血红蛋白中的铁通常以二价形式存在。这种二价铁离子在血红素结构中与氧分子可逆结合，是红细胞运输氧气功能的核心机制。若铁被氧化为三价形态，则会形成高铁血红蛋白，失去携氧能力并可能引发组织缺氧。
在正常生理状态下，铁元素通过与组氨酸残基结合维持二价状态。体内存在完善的保护机制，如NADH-高铁血红蛋白还原酶系统，能及时将三价铁还原为二价形态。某些病理情况如中毒或遗传性酶缺陷会破坏这种平衡，导致高铁血红蛋白血症。临床上可通过静脉注射亚甲蓝等方式恢复铁的价态。
维持血红蛋白铁的正常价态对机体供氧至关重要。建议避免接触亚硝酸盐等氧化性物质，出现皮肤发绀、呼吸困难等症状应及时就医。确诊高铁血红蛋白血症患者需遵医嘱接受规范治疗，不可擅自使用氧化还原类药物。