Образующаяся во время обмена веществ углекислота захватывается кровью и отделяется от неё опять-таки в месте наибольшего соприкосновения с вдыхаемым воздухом — в альвеолах. Подобным образом кровь переносит питательные вещества, поступившие вместе с пищей, от места всасывания, то есть кишечника, к местам переработки, потребления и накопления. С другой стороны, кровь забирает из резервов организма питательные вещества и доставляет их какому-либо органу в случае острой необходимости в этих веществах. Биологически активные вещества — ферменты и гормоны, вырабатываемые в самом организме и имеющие часто очень специфические свойства, — переносятся по кровотоку от места их образования ко всем участкам тела. Многие промежуточные и конечные продукты обмена веществ в клетках поступают вместе с кровью к органам, где подвергаются дальнейшей переработке, очищаются от токсических веществ или удаляются из организма. Наряду с этим циркулирующая кровь выполняет и важные защитные функции, особенно в отношении инфекций. В этом принимают участие белые клетки крови и определенные белковые вещества.
Наконец, поток крови служит и процессу теплопередачи. Он связывает места теплообразования с кожей, через которую осуществляется теплоизлучение и теплопроводность.
Таким образом, с помощью циркуляции крови разнообразные особенности отдельных клеток и органов объединяются в конечном итоге в единую функциональную систему. Движущая сила, заставляющая кровь циркулировать по всему телу (большой круг кровообращения), исходит из левого желудочка сердца, обладающего мощной мышцей. Здесь для потока крови создается давление, которое в спокойном состоянии организма соответствует давлению 120 мм ртутного столба (160 кРа). По мере продвижения крови по всё более разветвленной сети кровеносных сосудов давление её падает, так что после попадания крови в тончайшие сосуды — капилляры, оно снижается до нескольких мм. Поэтому для обратного перемещения крови по венам, кроме сердечной мышцы, важную роль играют мышечная деятельность и ритмические колебания давления крови в области грудной клетки и живота, вызванные дыхательными движениями. После прохождения правой полости сердца венозная кровь выбрасывается менее мощным правым желудочком в малый круг кровообращения, где осуществляется газообмен.
Потребность в кровоснабжении каждого отдельного органа в высшей степени зависит от совершаемой им самим работы. Так, активно работающая мышца требует кровоснабжения в пятикратном размере и даже больше, нежели в спокойном состоянии. Однако в кровообращении, как известно, участвует только определенное количество крови (5-6 л). Чтобы удовлетворить потребности в крови, которые в нашей повседневной жизни постоянно меняются, сердце и органы дыхания должны уметь постоянно приспосабливаться к различным нагрузкам. Кроме того, из-за удаленности или затрудненной проходимости отдельных участков сосудов распределение крови в общей системе кровоснабжения должно осуществляться с учетом потребности в кровоснабжении областей, кровь к которым поступает по этим сосудам. Этот динамичный процесс осуществляется с помощью регуляции кровообращения, в которой принимают участие многочисленные химические и механические раздражители. Регуляция кровообращения тем совершеннее, чем лучше снабжается кровью отдельный орган в соответствии с его потребностями и чем экономнее при этом расход энергии, необходимой для работы центральных органов (сердца, мозга и дыхательного аппарата). Признаки нормального функционирования следующие. При оценке функциональных особенностей кровообращения интерес представляет предел мощности сердца при длительных нагрузках. Очень показательный тест, который каждый может провести самостоятельно или с помощником, был разработан К. X. Купером. После многих проверок, осуществленных с помощью точных измерительных приборов для определения произведенной работы, потребления кислорода, состояния пульса и ЭКГ, он разработал способ, показания которого вряд ли уступают результатам измерений, полученных с помощью многих приборов и участия большого количества людей. Он предложил 12-минутную пробежку, причем расстояние, пробегаемое за это время, берется как мерка. Исходя из проведенных им сравнительных измерений, он мог сообщить, какое количество кислорода (в расчете на 1 кг веса тела) расходуется на отдельных ступенях проводимого теста. Тот факт, что кислородный обмен здесь берется как мера совершенной работы, показывает, что проверке подвергаются также и дыхание, и биохимические процессы, а именно, насколько они способствуют превращению энергии в организме.