Koldioxid (CO2) produceres i vævene som et biprodukt ved normal metabolisme. Det opløses i opløsningen i blodplasma og i røde blodlegemer (RBC), hvor kulsyreanhydrase katalyserer dets hydrering til kulsyre (H2CO3). Kulsyre dissocieres derefter spontant for at danne bicarbonat-ioner (HCO3-) og en hydrogen-ion (H+). Som reaktion på faldet i intracellulær pCO2 diffunderer mere CO2 passivt ind i cellen.
Cellemembraner er generelt uigennemtrængelige for ladede ioner (dvs. H+, HCO3- ), men RBC’er er i stand til at udveksle bikarbonat til klorid ved hjælp af anionbytterproteinet Band 3. Stigningen i intracellulært bikarbonat fører således til bikarbonateksport og kloridindtag. Udtrykket “chlorid shift” henviser til denne udveksling. Følgelig er kloridkoncentrationen lavere i systemisk veneblod end i systemisk arterieblod: høj venøs pCO2 fører til produktion af bikarbonat i RBC’er, som derefter forlader RBC’erne i bytte for klorid, der kommer ind.
Den modsatte proces finder sted i lungernes pulmonale kapillærer, når PO2 stiger og PCO2 falder, og Haldane-effekten opstår (frigivelse af CO2 fra hæmoglobin under iltning). Dette frigør hydrogenioner fra hæmoglobin, øger den frie H+-koncentration i RBC’erne og forskyder ligevægten i retning af CO2- og vanddannelse fra bikarbonat. Det efterfølgende fald i den intracellulære bikarbonatkoncentration vender chlorid-bikarbonat-udvekslingen om: bikarbonat bevæger sig ind i cellen i bytte for chlorid, der bevæger sig ud. Indadgående bevægelse af bikarbonat via Band 3-veksleren gør det muligt for kulsyreanhydrase at omdanne det til CO2 til udånding.
Kloridskiftet kan også regulere hæmoglobins affinitet for ilt ved at chloridionen fungerer som en allosterisk effektor.