Каждый грамм гемоглобина способен связать 1,34 мл кислорода, переходя при этом в оксигемоглобин. У здоровых людей содержится 14 - 16 г гемоглобина в 100 мл крови. Соответственно кислородная емкость 100 мл крови равна 18 - 21 мл кислорода.
Уменьшение содержания гемоглобина в циркулирующей крови вследствие снижения числа эритроцитов или слабого насыщения их гемоглобином является причиной недостаточности содержания кислорода в крови - гииоксемии. Так бывает при тяжелых анемиях, например злокачественного характера, после больших кровопотерь (до 70% крови) или при резко выраженных расстройствах функции кроветворного аппарата.
Обеднение крови гемоглобином переносится организмом удовлетворительно, если оно совершается постепенно и организм имеет возможность приспособиться к такому нарушению. Например, при кровопотерях прежде всего происходит углубление и учащение дыхания, а также ускорение кровообращения.
Одышка при кровопотерях возникает вследствие возбуждения дыхательного центра с рефлексогенных сосудистых зон, особенно каротидного синуса и дуги аорты (особо чувствительных к уменьшению кислорода в крови), а также вследствие изменения состава крови, в частности накопления кислых продуктов обмена, возбуждающих дыхательный центр.
Ускорение кровообращения возникает вследствие учащения сердечной деятельности и увеличения присасывающей силы грудной клетки в связи с углублением и учащением дыхания. То же обнаруживается и при тяжелых анемиях. Ускоренное кровообращение при уменьшении содержания гемоглобина в крови способствует лучшему газообмену. К тому же при анемии повышается коэффициент использования кислорода, т. е. отношение количества кислорода, поглощенного тканями, к его количеству, содержащемуся в артериальной крови.
Одним из приспособлений против наступления грозных признаков кислородного голодания у больных тяжелой формой анемии является ограничение движений, требующих затраты кислорода. Вследствие дефицита гемоглобина (при выраженных анемиях) всякое напряжение в связи с работой влечет за собой расстройство дыхания. Оно проявляется в результате гииоксемии и непосредственного раздражающего действия на дыхательный центр накопившейся в крови при работе углекислоты.
Расстройства дыхания возникают также при гипоксемиях в результате потери гемоглобином способности связывать кислород. Это наблюдается при отравлениях окисью углерода и кровяными ядами.
Отравление окисью углерода возникает при вдыхании воздуха, содержащего этот газ. Грозные признаки отравления наступают при содержании окиси углерода во вдыхаемом воздухе в количестве 0,1 - 0,2%, а при длительном действии яда его концентрация в воздухе в количестве 0,05% и даже ниже может стать опасной для жизни.
Окись углерода, попадая в альвеолярный воздух, очень легко переходит в кровь, так как парциальное давление ее в крови равно нулю. Гемоглобин соединяется с окисью углерода примерно в 300 раз легче, чем с кислородом, образуя карбокеигемоглобин. Окись углерода вытесняет кислород из его соединения с гемоглобином. При этом страдает прежде всего снабжение тканей кислородом. Выделение легкими окиси углерода возможно только в нетяжелых случаях отравления, особенно при вдыхании кислорода с примесью углекислоты (для раздражения дыхательного центра). При этом происходит диссоциация СО-НЬ на СО и Hb. Восстановленный гемоглобин снова связывается с кислородом.
При отравлениях такими кровяными ядами, как бертолетовая соль, соединения бензола, фенил гидразин, некоторые мышьяковистые соединения, происходит превращение гемоглобина в метгемоглобин. В метгемоглобине кислород связан в более прочной форме, чем в оксигемоглобине. Поэтому метгемоглобинемия заметно ухудшает снабжение тканей кислородом.