Sângele este un țesut lichid care îndeplinește funcții esențiale. Cu toate acestea, în diferite organisme, elementele sale diferă în structură, ceea ce se reflectă în fiziologia lor. În articolul nostru, ne vom opri asupra caracteristicilor celulelor roșii din sânge și vom compara eritrocitele umane și cele ale broaștelor.
Diversitatea celulelor sanguine
Sângele este format dintr-o substanță intercelulară lichidă numită plasmă și elemente formate. Acestea includ leucocite, eritrocite și trombocite. Primele sunt celulele incolore care nu au o formă permanentă și se mișcă independent în fluxul sanguin. Sunt capabili să recunoască și să digere particulele străine organismului prin fagocitoză, prin urmare formează imunitate. Aceasta este capacitatea organismului de a rezista diferitelor boli. Leucocitele sunt foarte diverse, au memorie imunologică și protejează organismele vii din momentul în care se nasc.
Trombocitele îndeplinesc și o funcție de protecție. Ele asigură coagularea sângelui. Acest proces se bazează pe reacția enzimatică de transformare a proteinelor cu formarea formei lor insolubile. Ca urmarese formează un cheag de sânge, care se numește tromb.
Caracteristici și funcții ale celulelor roșii din sânge
Eritrocitele, sau globulele roșii, sunt structuri care conțin enzime respiratorii. Forma și conținutul lor intern pot varia în funcție de animale. Cu toate acestea, există o serie de caracteristici comune. În medie, celulele roșii din sânge trăiesc până la 4 luni, după care sunt distruse în splină și ficat. Locul formării lor este măduva osoasă roșie. Celulele roșii din sânge sunt formate din celule stem universale. Mai mult, la nou-născuți, toate tipurile de oase au țesut hematopoietic, în timp ce la adulți - doar în cele plate.
În organismul animal, aceste celule îndeplinesc o serie de funcții importante. Principala este cea respiratorie. Implementarea sa este posibilă datorită prezenței pigmenților speciali în citoplasma eritrocitelor. Aceste substanțe determină și culoarea sângelui animalelor. De exemplu, la moluște poate fi liliac, iar la viermii poliheți poate fi verde. Globulele roșii ale broaștei oferă culoarea sa roz, în timp ce la oameni este roșu aprins. Combinându-se cu oxigenul din plămâni, ei îl transportă în fiecare celulă a corpului, unde îl cedează și adaugă dioxid de carbon. Acesta din urmă vine în direcția opusă și expiră.
RBC transportă și aminoacizi, îndeplinind o funcție nutrițională. Aceste celule sunt purtătoare a diferitelor enzime care pot influența viteza reacțiilor chimice. Anticorpii sunt localizați pe suprafața globulelor roșii. Datorită acestor substanțe de natură proteică, celulele roșii din sânge se leagă șineutralizează toxinele, protejând organismul de efectele lor nocive.
Evoluția globulelor roșii
Eritrocitele din sânge de broaște sunt un exemplu viu de rezultat intermediar al transformărilor evolutive. Pentru prima dată, astfel de celule apar în protostomi, care includ tenii nemertine, echinoderme și moluște. În cei mai vechi reprezentanți ai lor, hemoglobina era localizată direct în plasma sanguină. Odată cu dezvoltarea, nevoia de oxigen a animalelor a crescut. Ca urmare, cantitatea de hemoglobină din sânge a crescut, ceea ce a făcut sângele mai vâscos și a îngreunat respirația. Calea de ieșire din aceasta a fost apariția globulelor roșii. Primele celule roșii din sânge erau structuri destul de mari, dintre care majoritatea erau ocupate de nucleu. Desigur, conținutul de pigment respirator cu o astfel de structură este nesemnificativ, deoarece pur și simplu nu există suficient spațiu pentru acesta.
În continuare, s-au dezvoltat metamorfoze evolutive spre scăderea dimensiunii eritrocitelor, creșterea concentrației și dispariția nucleului din acestea. În prezent, forma biconcavă a globulelor roșii este cea mai eficientă. Oamenii de știință au demonstrat că hemoglobina este unul dintre cei mai vechi pigmenți. Se găsește chiar și în celulele ciliatelor primitive. În lumea organică modernă, hemoglobina și-a păstrat poziția dominantă împreună cu existența altor pigmenți respiratori, deoarece transportă cea mai mare cantitate de oxigen.
Capacitate de oxigensânge
În sângele arterial, doar o anumită cantitate de gaze poate fi în stare legată în același timp. Acest indicator se numește capacitatea de oxigen. Depinde de o serie de factori. În primul rând, aceasta este cantitatea de hemoglobină. Eritrocitele de broaște în acest sens sunt semnificativ inferioare globulelor roșii umane. Conțin o cantitate mică de pigment respirator și concentrația lor este scăzută. Spre comparație: hemoglobina amfibiană conținută în 100 ml din sângele lor leagă o cantitate de oxigen egală cu 11 ml, în timp ce la om această cifră ajunge la 25.
Factorii care cresc capacitatea hemoglobinei de a atașa oxigenul includ creșterea temperaturii corpului, pH-ul mediului intern, concentrația de fosfat organic intracelular.
Structura eritrocitelor de broasca
Când examinăm eritrocitele de broaște la microscop, este ușor de observat că aceste celule sunt eucariote. Toate au un miez mare decorat în centru. Ocupă un spațiu destul de mare în comparație cu pigmenții respiratori. Ca rezultat, cantitatea de oxigen pe care o pot transporta este mult redusă.
Comparație de eritrocite umane și de broaște
Grimulele roșii ale oamenilor și amfibienilor au o serie de diferențe semnificative. Ele afectează semnificativ performanța funcțiilor. Astfel, eritrocitele umane nu au nucleu, ceea ce crește semnificativ concentrația pigmenților respiratori și cantitatea de oxigen transportată. Înăuntrul lor estesubstanță specială - hemoglobina. Este format dintr-o proteină și o parte care conține fier - hem. Eritrocitele de broasca contin si acest pigment respirator, dar in cantitati mult mai mici. Eficiența schimbului de gaze este crescută și datorită formei biconcave a eritrocitelor umane. Au dimensiuni destul de mici, astfel încât concentrația lor este mai mare. Principala asemănare dintre eritrocitele umane și cele ale broaștei constă în implementarea unei singure funcții - respiratorie.
Mărimea RBC
Structura eritrocitelor de broasca se caracterizeaza prin dimensiuni destul de mari, care ajung la un diametru de pana la 23 de microni. La oameni, această cifră este mult mai mică. Globulele sale roșii au o dimensiune de 7-8 microni.
Concentrație
Datorita dimensiunilor lor mari, eritrocitele din sangele de broasca se caracterizeaza si printr-o concentratie scazuta. Deci, în 1 mm cub de sânge de amfibieni există 0,38 milioane dintre ei. Spre comparație, la oameni acest număr ajunge la 5 milioane, ceea ce crește capacitatea respiratorie a sângelui său.
Forma RBC
Când se examinează eritrocitele de broaște la microscop, se poate determina clar forma rotunjită a acestora. Este mai puțin benefic decât discurile biconcave de globule roșii umane deoarece nu mărește suprafața respiratorie și ocupă un volum mare în fluxul sanguin. Forma ovală corectă a eritrocitelor de broaște o repetă complet pe cea a nucleului. Conține fire de cromatină care conțin informații genetice.
Animale cu sânge rece
Forma eritrocitelor de broaște, precum și structura sa internă, îi permit să transporte doar o cantitate limitată de oxigen. Acest lucru se datorează faptului că amfibienii nu au nevoie de atât de mult din acest gaz ca mamiferele. Este foarte ușor de explicat acest lucru. La amfibieni, respirația se realizează nu numai prin plămâni, ci și prin piele.
Acest grup de animale este cu sânge rece. Aceasta înseamnă că temperatura corpului lor depinde de modificările acestui indicator în mediu. Acest semn depinde direct de structura sistemului lor circulator. Deci, între camerele inimii amfibienilor nu există despărțire. Prin urmare, în atriul lor drept, sângele venos și arterial se amestecă și în această formă pătrunde în țesuturi și organe. Împreună cu caracteristicile structurale ale eritrocitelor, acest lucru face ca sistemul lor de schimb de gaz să nu fie la fel de perfect ca la animalele cu sânge cald.
Animale cu sânge cald
Organismele cu sânge cald au o temperatură constantă a corpului. Acestea includ păsări și mamifere, inclusiv oameni. În corpul lor, nu există amestec de sânge venos și arterial. Acesta este rezultatul existenței unui sept complet între camerele inimii lor. Ca urmare, toate țesuturile și organele, cu excepția plămânilor, primesc sânge arterial pur saturat cu oxigen. Împreună cu o termoreglare mai bună, aceasta contribuie la creșterea intensității schimbului de gaze.
Așadar, în articolul nostru am examinat ce caracteristici au eritrocitele umane și de broaște. Principalele lor diferențe se referă la dimensiune, prezența unui nucleu și nivelul de concentrație în sânge. Eritrocitele de broasca sunt celule eucariote, au dimensiuni mai mari, iar concentratia lor este scazuta. Datorită acestei structuri, acestea conțin o cantitate mai mică de pigment respirator, astfel încât schimbul de gaze pulmonare la amfibieni este mai puțin eficient. Acest lucru este compensat cu ajutorul unui sistem suplimentar de respirație a pielii. Trăsăturile structurale ale eritrocitelor, sistemul circulator și mecanismele de termoreglare determină sângele rece la amfibieni.
Trăsăturile structurale ale acestor celule la oameni sunt mai progresive. Forma biconcavă, dimensiunea mică și lipsa unui miez cresc semnificativ cantitatea de oxigen transportată și rata schimbului de gaze. Eritrocitele umane îndeplinesc funcția respiratorie mai eficient, saturând rapid toate celulele corpului cu oxigen și eliberând dioxid de carbon.
