公元1866年—血红素和血青素

血液运送养分和氯气给细胞,并带走细胞新陈代谢后产生的废弃物,即二氧化碳。氧气透过肺或鳃进入生物体内,释放后的氧气与产生能量的营养物质发生氧化反应。氧气难溶于水或血液中,因此血液需要额外的物质来增加携氯能力,呼吸色素(respiararory pigment) ,即含有金属的蛋白质—血红素(hemoglobin)及血青素(hemocyanin) —正好能满足这项需求,两者分别为红色和蓝色。

几乎所有脊椎动物,和多数无脊椎动物体内都含有血红素,是红血球的主要成分。血红素是一种含铁的蛋白质,在1840年由费徳里奇.胡菲尔德发现。1866年,菲利克斯·霍帕—塞勒这位现代生物 化学的先驱,发现氧气和红血球的结合是可逆反应,且必须有血红素的存在两者才能结合。当脊椎动 物的血液中氧气量已达饱和,血液会呈现鲜红色。哺乳类体内的氧气和血红素结合后,氧气的溶解度 会增加七倍。

而含铜的血青素则是多数软件动物(例如蚯蜗、螺)和节肢动物(甲壳动物、鲎、蝎、娱蚣,罕见于昆虫)体内负责携带氧气的物质。因为含铜,所以含氧的血青素呈现蓝色,1927年由瑞典化学家 西奥多‧斯维德伯格首度发现其存在。

血红素和血青素具有相同的呼吸功能,差别仅在两种于循环液体中各有不同的运输方式。血红素和红血球的结合发生在血管里,是密闭的循 环系统,氧气扩散进入微血管,再进入细胞周围的组织间液。相反的,负责运输氧气的血青素并 不会和血球结合,而是悬浮在血淋巴之中,血淋巴犹如开放式的循环系统,血球浸润其中。有些昆虫仍具有简单的开放性循环系统,血淋巴内并不含负责携氧的分子。