В крупных кровеносных сосудах эритроциты имеют тенденцию складываться друг с другом плоской стороной. Этот процесс называется образованием «монетных столбиков», но более наглядно мы можем представить его себе и виде стопки блинов. Кровь течет по крупным сосудам гораздо свободней, когда эритроциты аккуратно сложены таким образом. Однако образование «монетных столбиков» невозможно в капиллярах, диаметр которых едва ли больше самих эритроцитов. Эритроциты вынуждены ползти по капиллярам по одному, медленно проталкиваясь через узкие отверстия, подобно человеку, осторожно передвигающемуся по узкому и низкому туннелю на четвереньках. Это не так уж и плохо, поскольку дает им достаточно времени, чтобы запастись кислородом или отдать его.
Один эритроцит содержит около 270 миллионов молекул гемоглобина, а каждая молекула имеет четыре группы гемов. Каждая группа обладает способностью прикреплять к себе одну молекулу кислорода. Следовательно, эритроцит, который входит в капилляры легких без кислорода, выходит нагруженный более чем миллиардом молекул кислорода. Вода такого же объема может с помощью простого растворения нести не более 1/70 этого количества. Наличие гемоглобина, таким образом, повышает эффективность кровотока как переносчика кислорода в 70 раз. Вместо того чтобы иметь 4,5-секундный резервный запас кислорода в нашем кровотоке, мы имеем 5-минутный запас. Однако это не так уж и много, и нескольких минут пребывания без кислорода достаточно, чтобы мы задохнулись, но, по крайней мере, это дает нам достаточный запас надежности для продолжения жизни.
Когда кислород проникает через тройной барьер (альвеолярную мембрану, стенку капилляра и оболочку эритроцита) и прикрепляется к молекуле гемоглобина, образуется новое соединение — оксигемоглобин. Именно оксигемоглобин имеет тот ярко-красный цвет, который мы считаем цветом крови. Гемоглобин, не обогащенный кислородом, синевато-алого цвета. По мере того как кровь проходит по большому кругу кровообращения и теряет кислород, ее цвет постепенно темнеет, до тех пор пока в венах не становится совсем синим. Вы можете видеть этот синий цвет вен на тыльной стороне своей руки, на внутренней стороне запястья и в любом другом месте, где вены близко подходят к поверхности тела, если только кожа у вас достаточно светлая. У людей со смуглой кожей цвет оказывается зеленоватый, потому что вы видите вены через слой кожи, который может содержать небольшое количество желтоватого пигмента. Тем не менее не у многих из нас этот синий или зеленый цвет ассоциируется с кровью, потому что кровь, которую мы видим при кровотечении, всегда ярко-красная. Даже если мы перережем вену и позволим темной крови хлынуть наружу, она впитает кислород, как только войдет в контакт с воздухом, и станет темно-красной.
Ярко-красная, обогащенная кислородом кровь называется артериальной, поскольку она находится в аорте и других артериях большого круга кровообращения. Темная, бедная кислородом кровь называется венозной, поскольку она находится в венах большого круга кровообращения. Эта терминология не совсем соответствует действительности, поскольку в малом круге кровообращения ситуация, конечно же, противоположная. Легочная артерия транспортирует не обогащенную кислородом кровь к легким и, значит, несет венозную кровь, несмотря на то что она артерия. Что же касается легочной вены, то она поставляет организму свежайшую артериальную кровь.
Любой дефицит эритроцитов или гемоглобина (либо того и другого), конечно же, серьезная угроза жизнедеятельности организма. Такое состояние называется анемия (что по-гречески значит «нет крови», что несколько преувеличивает серьезность такого состояния). При острой анемии количество эритроцитов может упасть до 1/3 от нормы, а количество гемоглобина — до 1/10. У больного анемией эффективность транспортировки кислорода снижается и, соответственно, снижается количество энергии, годной для использования. Следовательно, одним из самых заметных симптомов анемии, кроме бледности, является еще и быстрая утомляемость.
Самая непосредственная причина анемии — это потеря крови через рану, при несчастном случае или из-за болезни. Такая потеря крови — это геморрагия (что по-гречески означает «поток крови»), или кровотечение. Кроме очевидной внешней потери крови в результате порезов, ран и царапин, существует еще возможность внутренней геморрагии в результате физического воздействия либо болезни, такой, как кровоточащая язва, например. Кровотечению не обязательно быть интенсивным. Небольшое, но хроническое кровотечение, вроде того, что возникает при туберкулезе легких, может также вызвать анемию.