В частности, скорость реакций связывания и высвобождения двуокиси углерода веществами крови и как результат этих реакций - концентрация двуокиси углерода в крови прямо зависит от её напряжения в крови. На схеме 1 и 2 показаны семейства кривых, соответствующих этим зависимостям. Семейства графиков 1 (оксигенированная кровь) и 2 (дезоксигенированная кровь) отличаются друг от друга. Сущность различий заключается в следующем. Восстановленный гемоглобин (дезоксигенированной крови) является более слабой кислотой, чем оксигемоглобин. В связи с этим дезоксигемоглобин может присоединять большее количество ионов водорода  H⁺ , чем оксигемоглобин. Если концентрация оксигемоглобина уменьшается (в результате его диссоциации в тканях), то это сопровождается увеличением скорости диссоциации угольной кислоты. Образующийся при этом ион водорода ассоциируется с гемоглобином. Это ведет к увеличению скорости связывания гемоглобином двуокиси углерода (карбаминовая связь, карбогемоглобин). См в отдельном окне Cхема 1. Химические реакции, обеспечивающие перенос кислорода и двуокиси углерода с кровью. Таким образом, кроме зависимости концентрации двуокиси углерода в крови от напряжения двуокиси углерода в крови, существует ещё одна зависимость - зависимость концентрации двуокиси углерода в крови от степени оксигенации крови. Эта зависимость по имени первооткрывателей называется зависимостью Христиансена-Дугласа-Холдейна, а её проявление эффектом Христиансена-Дугласа-Холдейна (Christiansen J.; Douglas C.G.; Haldane J.S. The absorption and dissociation of carbon dioxide by human blood. J. Physiol. Lond., 1914; 48, 244-271).
     Графики 1 и 2, показанные на схеме, похожи на кривые диссоциации оксигемоглобина. Однако между ними существуют принципиальные различия. Кривые диссоциации оксигемоглобина асимптотически приближаются к предельному значению - полному (100%) насыщению гемоглобина кислородом. В то же время, поскольку полное насыщение крови двуокиси углерода (до 100%) практически невозможно, кривые связывания двуокиси углерода имеют иную форму. По мере увеличения напряжения двуокиси углерода, её концентрация непрерывно возрастает в связи с тем, что образование бикарбонатов в крови может происходить почти неограниченно. Поэтому на оси ординат графиков отложены не проценты насыщения, а единицы концентрации.
     В связывании двуокиси углерода кровью участвуют различные механизмы в соответствии с различными формами (фракциями) существования двуокиси углерода в крови. Нижние кривые (желтого цвета) на графиках 1 и 2 отражают зависимость от напряжения двуокиси углерода,  PCO2  суммы двух слагаемых: концентрации физически растворенной двуокиси углерода,  CO2  и концентрации  CO2  в форме недиссоциированной угольной кислоты,  H2CO3 . Средние кривые (зеленого цвета) отражают зависимость от напряжения двуокиси углерода,  PCO2  суммы трех слагаемых: концентрации физически растворенной двуокиси углерода,  CO2  , концентрации  CO2  в форме недиссоциированной угольной кислоты,  H2CO3  и концентрации  CO2  в форме карбаминогемоглобина. Верхние кривые (красного цвета) отражают зависимость от напряжения двуокиси углерода,  PCO2  суммы четырех слагаемых: концентрации физически растворенной двуокиси углерода,  CO2  , концентрации  CO2  в форме недиссоциированной угольной кислоты,  H2CO3 , концентрации  CO2  в форме карбаминогемоглобина и концентрации  CO2  в форме бикарбонатов. Таким образом, зависимость Христиансена-Дугласа-Холдейна частично обусловлена различной способностьтю оксигемоглобина и дезоксигемоглобина к образованию карбаминовой связи.
     На графике 3 показан участок зависимости концентрации двуокиси углерода от напряжения углерода,  PCO2  для значений от ~40 до ~45 мм рт ст. Синяя линия - участок зависимости, соответствующий венозной крови микрогемациркуляторного русла тканей. Для такой крови степень насыщения гемоглобина кислородом составляет 75%. Красная линия - участок той же зависимости, соответствующий артериальной крови микрогемациркуляторного русла лёгких. Для такой крови степень насыщения гемоглобина кислородом составляет 100%.
     Точка B на линии синего цвета показывает, что нормальному значению  PCO2  = 45 мм рт ст в тканях соответствует концентрация связанного кровью  CO2  равная ~54 мл  CO2  / мл крови. При входе крови в микрогемациркуляторное русло лёгких  PCO2  уменьшается до значений ~40 мм рт ст. Если бы степень насыщения гемоглобина кислородом оставалась равной 75% (синяя линия) при  PCO2  ~40 мм рт ст концентрация  CO2  стала бы ~0,52 мл / мл. Призошло бы снижение концентрации  CO2  на ~0,02 мл / мл. Однако, поскольку степень насыщения гемоглобина кислородом в лёгких увеличивается до 100%, проявляет себя зависимость Христиансена-Дугласа-Холдейна и реально концентрация  CO2  снижается до ~0,5 мл / мл, то есть в двое больше (точка A на линии красного цвета). Зеленая линия на графике 3, отображающая реальные процессы переноса  CO2  из тканей и из легких, называется эффективной кривой связывания и высвобождения  CO2  .
     Таким образом, эффект Холдейна приблизительно удваивает количество двуокиси углерода, высвобождаемое кровью в альвеолярную смесь газов и приблизительно удваивает количество двуокиси углерода высвобождаемое в кровь в тканях. Другими словами, приблизительно ~50% всей двуокиси углерода выводится из организма за счет снижения напряжения двуокиси углерода на 5 мм рт ст, а остальное количество двуокиси углерода выводится за счет наличия зависимости Христиансена-Дугласа-Холдейна, то есть за счет повышения напряжения кислорода (от 40 мм рт ст до 100 мм рт ст), степени насыщения гемоглобина кислородом (от 75% до 100%).
     Перенос дыхательных газов - это сопряженные во времени и в пространстве взаимозависимые процессы. Дезоксигенированный гемоглобин обладает бо́льшим сродством к двуокиси углерода, чем оксигенированный. Дезоксигенация гемоглобина и высвобождение кислорода в тканях облегчает связывание двуокиси углерода, непрерывно образующегося в тканях в результате метаболизма. Получение кислорода и оксигенация гемоглобина в лёгких облегчает высвобождение двуокиси углерода. Подобным образом связывание гемоглобином двуокиси углерода в тканях облегчает высвобождение гемоглобином кислорода, а высвобождение двуокиси углерода в лёгких, облегчает связывание гемоглобином кислорода.
     При прохождении крови по микрогемациркуляторному руслу тканей, с увеличением напряжения двуокиси углерода, концентрация  CO2  изменяется от точки A к точке B. Низкое значение напряжения кислорода в тканях облегчает выведение двуокиси углерода из тканей в кровь (влияние зависимости Христиансена-Дугласа-Холдейна, эффект Холдейна). Высокое значение напряжения двуокиси углерода в тканях облегчает поглощение тканями кислорода из крови (зависимость Бора и ее проявление - эффект Бора).
      При прохождении крови по микрогемациркуляторному руслу лёгких с изменением напряжения двуокиси углерода концентрация CO2 изменяется от точки B к точке A. Высокое значение напряжения кислорода в лёгких облегчает выведение двуокиси углерода из из крови в альвеолярную смесь газов (зависимость Христиансена-Дугласа-Холдейна, и её реализация - эффект Холдейна). Понижение значения напряжения двуокиси углерода в лёгких облегчает поглощение кровью кислорода из альвеолярной смеси газов (зависимость Бора, обратное направление эффекта Бора).