Asinis ir šķidri audi, kas veic būtiskas funkcijas. Tomēr dažādos organismos tā elementi atšķiras pēc struktūras, kas atspoguļojas to fizioloģijā. Mūsu rakstā mēs pakavēsimies pie sarkano asins šūnu iezīmēm un salīdzināsim cilvēka un varžu eritrocītus.
Asins šūnu daudzveidība
Asinis veido šķidra starpšūnu viela, ko sauc par plazmu, un veidotie elementi. Tajos ietilpst leikocīti, eritrocīti un trombocīti. Pirmās ir bezkrāsainas šūnas, kurām nav pastāvīgas formas un kuras patstāvīgi pārvietojas asinsritē. Viņi fagocitozes ceļā spēj atpazīt un sagremot organismam svešas daļiņas, tāpēc veido imunitāti. Tā ir ķermeņa spēja pretoties dažādām slimībām. Leikocīti ir ļoti dažādi, tiem ir imunoloģiska atmiņa un tie aizsargā dzīvos organismus jau no dzimšanas brīža.
Trombocīti veic arī aizsargfunkciju. Tie nodrošina asins recēšanu. Šī procesa pamatā ir proteīnu transformācijas fermentatīvā reakcija ar to nešķīstošās formas veidošanos. Rezultātāveidojas asins receklis, ko sauc par trombu.
Sarkano asinsķermenīšu īpašības un funkcijas
Eritrocīti jeb sarkanās asins šūnas ir struktūras, kas satur elpošanas enzīmus. To forma un iekšējais saturs dažādiem dzīvniekiem var atšķirties. Tomēr ir vairākas kopīgas iezīmes. Vidēji sarkanās asins šūnas dzīvo līdz 4 mēnešiem, pēc tam tie tiek iznīcināti liesā un aknās. To veidošanās vieta ir sarkanās kaulu smadzenes. Sarkanās asins šūnas veidojas no universālajām cilmes šūnām. Turklāt jaundzimušajiem visu veidu kaulos ir hematopoētiskie audi, savukārt pieaugušajiem - tikai plakanajiem.
Dzīvnieka ķermenī šīs šūnas veic vairākas svarīgas funkcijas. Galvenais no tiem ir elpceļi. Tās īstenošana ir iespējama, pateicoties īpašu pigmentu klātbūtnei eritrocītu citoplazmā. Šīs vielas nosaka arī dzīvnieku asiņu krāsu. Piemēram, mīkstmiešiem tas var būt ceriņi, un daudzveidīgajiem tārpiem tas var būt zaļš. Vardei sarkanās asins šūnas nodrošina tai rozā krāsu, savukārt cilvēkiem tā ir spilgti sarkana. Savienojoties ar skābekli plaušās, tie nogādā to katrā ķermeņa šūnā, kur to izdala un pievieno oglekļa dioksīdu. Pēdējais nāk pretējā virzienā un tiek izelpots.
RBC transportē arī aminoskābes, pildot uztura funkciju. Šīs šūnas ir dažādu enzīmu nesēji, kas var ietekmēt ķīmisko reakciju ātrumu. Antivielas atrodas uz sarkano asins šūnu virsmas. Pateicoties šīm proteīna rakstura vielām, sarkanās asins šūnas saistās unneitralizēt toksīnus, pasargājot organismu no to kaitīgās ietekmes.
Sarkano asins šūnu evolūcija
Varžu asiņu eritrocīti ir spilgts piemērs evolūcijas transformāciju starprezultātam. Pirmo reizi šādas šūnas parādās protostos, kas ietver nemertīna lenteņus, adatādaiņus un mīkstmiešus. Viņu senākajiem pārstāvjiem hemoglobīns atradās tieši asins plazmā. Attīstoties, pieauga dzīvnieku vajadzība pēc skābekļa. Rezultātā palielinājās hemoglobīna daudzums asinīs, kas padarīja asinis viskozākas un apgrūtināja elpošanu. Izeja no tā bija sarkano asins šūnu parādīšanās. Pirmās sarkanās asins šūnas bija diezgan lielas struktūras, no kurām lielāko daļu aizņēma kodols. Protams, elpceļu pigmenta saturs ar šādu struktūru ir niecīgs, jo tam vienkārši nepietiek vietas.
Turpmāk evolūcijas metamorfozes attīstījās uz eritrocītu izmēra samazināšanos, koncentrācijas palielināšanos un kodola izzušanu tajos. Šobrīd visefektīvākā ir sarkano asins šūnu abpusēji ieliektā forma. Zinātnieki ir pierādījuši, ka hemoglobīns ir viens no senākajiem pigmentiem. Tas ir pat atrodams primitīvu ciliātu šūnās. Mūsdienu organiskajā pasaulē hemoglobīns ir saglabājis savu dominējošo stāvokli kopā ar citiem elpošanas pigmentiem, jo tas nes lielāko skābekļa daudzumu.
Skābekļa ietilpībaasinis
Arteriālajās asinīs vienlaikus saistītā stāvoklī var būt tikai noteikts daudzums gāzu. Šo indikatoru sauc par skābekļa ietilpību. Tas ir atkarīgs no vairākiem faktoriem. Pirmkārt, tas ir hemoglobīna daudzums. Vardes eritrocīti šajā ziņā ir ievērojami zemāki par cilvēka sarkanajām asins šūnām. Tie satur nelielu daudzumu elpošanas pigmenta, un to koncentrācija ir zema. Salīdzinājumam: abinieku hemoglobīns, ko satur 100 ml to asiņu, saista skābekļa daudzumu, kas vienāds ar 11 ml, savukārt cilvēkiem šis skaitlis sasniedz 25.
Faktori, kas palielina hemoglobīna spēju piesaistīt skābekli, ir ķermeņa temperatūras paaugstināšanās, iekšējās vides pH, intracelulārā organiskā fosfāta koncentrācija.
Vardes eritrocītu struktūra
Pārbaudot vardes eritrocītus mikroskopā, var viegli redzēt, ka šīs šūnas ir eikariotiskas. To visu centrā ir liels dekorēts kodols. Tas aizņem diezgan lielu vietu salīdzinājumā ar elpošanas pigmentiem. Tā rezultātā tiek ievērojami samazināts skābekļa daudzums, ko tie var pārnēsāt.
Cilvēka un vardes eritrocītu salīdzinājums
Cilvēku un abinieku sarkanajām asins šūnām ir vairākas būtiskas atšķirības. Tie būtiski ietekmē funkciju izpildi. Tādējādi cilvēka eritrocītos nav kodola, kas būtiski palielina elpošanas pigmentu koncentrāciju un pārnēsātā skābekļa daudzumu. Tajos ir iekšāīpaša viela - hemoglobīns. Tas sastāv no olb altumvielas un dzelzi saturošas daļas - hema. Vardes eritrocīti satur arī šo elpošanas pigmentu, taču daudz mazākā daudzumā. Gāzu apmaiņas efektivitāti palielina arī cilvēka eritrocītu abpusēji ieliektā forma. Tie ir diezgan mazi, tāpēc to koncentrācija ir lielāka. Galvenā līdzība starp cilvēka un vardes eritrocītiem slēpjas vienas funkcijas – elpošanas – īstenošanā.
RBC izmērs
Vardes eritrocītu struktūrai raksturīgi diezgan lieli izmēri, kas sasniedz diametru līdz 23 mikroniem. Cilvēkiem šis skaitlis ir daudz mazāks. Viņa sarkano asins šūnu izmērs ir 7–8 mikroni.
Koncentrēšanās
Lielo izmēru dēļ varžu asiņu eritrocītiem ir raksturīga arī zema koncentrācija. Tātad abinieku 1 kubikmm asinīs ir 0,38 miljoni. Salīdzinājumam, cilvēkiem šis skaitlis sasniedz 5 miljonus, kas palielina viņa asiņu elpošanas spēju.
RBC forma
Pārbaudot vardes eritrocītus mikroskopā, var skaidri noteikt to noapaļoto formu. Tas ir mazāk izdevīgs nekā abpusēji ieliekti cilvēka sarkano asinsķermenīšu diski, jo tas nepalielina elpošanas virsmu un aizņem lielu daudzumu asinsritē. Vardes eritrocīta pareizā ovāla forma pilnībā atkārto kodola formu. Tas satur hromatīna pavedienus, kas satur ģenētisku informāciju.
Aukstasiņu dzīvnieki
Vardes eritrocīta forma, kā arī iekšējā struktūra ļauj tam pārnēsāt tikai ierobežotu skābekļa daudzumu. Tas ir saistīts ar faktu, ka abiniekiem nav nepieciešams tik daudz šīs gāzes kā zīdītājiem. To ir ļoti viegli izskaidrot. Abiniekiem elpošana notiek ne tikai caur plaušām, bet arī caur ādu.
Šī dzīvnieku grupa ir aukstasinīga. Tas nozīmē, ka viņu ķermeņa temperatūra ir atkarīga no šī indikatora izmaiņām vidē. Šī zīme ir tieši atkarīga no viņu asinsrites sistēmas struktūras. Tātad starp abinieku sirds kambariem nav nodalījuma. Tāpēc viņu labajā ātrijā venozās un arteriālās asinis sajaucas un šādā veidā nonāk audos un orgānos. Līdz ar eritrocītu strukturālajām iezīmēm tas padara to gāzu apmaiņas sistēmu ne tik perfektu kā siltasiņu dzīvniekiem.
Siltasiņu dzīvnieki
Siltasiņu organismiem ir nemainīga ķermeņa temperatūra. Tajos ietilpst putni un zīdītāji, tostarp cilvēki. Viņu ķermenī nenotiek venozo un arteriālo asiņu sajaukšanās. Tas ir rezultāts tam, ka starp viņu sirds kambariem ir pilnīga starpsiena. Rezultātā visi audi un orgāni, izņemot plaušas, saņem tīras ar skābekli piesātinātas arteriālās asinis. Līdztekus labākai termoregulācijai tas veicina gāzes apmaiņas intensitātes palielināšanos.
Tātad, mūsu rakstā mēs apskatījām cilvēka un varžu eritrocītu īpašības. To galvenās atšķirības ir saistītas ar izmēru, kodola klātbūtni un koncentrācijas līmeni asinīs. Vardes eritrocīti ir eikariotu šūnas, tie ir lielāki, un to koncentrācija ir zema. Pateicoties šai struktūrai, tie satur mazāku daudzumu elpošanas pigmenta, tāpēc plaušu gāzu apmaiņa abiniekiem ir mazāk efektīva. Tas tiek kompensēts ar papildu ādas elpošanas sistēmas palīdzību. Ertrocītu struktūras īpatnības, asinsrites sistēma un termoregulācijas mehānismi nosaka abinieku aukstasinību.
Šo šūnu struktūras iezīmes cilvēkiem ir progresīvākas. Abpusēji ieliektā forma, mazais izmērs un kodola trūkums ievērojami palielina pārvadājamā skābekļa daudzumu un gāzes apmaiņas ātrumu. Cilvēka eritrocīti efektīvāk veic elpošanas funkciju, ātri piesātinot visas ķermeņa šūnas ar skābekli un izdalot oglekļa dioksīdu.
