Krv je tekuté tkanivo, ktoré plní základné funkcie. V rôznych organizmoch sa však jeho prvky líšia štruktúrou, čo sa odráža v ich fyziológii. V našom článku sa pozastavíme nad vlastnosťami červených krviniek a porovnáme ľudské a žabie erytrocyty.
Rozmanitosť krviniek
Krv je tvorená tekutou medzibunkovou látkou nazývanou plazma a formovanými prvkami. Patria sem leukocyty, erytrocyty a krvné doštičky. Prvou sú bezfarebné bunky, ktoré nemajú stály tvar a v krvnom obehu sa pohybujú samostatne. Sú schopné rozpoznať a stráviť častice cudzie telu fagocytózou, preto si vytvárajú imunitu. Ide o schopnosť tela odolávať rôznym chorobám. Leukocyty sú veľmi rozmanité, majú imunologickú pamäť a chránia živé organizmy od okamihu ich narodenia.
Krvné doštičky plnia aj ochrannú funkciu. Poskytujú zrážanie krvi. Tento proces je založený na enzymatickej reakcii premeny bielkovín za vzniku ich nerozpustnej formy. Ako výsledokvytvorí sa krvná zrazenina, ktorá sa nazýva trombus.
Vlastnosti a funkcie červených krviniek
Erytrocyty alebo červené krvinky sú štruktúry obsahujúce respiračné enzýmy. Ich tvar a vnútorný obsah sa môže u rôznych zvierat líšiť. Existuje však niekoľko spoločných znakov. V priemere červené krvinky žijú až 4 mesiace, po ktorých sú zničené v slezine a pečeni. Miestom ich vzniku je červená kostná dreň. Červené krvinky sa tvoria z univerzálnych kmeňových buniek. Navyše u novorodencov majú všetky typy kostí hematopoetické tkanivo, zatiaľ čo u dospelých iba ploché.
V tele zvierat tieto bunky vykonávajú množstvo dôležitých funkcií. Hlavná je dýchacia. Jeho implementácia je možná vďaka prítomnosti špeciálnych pigmentov v cytoplazme erytrocytov. Tieto látky určujú aj farbu krvi zvierat. Napríklad u mäkkýšov to môže byť orgován a u mnohoštetinavcov zelený. Červené krvinky žaby poskytujú jej ružovú farbu, zatiaľ čo u ľudí je jasne červená. V kombinácii s kyslíkom v pľúcach ho prenášajú do každej bunky tela, kde ho rozdávajú a pridávajú oxid uhličitý. Ten prichádza opačným smerom a je vydýchnutý.
RBC tiež transportujú aminokyseliny a vykonávajú nutričnú funkciu. Tieto bunky sú nosičmi rôznych enzýmov, ktoré môžu ovplyvniť rýchlosť chemických reakcií. Protilátky sa nachádzajú na povrchu červených krviniek. Vďaka týmto látkam bielkovinovej povahy sa červené krvinky viažu aneutralizuje toxíny a chráni telo pred ich škodlivými účinkami.
Evolúcia červených krviniek
Žabie krvné erytrocyty sú názorným príkladom prechodného výsledku evolučných transformácií. Po prvýkrát sa takéto bunky objavujú v prvokoch, medzi ktoré patria nemertínske pásomnice, ostnatokožce a mäkkýše. U ich najstarších predstaviteľov sa hemoglobín nachádzal priamo v krvnej plazme. S vývojom sa potreba kyslíka u zvierat zvyšovala. V dôsledku toho sa zvýšilo množstvo hemoglobínu v krvi, čo spôsobilo, že krv bola viskóznejšia a sťažilo sa dýchanie. Východiskom z toho bol vznik červených krviniek. Prvé červené krvinky boli pomerne veľké štruktúry, z ktorých väčšinu obsadilo jadro. Prirodzene, obsah dýchacieho pigmentu s takouto štruktúrou je zanedbateľný, pretože naň jednoducho nie je dostatok miesta.
Ďalej sa vyvinuli evolučné metamorfózy smerom k zmenšeniu veľkosti erytrocytov, zvýšeniu koncentrácie a vymiznutiu jadra v nich. Momentálne je najúčinnejší bikonkávny tvar červených krviniek. Vedci dokázali, že hemoglobín je jedným z najstarších pigmentov. Nachádza sa dokonca aj v bunkách primitívnych nálevníkov. V modernom organickom svete si hemoglobín udržal svoje dominantné postavenie spolu s existenciou iných respiračných pigmentov, pretože nesie najväčšie množstvo kyslíka.
Kapacita kyslíkakrv
V arteriálnej krvi môže byť súčasne vo viazanom stave len určité množstvo plynov. Tento indikátor sa nazýva kapacita kyslíka. Závisí to od množstva faktorov. V prvom rade ide o množstvo hemoglobínu. Žabie erytrocyty sú v tomto ohľade výrazne horšie ako ľudské červené krvinky. Obsahujú malé množstvo dýchacieho pigmentu a ich koncentrácia je nízka. Pre porovnanie: hemoglobín obojživelníkov obsiahnutý v 100 ml ich krvi viaže množstvo kyslíka rovnajúce sa 11 ml, pričom u ľudí toto číslo dosahuje 25.
Faktory, ktoré zvyšujú schopnosť hemoglobínu viazať kyslík, zahŕňajú zvýšenie telesnej teploty, pH vnútorného prostredia, koncentráciu intracelulárneho organického fosfátu.
Štruktúra žabích erytrocytov
Pri skúmaní žabích erytrocytov pod mikroskopom je ľahké vidieť, že tieto bunky sú eukaryotické. Všetky majú v strede veľké zdobené jadro. V porovnaní s respiračnými pigmentmi zaberá pomerne veľký priestor. V dôsledku toho sa výrazne zníži množstvo kyslíka, ktoré dokážu preniesť.
Porovnanie ľudských a žabích erytrocytov
Červené krvinky ľudí a obojživelníkov majú množstvo významných rozdielov. Výrazne ovplyvňujú výkon funkcií. Ľudské erytrocyty teda nemajú jadro, čo výrazne zvyšuje koncentráciu dýchacích pigmentov a množstvo prenášaného kyslíka. V ich vnútri ješpeciálna látka - hemoglobín. Skladá sa z bielkoviny a časti obsahujúcej železo – hemu. Žabie erytrocyty tiež obsahujú tento respiračný pigment, ale v oveľa menšom množstve. Účinnosť výmeny plynov sa zvyšuje aj vďaka bikonkávnemu tvaru ľudských erytrocytov. Sú dosť malé, takže ich koncentrácia je väčšia. Hlavná podobnosť medzi ľudskými a žabími erytrocytmi spočíva v implementácii jedinej funkcie – dýchacej.
Veľkosť RBC
Štruktúra žabích erytrocytov sa vyznačuje pomerne veľkými veľkosťami, ktoré dosahujú priemer až 23 mikrónov. U ľudí je toto číslo oveľa menšie. Jeho červené krvinky majú veľkosť 7-8 mikrónov.
Koncentrácia
Vzhľadom na ich veľkú veľkosť sú erytrocyty žaby tiež charakterizované nízkou koncentráciou. Takže v 1 kubickom mm krvi obojživelníkov je ich 0,38 milióna. Pre porovnanie, u ľudí toto číslo dosahuje 5 miliónov, čo zvyšuje dýchaciu kapacitu jeho krvi.
tvar RBC
Pri skúmaní erytrocytov žaby pod mikroskopom je možné jasne určiť ich zaoblený tvar. Je menej prospešný ako bikonkávne disky ľudských červených krviniek, pretože nezväčšuje dýchací povrch a zaberá veľký objem v krvnom obehu. Správny oválny tvar erytrocytu žaby úplne opakuje tvar jadra. Obsahuje vlákna chromatínu s genetickou informáciou.
Chladnokrvné zvieratá
Tvar erytrocytu žaby, ako aj jeho vnútorná štruktúra umožňuje prenášať len obmedzené množstvo kyslíka. Je to spôsobené tým, že obojživelníky nepotrebujú toľko tohto plynu ako cicavce. Je veľmi jednoduché to vysvetliť. U obojživelníkov sa dýchanie uskutočňuje nielen cez pľúca, ale aj cez kožu.
Táto skupina zvierat je chladnokrvná. To znamená, že ich telesná teplota závisí od zmien tohto indikátora v prostredí. Toto znamenie priamo závisí od štruktúry ich obehového systému. Takže medzi komorami srdca obojživelníkov nie je žiadna priečka. Preto sa v ich pravej predsieni mieša venózna a arteriálna krv a v tejto forme vstupuje do tkanív a orgánov. Spolu so štrukturálnymi vlastnosťami erytrocytov to spôsobuje, že ich systém výmeny plynov nie je taký dokonalý ako u teplokrvných zvierat.
Teplokrvné živočíchy
Teplokrvné organizmy majú stálu telesnú teplotu. Patria sem vtáky a cicavce vrátane ľudí. V ich tele nedochádza k miešaniu venóznej a arteriálnej krvi. Je to výsledok úplnej priehradky medzi komorami ich srdca. Výsledkom je, že všetky tkanivá a orgány, okrem pľúc, dostávajú čistú arteriálnu krv nasýtenú kyslíkom. Spolu s lepšou termoreguláciou to prispieva k zvýšeniu intenzity výmeny plynov.
V našom článku sme teda skúmali, aké vlastnosti majú ľudské a žabie erytrocyty. Ich hlavné rozdiely sa týkajú veľkosti, prítomnosti jadra a úrovne koncentrácie v krvi. Žabie erytrocyty sú eukaryotické bunky, majú väčšiu veľkosť a ich koncentrácia je nízka. Vďaka tejto štruktúre obsahujú menšie množstvo respiračného pigmentu, preto je pľúcna výmena plynov u obojživelníkov menej účinná. Toto je kompenzované pomocou prídavného systému kožného dýchania Štrukturálne vlastnosti erytrocytov, obehový systém a mechanizmy termoregulácie určujú chladnokrvnosť obojživelníkov.
Štrukturálne vlastnosti týchto buniek u ľudí sú progresívnejšie. Bikonkávny tvar, malá veľkosť a absencia jadra výrazne zvyšujú množstvo prenášaného kyslíka a rýchlosť výmeny plynov. Ľudské erytrocyty vykonávajú dýchaciu funkciu efektívnejšie, rýchlo saturujú všetky bunky tela kyslíkom a uvoľňujú oxid uhličitý.
