Oxigenarea sângelui din capilarele pulmonare poartă numele de hematoză pulmonară. Deşi sângele străbate foarte repede capilarele pulmonare schiburile gazoase sunt posibile deoarece suprafaţa de contact este extrem de mare, stratul de sânge este foarte subţire şi grosimea mebranei alveolo-capilare minimă.
Transportul sangvin al oxigenului se face în proporţie de 1% sub formă dizolvată în plasmă şi restul sub forma unei combinaţii labile cu hemoglobina (Hb) denumită oxihemoglobină (HbO2).
Datorită fierului bivalent pe care îl conţine, hemoglobina se combină foarte rapid cu O2, fiecare din cei 4 atomi de fier ai gripărilor hem putând fixa o moleculă de oxigen. În repaus sângele arterial transportă sub formă de HbO2 97,5% din cantitatea totală de O2. Forma dizolvată, deşi minimă comparativ cu cea combinată cu Hb, din punct de vedere funcţional este cea mai importantă deoarece se află în schimburi directe cu lichidele interstiţiale şi, prin acestea, cu celulele.
Transpostul sangvin al CO2 se face în mică măsură (aproximativ 8%) sub formă dizolvată în plasmă şi în cea mai mare parte sub forma unor combinaţii chimice labile (bicarbonaţi, carbohemoglobină). CO2 rezultat din oxidările celulare ajunge prin difuziune în lichidul interstiţial. În sânge se dizolvă în lichidele plasmatice şi pătrunde cu uşurinţă în eritrocite datorită difuzibilităţii sale ridicate.
Atât în plasmă cât şi în eritrocite, sub influenţa anhidrazei carbonice, CO2 se hidratează, rezultând H2CO3 care se disociază rapid eliberând HCO3 (anionul bicarbonic), care se combină cu K în eritrocite şi cu Na în plasmă. Sub formă de bicarbonaţi se transportă în sânge aproxiomativ 80% din CO2, din care 10% în eritrocite şi 70% în plasmă.
La nivelul capilarelor tisulare, sângele arterial cedează O2 necesar activităţii celulare şi se încarcă cu CO2 rezultat din metabolismul celular, care difuzează din lichidul interstiţial (60mmHg) în sângele capilar (40 mmHg).
Disocierea HbO2 depinde de mai mulţi factori dintre care cei mai importanţi sunt: presiunea parţială a O2 şi a CO2, temperatura şi pH-ul. În lichidul interstiţial presiunea O2 este de aproximativ 40 mmHg, iar în sângele capilar de 97 mmHg, acest gradient presional favorizând disocierea HbO2.
Capacitatea CO2 de a intensifica disocierea oxihemoglobinei în ţesuturile cu activitate intensă se datorează generării şi acumulării locale de acid carbonic, care scade pH-ul tisular, şi, consecutiv, afinitatea hemoglobinei pentru O2.
Creşterea temperaturii scade capacitatea Hb de a fixa O2, favorizând deci disocierea HbO2.
În condiţii de activitate tisulară crescută, ca urmare a acţiunii convergente a acestor facotri, oxihemoglobina se disociază mai intens, eliberând ţesuturilor cantităţile de O2 necesar activităţii lor.
Schimbul de gaze la nivel tisular are loc prin difuziune, ele trecând din ţesuturi în sânge (şi invers) prin intermediul lichidului interstiţial de la o presiune mai mare la una mai mică.
Utilizarea O2 de către celule are loc în mitocondriile acestora, în care se desfăşoară procese de oxidoreducere complexe, sub aţiunea enzimelor specifice, substanţele organice fiind oxidate până la CO2 şi H2O,