Найважливіша функція крові - дихальна. Цілком Зайнятий в легких кисень переноситься кров'ю до органів і тканин, а вуглекислий газ транспортується у зворотному напрямку. Основна (ключова) роль в перенесенні дихальних газів належить гемоглобіну, що міститься в еритроцитах крові.
Гемоглобін відноситься до класу складних білків - хромопротеїни. Він складається з небілкової частини, що відноситься до железопорфіріна, - гема і білкової частини - глобіну. Гемоглобін виконує функцію переносника кисню завдяки наявності в молекулі гема двовалентного заліза. Залізо гемоглобіну, приєднуючи молекулу кисню, що не окислюється, тобто не переходить з дво- в тривалентне стан, а утворює оборотну зв'язок, яка порівняно легко руйнується при відповідних змінах концентрації кисню в середовищі.
Гемоглобін (Нb), який приєднав кисень, стає оксигемоглобіном (НbО2). Реакцію зв'язування кисню гемоглобіном називають оксигенацией, зворотний процес - дезоксігенаціей. Чи не пов'язаний з киснем гемоглобін носить назву дезоксигемоглобина.
Відсоткове співвідношення кількості О2, реально пов'язаного з гемоглобіном, до кисневої ємності крові називається насиченням (saturation - сатурація) гемоглобіну киснем (SO2 або НвО2). Іншими словами, SO2 - це відношення оксигемоглобина до загальної кількості гемоглобіну крові.
У нормі насичення артеріальної крові киснем (SO2 або НвО2) становить 96-98%. Невелике "недонасищеніе" (2-4%) пояснюється деякою нерівномірністю легеневої вентиляції і незначною домішкою венозної крові, які мають місце і у здорових людей.
Насичення гемоглобіну киснем залежить від напруги О2 в крові (відповідно до фізичним законом діючих мас). Графічно цю залежність відображає крива дисоціації оксигемоглобіну, що має S-подібну форму.
Напруга кисню в артеріальній крові (РаО2) в нормі коливається в межах 95-100 мм рт. ст. З віком газовий склад крові зазнає деякі зміни. Напруга О2 в артеріальною крові здорових молодих людей в середньому становить 95-100 мм рт. ст .; до 40 років воно знижується приблизно до 80 мм рт. ст. а до 70 років - до 70 мм рт. ст. Ці зміни пов'язані з тим, що з віком збільшується нерівномірність функціонування різних ділянок легких.
Таким чином, ступінь оксигенації крові може бути охарактеризована двома показниками: напругою кисню (РаО2) і насиченням крові киснем (SO2 або НвО2).
Зниження цих показників в артеріальній крові (венозна кров для дослідження газового складу непридатна) називається артеріальною гипоксемией. Помірна гіпоксемія характеризується перш за все зниженням РаО2, величина SO2 (HBO2) більш стійка.