Hemoglobin je primárním přenašečem kyslíku v červených krvinkách. Jeho funkce spočívá ve vazbě kyslíku v prostředích s jeho vyšší koncentrací, jako je plicní tkáň, a v jeho uvolňování v oblastech těla s nižší koncentrací kyslíku. Stejně jako u řady dalších proteinů má i hemoglobin vícečetné role. Nezávisle na své úloze v transportu kyslíku interaguje s proteiny zapojenými například do regulace zánětu. Současné poznatky se zaměřují na způsoby, jimiž se hemoglobin může podílet na vztahu mezi oxidačním stresem, zánětem a progresí degenerativního stárnutí. Oxidační stres je definován jako nadměrné změny buněčných proteinů způsobené oxidačními reakcemi. Tyto reakce probíhají neustále a buňky disponují antioxidanty a opravnými mechanismy k redukci jejich dopadu. Zvýšené oxidační poškození je však charakteristickým znakem stárnoucích tkání a je známé svou asociací se zvýšeným zánětem, který narušuje strukturu a funkci tkání.
Význam hemoglobinu přesahuje jeho základní fyziologickou úlohu. Jeho hladiny a funkční integrita jsou úzce spojeny se zdravotními výsledky napříč lidským životem. U starších populací jsou odchylky v hladinách hemoglobinu, zejména anémie, silně asociovány se syndromem křehkosti (frailty), kognitivním poškozením, zvýšenou mírou hospitalizace a mortalitou. Naopak abnormálně vysoké hladiny mohou jedince predisponovat k trombóze a vaskulárním komplikacím. Tato pozorování naznačují, že hemoglobin slouží více než jen jako biomarker okysličení; může být důležitým regulátorem samotné dlouhověkosti.
Regulační sítě, které řídí syntézu hemoglobinu, jsou úzce provázány s adaptačními mechanismy spojenými s dlouhověkostí. Hypoxia-inducible factors (HIFs), které regulují expresi erytropoetinu a produkci hemoglobinu za podmínek nízkého obsahu kyslíku, jsou také známy svou schopností modulovat geny zapojené do angiogeneze, metabolismu glukózy a buněčného přežití. Intervence, které mírně aktivují signalizaci HIF, jako je přerušovaná hypoxie, cvičení a farmakologické stabilizátory, prokázaly ochranné účinky proti degeneraci související se stárnutím. To řadí dráhy HIF-hemoglobin mezi slibné cíle ve výzkumu dlouhověkosti.
Oxidační stres představuje další rozměr, kterým může hemoglobin ovlivňovat délku života. Během autooxidace hemoglobinu vznikají reaktivní formy kyslíku (ROS), které v nadměrném množství mohou poškozovat DNA, proteiny a lipidy, čímž spouštějí procesy podporující stárnutí. Stárnoucí tkáně obvykle vykazují sníženou antioxidační kapacitu, což je činí zranitelnějšími vůči poškození zprostředkovanému ROS. Udržování redoxní rovnováhy prostřednictvím antioxidačních obranných systémů a zachování funkční integrity hemoglobinu je tedy považováno za klíčové pro buněčnou dlouhověkost.
Kromě své role v transportu kyslíku může hemoglobin interagovat také s různými signálními drahami, které ovlivňují zánět, imunitní funkce a vaskulární zdraví. Chronický zánět a imunosenescence jsou charakteristickými znaky stárnutí. Studie ukázaly, že dysfunkční hemoglobin a přetížení hemem mohou spustit prozánětlivé kaskády. Stabilizace struktury hemoglobinu a minimalizace uvolňování hemu mohou tyto dráhy modulovat a tím přispívat ke zdravějšímu stárnutí.