Krev je tekutá tkáň, která plní základní funkce. U různých organismů se však jeho prvky liší strukturou, což se odráží v jejich fyziologii. V našem článku se zastavíme u vlastností červených krvinek a porovnáme lidské a žabí erytrocyty.
Rozmanitost krevních buněk
Krev je tvořena tekutou mezibuněčnou látkou zvanou plazma a formovanými prvky. Patří sem leukocyty, erytrocyty a krevní destičky. První jsou bezbarvé buňky, které nemají stálý tvar a v krevním řečišti se pohybují samostatně. Jsou schopny rozpoznat a strávit částice cizí tělu fagocytózou, proto tvoří imunitu. To je schopnost těla odolávat různým nemocem. Leukocyty jsou velmi rozmanité, mají imunologickou paměť a chrání živé organismy od okamžiku, kdy se narodí.
Testovací destičky také plní ochrannou funkci. Poskytují srážení krve. Tento proces je založen na enzymatické reakci přeměny bílkovin za vzniku jejich nerozpustné formy. Jako výsledekvytvoří se krevní sraženina, která se nazývá trombus.
Vlastnosti a funkce červených krvinek
Erytrocyty neboli červené krvinky jsou struktury obsahující respirační enzymy. Jejich tvar a vnitřní obsah se může u různých zvířat lišit. Existuje však řada společných rysů. Červené krvinky žijí v průměru až 4 měsíce, poté jsou zničeny ve slezině a játrech. Místem jejich vzniku je červená kostní dřeň. Červené krvinky se tvoří z univerzálních kmenových buněk. Navíc u novorozenců mají všechny typy kostí hematopoetickou tkáň, zatímco u dospělých pouze u plochých.
Ve zvířecím těle plní tyto buňky řadu důležitých funkcí. Hlavní je dýchací. Jeho realizace je možná díky přítomnosti speciálních pigmentů v cytoplazmě erytrocytů. Tyto látky určují i barvu krve zvířat. Například u měkkýšů může být šeřík a u mnohoštětinatců zelený. Červené krvinky žáby poskytují její růžovou barvu, zatímco u lidí je jasně červená. V kombinaci s kyslíkem v plicích jej přenášejí do každé buňky těla, kde jej rozdávají a přidávají oxid uhličitý. Ten přichází v opačném směru a je vydechován.
RBC také transportují aminokyseliny a plní nutriční funkci. Tyto buňky jsou nosiči různých enzymů, které mohou ovlivnit rychlost chemických reakcí. Protilátky se nacházejí na povrchu červených krvinek. Díky těmto látkám bílkovinné povahy se červené krvinky váží aneutralizuje toxiny a chrání tělo před jejich škodlivými účinky.
Evoluce červených krvinek
Žabí krevní erytrocyty jsou názorným příkladem přechodného výsledku evolučních transformací. Poprvé se takové buňky objevují v prvokech, mezi které patří nemertinské tasemnice, ostnokožci a měkkýši. U jejich nejstarších zástupců se hemoglobin nacházel přímo v krevní plazmě. S rozvojem rostla potřeba kyslíku zvířat. V důsledku toho se zvýšilo množství hemoglobinu v krvi, což způsobilo, že krev byla viskóznější a bylo obtížné dýchat. Cestou z toho byl vznik červených krvinek. První červené krvinky byly poměrně velké struktury, z nichž většinu zabíralo jádro. Obsah dýchacího pigmentu s takovou strukturou je přirozeně zanedbatelný, protože na něj prostě není dost místa.
Dále se vyvíjely evoluční metamorfózy směrem ke zmenšení velikosti erytrocytů, zvýšení koncentrace a zániku jádra v nich. V tuto chvíli je nejúčinnější bikonkávní tvar červených krvinek. Vědci dokázali, že hemoglobin je jedním z nejstarších pigmentů. Nachází se dokonce i v buňkách primitivních nálevníků. V moderním organickém světě si hemoglobin udržel své dominantní postavení spolu s existencí dalších respiračních pigmentů, protože nese největší množství kyslíku.
Kapacita kyslíkukrev
V arteriální krvi může být současně ve vázaném stavu pouze určité množství plynů. Tento indikátor se nazývá kapacita kyslíku. Záleží na řadě faktorů. Především je to množství hemoglobinu. Žabí erytrocyty jsou v tomto ohledu výrazně horší než lidské červené krvinky. Obsahují malé množství dýchacího pigmentu a jejich koncentrace je nízká. Pro srovnání: hemoglobin obojživelníků obsažený ve 100 ml jejich krve váže množství kyslíku rovné 11 ml, zatímco u člověka toto číslo dosahuje 25.
Faktory, které zvyšují schopnost hemoglobinu vázat kyslík, zahrnují zvýšení tělesné teploty, pH vnitřního prostředí, koncentrace intracelulárního organického fosfátu.
Struktura žabích erytrocytů
Při zkoumání žabích erytrocytů pod mikroskopem je snadné vidět, že tyto buňky jsou eukaryotické. Všechny mají uprostřed velké zdobené jádro. Ve srovnání s respiračními pigmenty zabírá poměrně velký prostor. V důsledku toho se výrazně sníží množství kyslíku, které mohou přenášet.
Porovnání lidských a žabích erytrocytů
Červené krvinky lidí a obojživelníků mají řadu významných rozdílů. Výrazně ovlivňují výkon funkcí. Lidské erytrocyty tedy nemají jádro, což výrazně zvyšuje koncentraci respiračních pigmentů a množství přenášeného kyslíku. Uvnitř jespeciální látka - hemoglobin. Skládá se z bílkoviny a části obsahující železo – hemu. Žabí erytrocyty také obsahují tento respirační pigment, ale v mnohem menším množství. Účinnost výměny plynů se také zvyšuje díky bikonkávnímu tvaru lidských erytrocytů. Jsou poměrně malé velikosti, takže jejich koncentrace je větší. Hlavní podobnost mezi lidskými a žabími erytrocyty spočívá v implementaci jediné funkce – respirační.
Velikost RBC
Struktura žabích erytrocytů se vyznačuje poměrně velkými rozměry, které dosahují průměru až 23 mikronů. U lidí je toto číslo mnohem menší. Jeho červené krvinky jsou velké 7-8 mikronů.
Koncentrace
Kvůli své velké velikosti se erytrocyty žabí krve také vyznačují nízkou koncentrací. Takže v 1 kubickém mm krve obojživelníků je jich 0,38 milionu. Pro srovnání u člověka toto číslo dosahuje 5 milionů, což zvyšuje dýchací kapacitu jeho krve.
tvar RBC
Při zkoumání žabích erytrocytů pod mikroskopem lze jasně určit jejich zaoblený tvar. Je méně prospěšný než bikonkávní disky lidských červených krvinek, protože nezvětšuje dýchací povrch a zabírá velký objem v krevním řečišti. Správný oválný tvar erytrocytu žáby zcela opakuje tvar jádra. Obsahuje vlákna chromatinu obsahující genetickou informaci.
Chladnokrevná zvířata
Tvar erytrocytu žáby, stejně jako jeho vnitřní struktura, umožňuje přenášet pouze omezené množství kyslíku. Je to dáno tím, že obojživelníci tento plyn nepotřebují tolik jako savci. Je velmi snadné to vysvětlit. U obojživelníků se dýchání provádí nejen plícemi, ale také kůží.
Tato skupina zvířat je chladnokrevná. To znamená, že jejich tělesná teplota závisí na změnách tohoto indikátoru v prostředí. Toto znamení přímo závisí na struktuře jejich oběhového systému. Mezi komorami srdce obojživelníků tedy není žádná přepážka. Proto se v jejich pravé síni mísí venózní a arteriální krev a v této formě vstupuje do tkání a orgánů. Spolu se strukturálními rysy erytrocytů není jejich systém výměny plynů tak dokonalý jako u teplokrevných zvířat.
Teplokrevná zvířata
Teplokrevné organismy mají stálou tělesnou teplotu. Patří mezi ně ptáci a savci, včetně lidí. V jejich těle nedochází k míšení žilní a arteriální krve. To je výsledek úplné přepážky mezi komorami jejich srdce. Výsledkem je, že všechny tkáně a orgány kromě plic dostávají čistou arteriální krev nasycenou kyslíkem. Spolu s lepší termoregulací to přispívá ke zvýšení intenzity výměny plynů.
V našem článku jsme tedy zkoumali, jaké vlastnosti mají lidské a žabí erytrocyty. Jejich hlavní rozdíly se týkají velikosti, přítomnosti jádra a úrovně koncentrace v krvi. Žabí erytrocyty jsou eukaryotické buňky, jsou větší velikosti a jejich koncentrace je nízká. Díky této struktuře obsahují menší množství respiračního pigmentu, takže výměna plicních plynů u obojživelníků je méně účinná. To je kompenzováno pomocí přídavného systému kožního dýchání. Strukturní vlastnosti erytrocytů, oběhový systém a mechanismy termoregulace určují chladnokrevnost obojživelníků.
Strukturální rysy těchto buněk u lidí jsou progresivnější. Bikonkávní tvar, malá velikost a absence jádra výrazně zvyšují množství přenášeného kyslíku a rychlost výměny plynů. Lidské erytrocyty vykonávají dýchací funkci efektivněji, rychle nasycují všechny buňky v těle kyslíkem a uvolňují oxid uhličitý.
