oxigénio é pouco solúvel no plasma, pelo que menos de 2% do oxigénio é transportado dissolvido no plasma. A grande maioria do oxigênio está ligada à hemoglobina, uma proteína contida dentro dos glóbulos vermelhos. A hemoglobina é composta por quatro estruturas anulares contendo ferro (hemes) quimicamente ligadas a uma grande proteína (globina). Cada átomo de ferro pode ligar-se e libertar uma molécula de oxigénio. Hemoglobina suficiente está presente no sangue humano normal para permitir o transporte de cerca de 0,2 mililitro de oxigênio por mililitro de sangue., A quantidade de oxigênio ligado à hemoglobina é dependente da pressão parcial de oxigênio no pulmão a que o sangue é exposto. A curva que representa o conteúdo de oxigênio no sangue em várias pressões parciais de oxigênio, chamada curva de dissociação oxigênio-oxigênio, é uma característica forma-S porque a ligação do oxigênio a um átomo de ferro influencia a capacidade de oxigênio para se ligar a outros locais de ferro. Em alvéolos ao nível do mar, a pressão parcial do oxigênio é suficiente para ligar o oxigênio a essencialmente todos os locais de ferro disponíveis na molécula de hemoglobina.,
Encyclopædia Britannica, Inc.,
nem todo o oxigénio transportado no sangue é transferido para as células dos tecidos. A quantidade de oxigênio extraído pelas células depende de sua taxa de gasto de energia. Em repouso, o sangue venoso retornando aos pulmões ainda contém 70 a 75 por cento do oxigênio que estava presente no sangue arterial; esta reserva está disponível para atender o aumento da demanda de oxigênio. Durante o exercício extremo, a quantidade de oxigénio remanescente no sangue venoso diminui para 10 a 25 por cento., Na parte mais íngreme da curva oxigénio-dissociação (a porção entre 10 e 40 milímetros da pressão parcial de mercúrio), um declínio relativamente pequeno na pressão parcial de oxigénio no sangue está associado a uma libertação relativamente grande de oxigénio ligado.
a Hemoglobina liga-se não apenas para o oxigênio, mas a outras substâncias, tais como íons de hidrogênio (que determinar a acidez ou pH do sangue), dióxido de carbono, e de 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG; um sal nas células vermelhas do sangue que desempenha um papel na liberação de oxigênio da hemoglobina na circulação periférica)., Estas substâncias não se ligam à hemoglobina nos locais de ligação ao oxigénio. No entanto, com a ligação do oxigênio, mudanças na estrutura da molécula de hemoglobina ocorrem que afetam a sua capacidade de ligar outros gases ou substâncias. Inversamente, a ligação destas substâncias à hemoglobina afeta a afinidade da hemoglobina para o oxigênio. (Afinidade denota a tendência de moléculas de diferentes espécies se ligarem umas às outras.) Aumentos nos íons de hidrogênio, dióxido de carbono, ou 2,3-DPG diminuem a afinidade da hemoglobina para o oxigênio, e a curva de dissociação de oxigênio muda para a direita., Devido a esta afinidade diminuída, uma pressão parcial aumentada de oxigênio é necessária para ligar uma determinada quantidade de oxigênio à hemoglobina. Acredita-se que uma mudança para a direita da curva seja benéfica na liberação de oxigênio para os tecidos quando as necessidades são grandes em relação ao fornecimento de oxigênio, como ocorre com anemia ou exercício extremo. As reduções nas concentrações normais de íons hidrogênio, dióxido de carbono e 2,3-DPG resultam em uma maior afinidade da hemoglobina para o oxigênio, e a curva é deslocada para a esquerda., Este deslocamento aumenta a ligação do oxigênio à hemoglobina em qualquer pressão parcial dada de oxigênio e é pensado para ser benéfico se a disponibilidade de oxigênio é reduzida, como ocorre em altitude extrema.
As variações de temperatura afectam igualmente a curva de dissociação oxigénio. Um aumento da temperatura desloca a curva para a direita (afinidade diminuída; libertação aumentada de oxigénio); uma diminuição da temperatura desloca a curva para a esquerda (afinidade aumentada)., A faixa de temperatura corporal geralmente encontrada nos seres humanos é relativamente estreita, de modo que as mudanças associadas à temperatura na afinidade do oxigênio têm pouca importância fisiológica.