Krew to płynna tkanka, która spełnia podstawowe funkcje. Jednak w różnych organizmach jego elementy różnią się budową, co znajduje odzwierciedlenie w ich fizjologii. W naszym artykule zajmiemy się cechami czerwonych krwinek i porównamy erytrocyty ludzkie i żabie.
Różnorodność komórek krwi
Krew jest tworzona przez płynną substancję międzykomórkową zwaną plazmą i uformowane elementy. Należą do nich leukocyty, erytrocyty i płytki krwi. Pierwsze to komórki bezbarwne, które nie mają stałego kształtu i poruszają się samodzielnie w krwiobiegu. Potrafią rozpoznawać i trawić cząstki obce organizmowi przez fagocytozę, dzięki czemu tworzą odporność. Jest to zdolność organizmu do przeciwstawiania się różnym chorobom. Leukocyty są bardzo zróżnicowane, mają pamięć immunologiczną i chronią żywe organizmy od momentu narodzin.
Płytki krwi pełnią również funkcję ochronną. Zapewniają krzepnięcie krwi. Proces ten opiera się na enzymatycznej reakcji przemiany białek z wytworzeniem ich nierozpuszczalnej postaci. W rezultaciepowstaje skrzep krwi, który nazywa się skrzepliną.
Cechy i funkcje czerwonych krwinek
Erytrocyty lub czerwone krwinki to struktury zawierające enzymy oddechowe. Ich kształt i zawartość wewnętrzna mogą się różnić u różnych zwierząt. Istnieje jednak kilka cech wspólnych. Czerwone krwinki żyją średnio do 4 miesięcy, po czym ulegają zniszczeniu w śledzionie i wątrobie. Miejscem ich powstawania jest czerwony szpik kostny. Czerwone krwinki powstają z uniwersalnych komórek macierzystych. Ponadto u noworodków wszystkie rodzaje kości mają tkankę krwiotwórczą, natomiast u dorosłych tylko te płaskie.
W ciele zwierzęcia te komórki pełnią szereg ważnych funkcji. Głównym z nich jest układ oddechowy. Jego realizacja jest możliwa dzięki obecności specjalnych pigmentów w cytoplazmie erytrocytów. Substancje te określają również kolor krwi zwierząt. Na przykład u mięczaków może być liliowy, a u robaków wieloszczetowych może być zielony. Czerwone krwinki żaby nadają jej różowy kolor, podczas gdy u ludzi jest to jaskrawoczerwony. Łącząc się z tlenem w płucach, przenoszą go do każdej komórki ciała, gdzie go oddają i dodają dwutlenek węgla. Ten ostatni idzie w przeciwnym kierunku i jest wydychany.
RBC transportują również aminokwasy, pełniąc funkcję odżywczą. Komórki te są nośnikami różnych enzymów, które mogą wpływać na szybkość reakcji chemicznych. Przeciwciała znajdują się na powierzchni czerwonych krwinek. Dzięki tym substancjom o charakterze białkowym czerwone krwinki wiążą się ineutralizują toksyny, chroniąc organizm przed ich szkodliwym działaniem.
Ewolucja czerwonych krwinek
Erytrocyty krwi żaby są żywym przykładem pośredniego wyniku przemian ewolucyjnych. Po raz pierwszy takie komórki pojawiają się w pierwotniakach, do których należą tasiemce nemertynowe, szkarłupnie i mięczaki. U ich najstarszych przedstawicieli hemoglobina znajdowała się bezpośrednio w osoczu krwi. Wraz z rozwojem wzrosło zapotrzebowanie zwierząt na tlen. W rezultacie wzrosła ilość hemoglobiny we krwi, co spowodowało, że krew stała się bardziej lepka i utrudniło oddychanie. Wyjściem z tego było pojawienie się czerwonych krwinek. Pierwsze czerwone krwinki były dość dużymi strukturami, z których większość była zajęta przez jądro. Naturalnie zawartość pigmentu oddechowego o takiej strukturze jest niewielka, bo po prostu nie ma na to miejsca.
Ponadto ewolucyjne metamorfozy rozwinęły się w kierunku zmniejszenia wielkości erytrocytów, wzrostu koncentracji i zaniku w nich jądra. W tej chwili najbardziej skuteczny jest dwuwklęsły kształt czerwonych krwinek. Naukowcy udowodnili, że hemoglobina jest jednym z najstarszych pigmentów. Znajduje się nawet w komórkach prymitywnych orzęsków. We współczesnym świecie organicznym hemoglobina zachowała swoją dominującą pozycję wraz z istnieniem innych pigmentów układu oddechowego, ponieważ przenosi największą ilość tlenu.
Pojemność tlenukrew
We krwi tętniczej tylko pewna ilość gazów może być w tym samym czasie w stanie związanym. Ten wskaźnik nazywa się pojemnością tlenu. To zależy od wielu czynników. Przede wszystkim jest to ilość hemoglobiny. Erytrocyty żaby pod tym względem są znacznie gorsze od ludzkich krwinek czerwonych. Zawierają niewielką ilość pigmentu oddechowego, a ich stężenie jest niskie. Dla porównania: hemoglobina płazów zawarta w 100 ml ich krwi wiąże ilość tlenu równą 11 ml, podczas gdy u ludzi liczba ta sięga 25.
Czynniki, które zwiększają zdolność hemoglobiny do przyłączania tlenu obejmują wzrost temperatury ciała, pH środowiska wewnętrznego, stężenie wewnątrzkomórkowego fosforanu organicznego.
Struktura erytrocytów żaby
Podczas badania erytrocytów żab pod mikroskopem łatwo zauważyć, że są to komórki eukariotyczne. Wszystkie mają pośrodku duży, zdobiony rdzeń. Zajmuje dość dużą przestrzeń w porównaniu do pigmentów oddechowych. W rezultacie ilość tlenu, który mogą przenosić, jest znacznie zmniejszona.
Porównanie erytrocytów ludzkich i żabich
Czerwone krwinki ludzi i płazów mają wiele istotnych różnic. Wpływają znacząco na wykonywanie funkcji. Tym samym ludzkie erytrocyty nie posiadają jądra komórkowego, co znacznie zwiększa stężenie pigmentów w drogach oddechowych oraz ilość przenoszonego tlenu. Wewnątrz nich jestspecjalna substancja - hemoglobina. Składa się z białka oraz części zawierającej żelazo - hemu. Erytrocyty żaby również zawierają ten pigment oddechowy, ale w znacznie mniejszych ilościach. Efektywność wymiany gazowej jest również zwiększona dzięki dwuwklęsłemu kształtowi ludzkich erytrocytów. Są dość małe, więc ich koncentracja jest większa. Główne podobieństwo między erytrocytami ludzkimi i żabimi polega na realizacji jednej funkcji - układu oddechowego.
Rozmiar RBC
Struktura erytrocytów żab charakteryzuje się dość dużymi rozmiarami, które osiągają średnicę do 23 mikronów. U ludzi liczba ta jest znacznie mniejsza. Jego czerwone krwinki mają wielkość 7-8 mikronów.
Koncentracja
Ze względu na duże rozmiary erytrocyty krwi żab charakteryzują się również niskim stężeniem. Tak więc w 1 mm sześciennym krwi płazów jest ich 0,38 mln. Dla porównania, u ludzi liczba ta sięga 5 mln, co zwiększa pojemność oddechową jego krwi.
Kształt RBC
Podczas badania erytrocytów żab pod mikroskopem można wyraźnie określić ich zaokrąglony kształt. Jest mniej korzystny niż dwuwklęsłe krążki z czerwonymi krwinkami ludzkimi, ponieważ nie zwiększa powierzchni oddechowej i zajmuje dużą objętość w krwiobiegu. Prawidłowy owalny kształt erytrocytów żaby całkowicie powtarza kształt jądra. Zawiera nici chromatyny zawierające informację genetyczną.
Zwierzęta zimnokrwiste
Kształt erytrocytów żaby, jak również jej wewnętrzna struktura, pozwalają na przenoszenie tylko ograniczonej ilości tlenu. Wynika to z faktu, że płazy nie potrzebują tak dużo tego gazu jak ssaki. Bardzo łatwo to wyjaśnić. U płazów oddychanie odbywa się nie tylko przez płuca, ale także przez skórę.
Ta grupa zwierząt jest zimnokrwista. Oznacza to, że ich temperatura ciała zależy od zmian tego wskaźnika w środowisku. Ten znak zależy bezpośrednio od struktury ich układu krążenia. Tak więc między komorami serca płazów nie ma przegrody. Dlatego w ich prawym przedsionku miesza się krew żylna i tętnicza iw tej postaci przedostaje się do tkanek i narządów. Wraz z cechami strukturalnymi erytrocytów sprawia to, że ich system wymiany gazowej nie jest tak doskonały jak u zwierząt stałocieplnych.
Zwierzęta ciepłokrwiste
Organizmy stałocieplne mają stałą temperaturę ciała. Należą do nich ptaki i ssaki, w tym ludzie. W ich ciele nie dochodzi do mieszania krwi żylnej i tętniczej. Jest to wynik posiadania kompletnej przegrody między komorami ich serca. W rezultacie wszystkie tkanki i narządy, z wyjątkiem płuc, otrzymują czystą krew tętniczą nasyconą tlenem. Wraz z lepszą termoregulacją przyczynia się to do wzrostu intensywności wymiany gazowej.
W naszym artykule zbadaliśmy więc, jakie cechy mają erytrocyty człowieka i żaby. Ich główne różnice dotyczą wielkości, obecności jądra i poziomu stężenia we krwi. Erytrocyty żaby są komórkami eukariotycznymi, są większe, a ich stężenie jest niskie. Dzięki tej strukturze zawierają mniejszą ilość barwnika oddechowego, przez co wymiana gazowa w płucach u płazów jest mniej wydajna. Jest to kompensowane za pomocą dodatkowego systemu oddychania skóry. Strukturalne cechy erytrocytów, układ krążenia i mechanizmy termoregulacji determinują zimnokrwistość płazów.
Cechy strukturalne tych komórek u ludzi są bardziej postępowe. Dwuwklęsły kształt, niewielkie rozmiary i brak rdzenia znacznie zwiększają ilość przenoszonego tlenu i szybkość wymiany gazowej. Ludzkie erytrocyty sprawniej pełnią funkcję oddechową, szybko nasycając tlenem wszystkie komórki organizmu i uwalniając dwutlenek węgla.
