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氧解离曲线是表示PO2与Hb氧饱和度关系的曲线，反映氧与Hb结合与解离的情况，曲线呈S型，与Hb的变构效应有关。根据氧离曲线的斜度和各区间的功能可以自右向左可分为三段：
1.上段：相当于PO2在60～100mmHg之间的Hb氧饱和度，反映在肺泡中，O2与Hb结合的情况。这段曲线的特点是比较平坦，表明在这个范围内PO2的变化对Hb氧饱和度影响不大。即使在高原、高空或某些呼吸系统疾患时，只要肺泡气PO2大于60mmHg，氧饱和度就可大于90%，不表现为明显的低氧血症。
2.中段：相当于PO2在40～60mmHg之间的Hb氧饱和度，是反映平静呼吸组织内气体交换时，HbO2释放O2的情况。由于曲线较陡，PO2轻微下降，就有较多O2的释放。
3.下段：相当于PO2在15～40mmHg之间的Hb氧饱和度，也是反映Hb与O2解离的部分。当机体做剧烈运动细胞代谢加强时，细胞PO2进一步下降，动脉血流经组织后，其PO2会进一步下降至15mmHg，反映了血液在组织间释放氧能力的储备情况。由于曲线比中段更陡，此时PO2轻微下降，就可引起大量O2释放。
因为曲线的中、下段较陡直，也提示我们，在机体严重缺氧时，轻微改善肺通气，提高肺泡内PO2，就可显着提高动脉血的O2饱和度，改善缺氧症状。
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