将该曲线分为3段。

相当于PO ₂ 60～100mmHg(8～13.3kPa)，该段曲线较为平坦。在氧离曲线无偏移的情况下，当PO ₂为60mmHg时，SO ₂约为90%，此时血氧含量=0.003×PO ₂(60mmHg)+1.34×Hb(15g/dl)×SO ₂(90%)=18.3ml/dl。当PO ₂上升到100mmHg时，SO ₂约为98%，此时血氧含量=0.003×100+1.34×15×98%=20ml/dl。由此可见，当 PO ₂由60mmHg上升到100mmHg时，SO ₂由90%增加到98%，血氧含量则由18.3ml/dl增加到20ml/dl，即PO ₂的大幅度变化仅引起SO ₂和血氧含量的轻度变化。这个特点具有重要的生理与临床意义。当人体在高原或高空环境处于较低PO ₂的情况下，或机体患慢性呼吸系统疾病而致动脉血PO ₂降低时，只要PO ₂不低于60mmHg，SO ₂仍可达到90%以上，血氧含量和组织供氧量并无显著减少。提示我们在治疗呼吸衰竭时，应尽量将PaO ₂提高到60mmHg以上，SaO ₂提高到90%以上，以保证组织细胞的供氧。

相当于PO ₂ 40～60mmHg(5.33～8kPa)，该段曲线较陡，是HbO ₂释放氧的部分。PO ₂ 40mmHg相当于混合静脉血的PO ₂，此时SO ₂约为75%，血氧含量=0.003×40+1.34×15×75%=15.2ml/dl。由此可见，当PO ₂由40mmHg增加到60mmHg时，SO ₂由75%上升到90%，血氧含量由15.2ml/dl上升到18.3ml/dl，即SO ₂与血氧含量均有较大幅度的增加。动脉血SO ₂为98%的正常人，血液流经组织细胞后，其静脉血SO ₂为75%，血氧含量则由20ml/dl减少到15.2ml/dl，即每100ml动脉血流经组织时释放约5ml的氧。由于呼吸衰竭患者的PO ₂<60mmHg，给予氧疗后即使PO ₂轻度上升，亦可使SO ₂大幅度上升，血氧含量明显增加，从而使组织供氧得到改善。

指PO ₂ 40mmHg(5.33kPa)以下的部分，是氧离曲线坡度最陡的一段。在组织代谢增强时，PO ₂最低可降到15mmHg，血液流经组织时HbO ₂进一步释放氧，血氧含量最低可降到4.4ml/dl。在这种情况下，机体发挥了最大贮备功能，每100ml动脉血供给组织约15ml氧，即达到了安静状态下供氧量的3倍。由此可见，该段曲线反映了氧的贮备状况。

氧离曲线的偏移通常用P ₅₀表示，P ₅₀是指血红蛋白SO ₂为50%时的PO ₂值(图1-1)，反映Hb对氧的亲和力，为反映氧离曲线位置的客观指标。正常人在体温37℃、pH 7.40、PCO ₂ 40mmHg时P ₅₀为26.6mmHg，大约女性为25mmHg，男性为27mmHg。P ₅₀增大表明Hb对O ₂的亲和力降低，需更高的PO ₂才能达到50%的SO ₂，为氧离曲线右移；P ₅₀降低表明Hb对O ₂的亲和力增高，较低的PO ₂即能达到50%的SO ₂，为氧离曲线左移。

由于P ₅₀的测定较为复杂，难以在临床上推广应用。我们在研究了氧离曲线的数学方程后，首次提出了用氧饱的度偏移度来判断氧离曲线偏移的方法。

氧离曲线略呈S形，难以用一个数学方程表达。由于氧离曲线下段(PaO ₂ 0～20mmHg区间)临床意义不大，故我们将下段去掉，研究了PaO ₂ 20～100mmHg，SaO ₂ 32.3%～100%区间氧离曲线的PaO ₂与SaO ₂对应值，推导出氧离曲线的数学方程为：

此方程中e为自然对数的底数，e=2.71828，PaO ₂为血气实测PaO ₂(mmHg)，由此方程所计算的SaO ₂即代表标准状况下(T 37℃、pH 7.40、PaCO ₂ 40mmHg)一定PaO ₂所对应的SaO ₂。

任一患者血气实测SaO ₂与由氧离曲线方程所计算的标准SaO ₂之差，即为SaO ₂偏移度，用公式表示为：

我们测定了正常人SaO ₂偏移度，在±1%范围内。在一定PaO ₂下，当患者实测SaO ₂>标准SaO ₂时，SaO ₂偏移度为正值，表明Hb对O ₂的亲和力增强，为氧离曲线左移；当患者实测SaO ₂<标准SaO ₂时，SaO ₂偏移度为负值，表明Hb对O ₂的亲和力降低，为氧离曲线右移。SaO ₂偏移度越大，则氧离曲线偏移越重。

例1：我们测定了32例肺心病呼吸性酸中毒患者动脉血气的均值为：pH 7.311、PaCO ₂ 75.8mmHg、HCO ₃ ^- 37mmol/L、PaO ₂ 48mmHg、SaO ₂ 75.8%。按氧离曲线方程计算：标准SaO ₂=100-67.7×e ^{-[(PaO₂-20)/20.5]}=100-67.7×e ^{-[(48-20)/20.5]}=82.7%，SaO ₂偏移度 =实测SaO ₂-标准SaO ₂=75.8%-82.7%=-6.9%，表明该组呼吸性酸中毒患者氧离曲线右移，SaO ₂偏移度均值为-6.9%。

例2：我们测定了10例肺心病代谢性碱中毒患者动脉血气的均值为：pH 7.495、PaCO ₂ 47mmHg、HCO ₃ ^- 35mmol/L、PaO ₂ 45mmHg、SaO ₂ 84%。按氧离曲线方程计算：标准SaO ₂=100-67.7×e ^{-[(45-20)/20.5]}=80%，SaO ₂偏移度=实测SaO ₂-标准SaO ₂=84%-80%=+4%，表明该组代谢性碱中毒患者氧离曲线左移，SaO ₂偏移度均值为+4%。

当pH降低与PaCO ₂升高时，Hb对O ₂的亲和力降低，氧离曲线右移；反之当pH增高与PaCO ₂降低时，Hb对O ₂的亲和力增加，氧离曲线左移。pH改变是影响氧离曲线偏移的重要因素，酸度对Hb与O ₂亲和力的这种影响称为波尔效应。PaCO ₂亦主要通过对pH的影响而使氧离曲线偏移。

在例1所测的32例呼吸性酸中毒患者中，pH降低的均值为7.40-7.311=0.089，SaO ₂偏移度均值为-6.9%，由此可计算出该组呼吸性酸中毒患者pH每降低0.001时，SaO ₂偏移度的变化为-0.08%。在例2所测定的10例代谢性碱中毒患者中，pH增高的均值为7.495-7.40=0.095，SaO ₂偏移度的均值为+4%，由此可计算出该组代谢性碱中毒患者pH每增加0.001时，SaO ₂偏移度的变化为+0.04%。

以上情况表明，呼吸性酸中毒时pH降低使氧离曲线右移的程度大于代谢性碱中毒时pH增高使氧离曲线左移的程度。在我们测定的38例复合型酸碱失衡患者中亦存在类似规律。

温度升高时Hb对O ₂的亲和力降低，氧离曲线右移；温度降低时Hb对O ₂的亲和力增加，氧离曲线左移。温度对氧离曲线的影响，可能与温度影响了H ⁺活度有关，温度升高时H ⁺活度增加，致氧离曲线右移。临床上发热患者的机体组织温度升高，代谢增强，CO ₂和酸性代谢产物增加，氧离曲线右移，有利于HbO ₂离解，可向组织释放更多的氧。

2，3-DPG是存在于红细胞内的有机磷酸盐，为无氧糖酵解旁路的中间产物，在调节Hb与O ₂的亲和力中起重要作用。2，3-DPG能与Hb相结合，稳定Hb分子结构，使Hb与O ₂的亲和力减弱。2，3-DPG浓度增高时，氧离曲线右移；2，3-DPG浓度降低时，则使氧离曲线左移。促使2，3-DPG增多的常见原因为低氧血症、贫血等。呼吸衰竭低氧血症患者因组织缺氧而致糖酵解加强，红细胞2，3-DPG增加，氧离曲线右移，有利于氧的释放。此外，肾上腺皮质激素、甲状腺素、生长激素等均可增加红细胞内的无氧糖酵解，而使2，3-DPG增加。促使2，3-DPG减少的常见原因为输入库存血。库存血10天，红细胞内的2，3-DPG由4.5减少至0.5(μmol/μl RBC)。若将这种血液大量输给患者，可使氧离曲线明显左移，极不利于向组织供氧。因此急救患者时最好不要输用库存血。

氧离曲线左移和右移分别使Hb与O ₂的亲和力增高与降低。必须指出，这种影响在肺毛细血管和组织内具有双向性。氧离曲线左移时，因Hb与O ₂的亲和力增加，可促进肺毛细血管血液的氧合，使血氧饱和度增高，血氧含量增高；但另一方面氧离曲线左移不利于组织毛细血管血液释放氧，使组织细胞缺氧加重。氧离曲线右移时，因Hb与O ₂的亲和力降低，不利于肺毛细血管血液的氧合，使血氧饱和度降低，血氧含量减少；但另一方面氧离曲线右移有利于组织毛细血管血液释放氧。

我们曾测定过5例呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒的肺心病患者血气均值为：pH 7.211、PaCO ₂ 64.5mmHg、HCO ₃ ^- 25mmol/L、PaO ₂ 48mmHg、SaO ₂ 72.7%。按氧离曲线方程计算标准SaO ₂=100-67.7×e ^{-[(48-20)/20.5]}=82.7%，SaO ₂偏移度=72.7%-82.7%=-10%，表明氧离曲线右移。若该组患者无氧离曲线右移，当PaO ₂ 48mmHg时，SaO ₂应为82.7%，血氧含量应为0.003×PaO ₂(48mmHg)+1.34×Hb(15g/dl)×SaO ₂(82.7%)=16.8ml/dl。该组患者因氧离曲线右移，SaO ₂降到72.7%，血氧含量应为0.003×PaO ₂(48mmHg)+1.34×Hb(15g/dl)×SaO ₂(72.7%)=14.8ml/dl。由此可见，氧离曲线重度右移使SaO ₂明显降低，血氧含量降低，亦可减少组织供氧。

我们认为，当PaO ₂>60mmHg时，由于氧离曲线处于平坦段，氧离曲线右移对SaO ₂和血氧含量影响较小，而在组织中氧的释放增加，有利于增加组织供氧。当PaO ₂<60mmHg时，由于氧离曲线处于陡直段，氧离曲线右移使SaO ₂和血氧含量降低较明显，组织供氧仍可减少。

在治疗呼吸衰竭时，应注意防止和纠正酸碱失衡。防治酸中毒所致氧离曲线右移，可提高SaO ₂和血氧含量；防治碱中毒所致氧离曲线左移，可增加组织中氧的释放，均有助于增加组织供氧。一般说来，碱中毒所致氧离曲线左移危害性较大，使组织缺氧加重。而轻度酸中毒使氧离曲线轻度右移，若配合氧疗以提高PaO ₂和SaO ₂，更有助于改善组织缺氧。