Biologia

Zwierzęta wyższe mają barwniki oddechowe, które w odwracalny sposób wiążą się z tlenem i w dużym stopniu zwiększają wydajność jego transportu. Hemocyjanina jest barwnikiem zawierającym miedź; rozproszona w hemolimfie wielu gatunków mięczaków i stawonogów ujawnia swoją niebieską barwę tylko w połączeniu z tlenem. Hemoglobina, która rzadko występuje u bezkręgowców, zawsze jest u nich związana z osoczem. Najbardziej powszechnymi barwnikami oddechowymi zwierząt są hemoglobina i mioglobina. Mioglobina występuje we włóknach mięśniowych. Hemoglobina jest barwnikiem charakterystycznym dla kręgowców, u których występuje w erytrocytach. U człowieka i innych ssaków tlen zawarty w powietrzu wdychanym dyfunduje z pęcherzyków płucnych do naczyń włosowatych płuc. W osoczu, w stanie równowagi z powietrzem pęcherzykowym, może się fizycznie rozpuścić 0,25 ml tlenu na 100 ml. Tlen z osocza przenika do erytrocytów i łączy się z hemoglobiną. Jej właściwości pozwalają przyłączyć ok. 20 ml tlenu na 100 ml krwi, zatem hemoglobina transportuje ok. 99% tlenu, a reszta jest rozpuszczona w osoczu. Nazwa hemoglobina jest ogólną nazwą dla grupy pokrewnych związków, z których wszystkie zawierają żelazo-porfirynę, czyli hem, połączony z białkiem - globiną. Część białkowa cząsteczki hemoglobiny różni się u różnych gatunków zwierząt wielkością, składem aminokwasów i właściwościami fizycznymi. Hemoglobina połączona z tlenem jest jasnoczerwona, natomiast hemoglobina uboga w tlen jest ciemnoczerwona, nadaje krwi żylnej sinawy odcień. Białkowa część hemoglobiny składa się z czterech łańcuchów polipeptydowych, dwa z nich typu a, dwa typu P, każdy jest przyłączony do pierścienia hemu.