O transporte de oxigênio e gás carbônico no sangue ocorre através da hemoglobina, uma proteína presente nos glóbulos vermelhos do sangue. A hemoglobina é capaz de se ligar tanto ao oxigênio quanto ao gás carbônico. No sangue arterial, o oxigênio é transportado pela hemoglobina, que se liga a ele formando a oxi-hemoglobina. Já o gás carbônico é transportado na forma de bicarbonato (HCO3-) e dissolvido no plasma sanguíneo. No sangue venoso, a hemoglobina se liga ao gás carbônico formando a carbo-hemoglobina, enquanto o oxigênio é liberado para os tecidos. O bicarbonato é convertido novamente em gás carbônico e eliminado pelos pulmões durante a respiração. É importante ressaltar que a ligação da hemoglobina com o oxigênio e o gás carbônico é influenciada por diversos fatores, como a concentração de gases, pH e temperatura.
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