Дыхательная функция крови заключается в доставке клеткам молекулярного кислорода в количествах, адекватных их метаболическим потребностям. Адекватное снабжение клеток и тканей О2 зависит от таких факторов, как количество О2 во вдыхаемом воздухе, газообменная функция легких, работа сердца, концентрация циркулирующего гемоглобина, сродство гемоглобина к О2 и распределение крови в сосудах данной ткани. Нормальная оксигенация клеток находится в прямой зависимости от напряжения О2 в капиллярах, которое должно быть достаточно высоким для выхода О2 из капилляра и диффузии в окружающие ткани. Напряжение О2 (рО2) в артериальной крови примерно одинаково во всех тканях, тогда как рО2 в венозной крови варьирует и зависит от количества О2, утилизируемого данной тканью. При гипоксемии, когда рО2 в капиллярах становится недостаточно высоким, чтобы обеспечить клетки О2 в соответствии с их метаболизмом, может возникать гипоксия тканей. Доставка О2 в этих условиях может быть улучшена гиперфункцией сердца и перераспределением крови (резерв кровотока), повышением газообмена в легких (респираторный резерв), уменьшением сродства гемоглобина к О2 (резерв сродства гемоглобина к О2) и увеличением количества циркулирующего гемоглобина (эритропоэтический резерв).
Последние два механизма адаптации организма к гипоксии являются весьма существенными и связаны с эритроидными клетками, совокупность которых обозначается термином «эритрон». Эта клеточная система выполняет высокоспециализированную функцию переноса О2 из альвеолярного воздуха в ткани и включает в себя 4 категории клеток: 1) ядросодержащие эритроидные клетки костного мозга; 2) ретикулоциты костного мозга; 3) ретикулоциты крови; 4) зрелые эритроциты. В костном мозге находится 6% клеток эритрона, 94% - в циркулирующей крови.