Cuando a una molécula de Hb se unen cuatro moléculas de O2, decimos que esta Hb está saturada. En fisiología, no se estudia una molécula de Hb únicamente, sino la imagen general, es decir, la saturación de O2 global en sangre. Cuando la sangre está 100% saturada con O2, significa que ha absorbido todo el O2 es que es capaz.
El grado de saturación de O2 está determinado por la PO2. La figura 14 muestra la relación entre la PO2 y la saturación de O2. En esta figura se observa que a una PO2 de 90 mmHg, la sangre está 100% saturada con O2, a una PO2 de 70 mmHg la saturación está por encima del 95% y a una PO2 de 40 mmHg la saturación es de aproximadamente el 75%.
A partir de lo que sabemos de los valores de PO2 en el cuerpo, y lo que observamos en la figura 14, vemos que la sangre que sale de los alvéolos, donde la PO2 es de 104 mmHg, está 100% saturada con O2. En los tejidos, donde el O2 ya está liberado, la PO2 es de aproximadamente 40 mmHg, por lo que la saturación de O2 de la sangre venosa es todavía de alrededor del 75%. Esto quiere decir que sólo el 25% del O2 de la sangre se transfiere a los tejidos. El resto seguirá en la sangre hacia los pulmones.
La saturación de O2 normalmente variará entre el 100% de la sangre arterial y el 75% de la venosa, en la circulación sistémica. Por lo tanto, en condiciones normales de reposo aún tenemos una gran reserva de O2 en la sangre.
Por otro lado, en la gráfica de la figura 14 se puede observar que a valores de PO2 menores de 40 mmHg, la curva cae rápidamente. Esto implica que un pequeño cambio en la PO2 por debajo de 40 mmHg puede tener efectos graves en la saturación de O2. En esta región, un ligero cambio en la PO2 provoca una difusión relativamente alta de O2 de la sangre. Por ello, cuando hay una saturación de O2 por debajo del 75% decimos que estamos frente a una condición de hipoxia (falta de oxígeno).
La hipoxia es una condición crítica, porque una saturación de O2 en sangre inferior al 75%, o 40 mmHg, es inferior o igual a los niveles de O2 en los tejidos. Por lo tanto, la sangre podría no liberar el O2 a los tejidos. Además, en esta región la curva tiene gran pendiente y por ello es fácil perder gran parte de la saturación. El peor de los casos sería si la saturación en la sangre llegara a ser más baja que la PO2 normal del tejido. Por esta razón, hay que administrar O2 a los pacientes con hipoxia e incluso antes de llegar a ella.
La saturación arterial de O2 se ve afectada por la PO2 en la sangre y los niveles de CO2, así como por la temperatura y el pH (teniendo en cuenta que el pH y el CO2 están estrechamente relacionados, tal como se vio anteriormente). La figura 15 muestra que tanto el aumento del nivel de CO2 y de H+ (es decir, el descenso del pH), como el aumento de la temperatura, disminuyen la capacidad de la Hb para unirse al O2. El gráfico muestra que las curvas se desplazan a la derecha, es decir, la saturación de O2 para una PO2 dada disminuye. Fisiológicamente ésta es una estrategia tan ingeniosa como interesante: el aumento del nivel de CO2 y de H+ (o descenso del pH) y el aumento de la temperatura ocurren sobre todo en los tejidos activos, donde el consumo y la demanda de energía es alto. Esto sucede, por ejemplo, en los músculos esqueléticos durante la actividad física. De acuerdo con la figura 15, vemos que cuando se producen estos cambios físicos, la saturación de O2 disminuye. Esta disminución de la saturación implica la liberación de O2 de la Hb, difundiendo más fácilmente hacia los tejidos. Por lo tanto, en los tejidos donde hay un aumento de la actividad el O2 está disponible en mayor medida que en los momentos de menor esfuerzo físico. La disponibilidad del O2 aumenta donde sea necesario y cuando sea necesario.