Bij mensen wordt hemoglobine voornamelijk geproduceerd in het rode beenmerg. Het rode beenmerg is een gespecialiseerd weefsel dat zich bevindt in het spongieuze (sponsachtige) bot van bepaalde botten, zoals het borstbeen, het bekken en lange botten zoals het dijbeen en het opperarmbeen. Het is verantwoordelijk voor de productie van alle cellulaire componenten van het bloed, inclusief rode bloedcellen (erytrocyten), witte bloedcellen (leukocyten) en bloedplaatjes (trombocyten).

Hemoglobine is een complex eiwit dat bestaat uit vier eiwitsubeenheden, globineketens genoemd, en vier ijzerhoudende heemgroepen. De synthese van hemoglobine omvat meerdere stappen en vereist verschillende voedingsstoffen, waaronder ijzer, vitamine B12 en foliumzuur.

De productie van hemoglobine begint met de vorming van globineketens. Gespecialiseerde cellen in het rode beenmerg, bekend als erytroïde voorlopercellen, ondergaan differentiatie en rijping om reticulocyten te worden. Tijdens dit proces worden de globineketens gesynthetiseerd op ribosomen in de cellen met behulp van genetische informatie uit het DNA.

Eenmaal gesynthetiseerd, associëren de vier globineketens zich met elkaar om de globine-eiwitstructuur te vormen. De heemgroepen, elk samengesteld uit een ijzerion omgeven door een porfyrinering, worden vervolgens in het globine-eiwit ingevoegd om het volledige hemoglobinemolecuul te vormen. Dit complexe assemblageproces vindt plaats in de zich ontwikkelende rode bloedcellen.

De reticulocyten, die onrijp hemoglobine bevatten, worden vervolgens vanuit het beenmerg in de bloedbaan afgegeven. Ze rijpen verder en verliezen hun cellulaire componenten om volledig functionele rode bloedcellen te worden, ook wel erytrocyten genoemd. Deze rode bloedcellen circuleren door het lichaam, transporteren zuurstof van de longen naar de weefsels en verwijderen koolstofdioxide als afvalproduct.

Het is belangrijk op te merken dat de regulatie en productie van hemoglobine strak worden gecontroleerd door verschillende hormonen, zoals erytropoëtine, en worden beïnvloed door factoren zoals zuurstofniveaus, beschikbaarheid van ijzer en algemene gezondheidsproblemen.