Abstract Many have believed that oxygen (O 2 ) crosses red blood cell (RBC) membranes by dissolving in lipids that offer no resistance to diffusion. However, using stopped-flow (SF) analyses of hemoglobin (Hb) absorbance spectra during O 2 off-loading from mouse RBCs, we now report that most O 2 traverses membrane-protein channels. Two agents excluded from the RBC interior markedly slow O 2 off-loading: p-chloromercuribenzenesulfonate (pCMBS) reduces inferred membrane O 2 permeability ( P Membrane ) by ∼82%, and 4,4’-diisothiocyanatostilbene-2,2’-disulfonate (DIDS), by ∼56%. Because neither likely produces these effects via membrane lipids, we examined RBCs from mice genetically deficient in aquaporin-1 (AQP1), the Rh complex (i.e., rhesus proteins RhAG + mRh), or both. The double knockout (dKO) reduces P Membrane by ∼55%, and pCMBS+dKO, by ∼91%. Proteomic analyses of RBC membranes, flow cytometry, hematology, and mathematical simulations rule out explanations involving other membrane proteins, RBC geometry, or extracellular unconvected fluid (EUF). By identifying the first two O 2 channels and pointing to the existence of other O 2 channel(s), all of which could be subject to physiological regulation and pharmacological intervention, our work represents a paradigm shift for O 2 handling.

This is the COMBINE archive file associated with the Physiome article "A model of pH regulation".

The classic Boron & De Weer (1976) paper provided the first evidence of active regulation of pH} in cells by an energy-dependent acid-base transporter. These authors also developed a quantitative model --- comprising passive fluxes of acid-base equivalents across the cell membrane, intracellular reactions, and an active transport mechanism in the cell membrane (modelled as a proton pump) --- to help interpret their measurements of intracellular pH under perturbations of both extracellular CO2/HCO3- and extracellular NH3/NH4+. This Physiome paper seeks to make that model, and the experimental conditions under which it was developed, available in a reproducible and well-documented form, along with a software implementation that makes the model easy to use and understand. We have also taken the opportunity to update some of the units used in the original paper, and to provide a few parameter values that were missing in the original paper. Finally, we provide an historical background to the Boron & De Weer (1976) proposal for active pH regulation and a commentary on subsequent work that has enriched our understanding of this most basic aspect of cellular physiology.

The classic Boron & De Weer (1976) paper provided the first evidence of active regulation of pH} in cells by an energy-dependent acid-base transporter. These authors also developed a quantitative model --- comprising passive fluxes of acid-base equivalents across the cell membrane, intracellular reactions, and an active transport mechanism in the cell membrane (modelled as a proton pump) --- to help interpret their measurements of intracellular pH under perturbations of both extracellular CO2/HCO3- and extracellular NH3/NH4+. This Physiome paper seeks to make that model, and the experimental conditions under which it was developed, available in a reproducible and well-documented form, along with a software implementation that makes the model easy to use and understand. We have also taken the opportunity to update some of the units used in the original paper, and to provide a few parameter values that were missing in the original paper. Finally, we provide an historical background to the Boron & De Weer (1976) proposal for active pH regulation and a commentary on subsequent work that has enriched our understanding of this most basic aspect of cellular physiology.