Виды гемоглобина. 
Физиология эритроцитов

Эмбрионы содержат примитивный гемоглобин (НgР)., на смену ему приходит плодовый или фетальный гемоглобин (НgF). Основным гемоглобином взрослого организма является НgА₁ (98−100%) и НвА₂ (до 2%), а также разновидность Нg — мышечный миоглобин.

Виды Нg отличаются друг от друга по степени химического сродства к О₂. Так, НgF в физиологических условиях имеет более высокое сродство к О₂, чем НвА. Эта важнейшая особенность НgF создает оптимальные условия для транспорта О₂ кровью плода.

Соединения гемоглобина

К основным соединениям гемоглобина относятся: ННg — восстановленный гемоглобин и НgСО₂ — соединение с углекислым газом (карбогемоглобин). Они в основном находятся в венозной крови и придают ей темно-вишневый цвет. Можно более точно определить присутствие в растворе ННg (дезоксиформа) методом спектрального анализа. Спектр ННg имеет одну широкую полосу поглощения в желто-зеленой части.

НgО₂ — оксигемоглобин — находится, в основном, в артериальной крови, придавая ей алый цвет. По данным спектрального анализа известно, что спектр НвО₂ имеет две узкие полосы поглощения в желто-зеленой части спектра. НgО₂ — чрезвычайно нестойкое соединение, его концентрация определяется парциальным давлением О₂ (рО₂): чем больше рО₂, тем больше образуется НgО₂ и наоборот. Все вышеперечисленные соединения гемоглобина относятся к физиологическим.

Однако, есть и патологические формы гемоглобина.

Карбоксигемоглобин (НgСО) — очень прочное соединение с угарным газом, обусловленное химическими свойствами угарного газа по отношению к Нg. Оказалось, что его родство к Нg в 400−500 раз больше, чем сродство О₂ к Нg. Поэтому при незначительном повышении концентрации СО в окружающей среде образуется очень большое количество НgСО. Если в организме находится много НgСО, то возникает кислородное голодание. Фактически О₂ в крови очень много, а клетки тканей его не получают, т.к. НgСО — прочное соединение с О₂. При спектральном определении НgСО спектр НgСО имеет аналогичные характеристики с НgО₂, т. е. две узкие полосы поглощения в желто-зеленой части спектра. В растворе НgСО имеет алую окраску.

Первая помощь при отравлении угарным газом — доступ свежего воздуха, создание высоких концентраций О₂ (кислородная подушка). В случаях тяжелых отравлений проводятся обменные переливания крови. При кислородном голодании в первую очередь поражается ЦНС, и прежде всего корковые нейроны.

Метгемоглобин (MetНg) — окисленная форма Нg, крови придает коричневую окраску, его можно обнаружить, используя метод спектрального анализа. В спектре выявляется одна дополнительная полоса поглощения в красной части спектра. Образуется MetНg при действии на Нg любым окислителями: нитраты, перекиси, перманганат калия, красная кровяная соль и т. д. Это стойкое соединение, потому что железо из ферроформы (Fe²⁺) переходит в ферриформу (Fe³⁺), необратимо связывающую О₂. При образовании в организме больших количеств MetНg также возникает кислородная недостаточность (гипоксия).

В физиологических условиях в организме тоже образуется небольшое количество метгемоглобина, так как ферроформа железа нестабильна и стремиться перейти в ферриформу. В эритроцитах присутствует специальный фермент — метгемоглобинредуктаза, которая постоянно переводит метгемоглобин в оксигемоглобин.