Les globules rouges maintiennent une morphologie et des taux d'échange chimique normaux dans les solutions isotoniques. Une cellule est dans une solution isotonique si la pression osmotique à l'intérieur de la cellule est équivalente à la pression osmotique de la solution entourant la cellule . Le plasma est la principale solution isotonique pour les globules rouges.
La morphologie de la cellule, en particulier le rapport surface/volume, est un facteur critique pour la diffusion de l'oxygène et du dioxyde de carbone à travers la membrane cellulaire. La forme du disque d'un globule rouge dans le plasma est unique car elle a un grand rapport surface/volume tout en maintenant un niveau élevé d'agilité ; les cellules restent petites et conservent la capacité de se déplacer à des vitesses appropriées dans des veines de petit diamètre.
Les solutions hypotoniques ont une pression osmotique inférieure à celle des globules rouges, ce qui oblige les cellules à absorber plus d'eau. Par la suite, les cellules gonflent. Cela n'a pas d'impact sur le rapport surface/volume, mais cela a un impact sur la turbidité des cellules dans les veines. Si les globules rouges absorbent trop d'eau, une cytolyse peut se produire. Les solutions hypertoniques ont également une pression osmotique plus élevée que les globules rouges, ce qui provoque l'élimination de l'eau par les cellules. La crémation des globules rouges se produit dans les solutions hypertoniques, entraînant une diminution de la capacité de transporter l'oxygène.
