Το αίμα και τα αιμοφόρα αγγεία είναι το σύστημα μεταφοράς μέσα στα σώματα όλων των θηλαστικών. Το αίμα αποτελείται από έναν αριθμό διαφορετικών τύπων κυττάρων που αιωρούνται στο πλάσμα. Το πλάσμα αποτελείται κυρίως από νερό που περιέχει διαλυμένες ουσίες όπως γλυκόζη, λιπίδια και αμινοξέα. Οι τύποι κυττάρων που βρίσκονται στο αίμα είναι τα ερυθρά αιμοσφαίρια ή τα ερυθρά αιμοσφαίρια, τα λευκά αιμοσφαίρια και τα αιμοπετάλια.
Τα λευκά αιμοσφαίρια ονομάζονται επίσης λευκοκύτταρα. Υπάρχουν δύο κύριες ομάδες λευκοκυττάρων – φαγοκύτταρα και λεμφοκύτταρα – τα οποία εμπλέκονται και τα δύο στην καταπολέμηση ασθενειών και λοιμώξεων. Τα αιμοπετάλια δεν είναι στην πραγματικότητα κύτταρα, αλλά θραύσματα κυττάρων που εμπλέκονται στην πήξη του αίματος.
Τα ερυθρά αιμοσφαίρια αναφέρονται επίσης ως ερυθρά αιμοσφαίρια, ερυθρά αιμοσφαίρια και ερυθροκύτταρα. Η κύρια λειτουργία τους είναι να μεταφέρουν οξυγόνο σε όλο το σώμα. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια ταξιδεύουν μέσω του αναπνευστικού συστήματος για να συλλέξουν οξυγόνο και στη συνέχεια μετακινούνται μέσω των αιμοφόρων αγγείων στους άλλους ιστούς του σώματος. Η δομή των ερυθρών αιμοσφαιρίων τροποποιείται για αυτή τη λειτουργία.
Τα ερυθροκύτταρα έχουν ένα ξεχωριστό σχήμα που επιτρέπει σε μεγάλο αριθμό από αυτά να εμφανίζονται μέσα στο αίμα. Δεν περιέχουν πυρήνα και το κέντρο του κυττάρου είναι βυθισμένο, γεγονός που τους δίνει την εμφάνιση αμφίκωνων δίσκων. Εάν ένα επίχρισμα αίματος παρατηρηθεί μέσω μικροσκοπίου, υπάρχουν πολλά κόκκινα σωματίδια, τα οποία είναι εύκολο να διακριθούν, καθώς μοιάζουν με ντόνατς.
Το εσωτερικό των κυττάρων είναι γεμάτο με αιμοσφαιρίνη. Πρόκειται για ένα σύνθετο μόριο πρωτεΐνης που έχει τέσσερις ομάδες αίμης, οι οποίες περιέχουν σίδηρο. Η αιμοσφαιρίνη είναι κόκκινη, που είναι αυτό που δίνει στα κόκκινα σωμάτια το χρώμα τους. Επίσης, η αιμοσφαιρίνη είναι η πρωτεΐνη που είναι υπεύθυνη για τη μεταφορά οξυγόνου μέσα στο αίμα. Το γεγονός ότι δεν υπάρχει πυρήνας επιτρέπει να υπάρχουν τόσα περισσότερα μόρια αιμοσφαιρίνης στο κύτταρο.
Όταν τα ερυθρά αιμοσφαίρια περνούν μέσα από τον πνεύμονα, υπάρχει υψηλή συγκέντρωση μορίων οξυγόνου σε σύγκριση με το εσωτερικό των κυττάρων. Τα μόρια οξυγόνου διαχέονται μέσω της μεμβράνης των σωματιδίων και συνδυάζονται με την αιμοσφαιρίνη για να σχηματίσουν οξυαιμοσφαιρίνη. Κάθε μία από τις τέσσερις ομάδες αίμης μπορεί να συνδυαστεί με ένα μόριο οξυγόνου, έτσι κάθε αιμοσφαιρίνη μπορεί να μεταφέρει τέσσερα μόρια οξυγόνου. Όταν τα κόκκινα αιμοσφαίρια περνούν από τους ιστούς, η χαμηλότερη συγκέντρωση οξυγόνου προκαλεί τη διάσπαση του αδύναμου δεσμού μεταξύ του οξυγόνου και της αιμοσφαιρίνης. Τα μόρια οξυγόνου αποσπώνται εύκολα από τις ομάδες αίμης και διαχέονται έξω από τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Στη συνέχεια, τα μόρια διαχέονται στα κύτταρα άλλων ιστών που το χρειάζονται.
Μέσα στα κόκκινα σωματίδια, μπορεί να υπάρχουν έως και 250 εκατομμύρια μόρια αιμοσφαιρίνης. Αυτό σημαίνει ότι έως και 100 εκατομμύρια μόρια οξυγόνου μπορούν να μεταφερθούν από ένα μόνο κύτταρο. Το αμφίκυρτο σχήμα των κόκκινων σωματιδίων του δίνει μεγαλύτερη επιφάνεια, που σημαίνει ότι ο ρυθμός απορρόφησης του οξυγόνου είναι πολύ υψηλότερος. Όλοι αυτοί οι παράγοντες καθιστούν αυτή μια εξαιρετικά αποτελεσματική μέθοδο μεταφοράς οξυγόνου σε όλο το σώμα.