Как появилась кровь и почему она такая разная


a1 Как появилась кровь и почему она такая разная


Кровь — самая необычная ткань организма, в первую очередь потому, что она жидкая. Кровь соединяет остальные ткани между собой, переносит полезные вещества и кислород, формирует и укрепляет иммунитет, а в некоторых организмах и вовсе работает как внутренний гидроскелет. Она бывает красной и оранжевой, голубой и зелёной — даже бесцветной! Это внутреннее море, которое мы всегда носим с собой.

Живая вода


Наши одноклеточные предки миллионы лет назад жили не особенно напрягаясь: в потреблении пищи и необходимых элементов участвовала вся поверхность. Но эволюция не стоит на месте — одноклеточные вскоре начали собираться в скопления клеток, а потом появились настоящие многоклеточные организмы. С увеличением размеров тела неизбежно усложнялось и его строение. Возросшее количество клеток требовало не только улучшенной системы снабжения питательными веществами, но и хорошей системы отведения отходов. Всё острее вставала проблема нехватки среды, с помощью которой сообщались бы между собой различные ткани и обеспечивался гомеостаз.

Первыми проблему роста начали решать кишечнополостные животные — полипы и медузы. Их решение было простым: использовать окружающую среду. Полипы похожи на большую, широкую, незамкнутую сверху трубу, все клетки которой соприкасаются с водой. Медузы — те же организмы, только уже в стадии полового размножения — устроены чуть сложнее, но по схожему принципу. Впрочем, такая система помогает только при очень простом строении тела — когда ткань состоит буквально из двух слоёв клеток. Более сложным организмам пришлось искать ей замену, и таковой стала кровь.

a2 Как появилась кровь и почему она такая разная
Два полипа в колонии Gonothyraea loveni


До сих пор у крови и морской воды много общего — от pH в районе 7,4 до процентных соотношений основных элементов. В литературе встречаются даже упоминания о том, что во время Великой Отечественной войны морскую воду разводили до 9,5%, стерилизовали и в таком виде использовали в госпиталях как кровезаменитель (Хлебович В. В., «Уровни гомеостаза»). Неизвестно, было это на самом деле или нет, но вот то, что в медицине в качестве бесклеточного кровезаменителя повсеместно используют раствор Рингера, по составу почти полностью соответствующий морской воде, абсолютная правда.

Так что, если смотреть упрощённо, кровь — это аналог морской воды, которая обеспечивала жизнедеятельность кишечнополостных. Тело в виде трубы замкнулось — жидкость попала внутрь — образовался червь. В целом по червям хорошо прослеживается история возникновения крови: эти и некоторые другие беспозвоночные стали своеобразным полем для эволюционных экспериментов.

a3 Как появилась кровь и почему она такая разная
Морской кольчатый червь


У морских кольчатых червей полости заполнены жидкостью, подозрительно напоминающей воду, в которой эти полихеты обитают. Но у таких сложно устроенных организмов (а черви по сравнению с кишечнополостными — это как хижина против многоэтажки) вода уже не справлялась бы со всей нагрузкой. Поэтому у морских червей обнаруживается специализация клеток. Те, что входят во внутреннюю среду, распределяют между собой задачи: есть элиоциты, накапливающие жир и тем самым выполняющие питательную функцию, а есть амёбоциты, отвечающие за уничтожение инородных тел в крови. Дальше, в ходе эволюции, специализация клеток расширялось, а переносчики кислорода совершенствовались. В итоге у высших млекопитающих всё это вылилось в стройную систему, состоящую из огромного количества разных клеток: эритроцитов, лимфоцитов и многих других. Однако стоит добавить, что даже у высших форм позвоночных кровь может быть полностью лишена эритроцитов.

Первые настоящие переносчики — молекулы, переносящие газы, — появились как раз у червей. С момента возникновения белков-переносчиков и началась история настоящей крови — цветной жидкости, по солёности напоминающей морскую воду и помогающей переносить молекулы газа по организму.


Группы крови

Когда-то давно врачи и учёные договорились, что будут использовать две системы классификации крови — систему АВО и систему-резус.
В любой из них кровь причисляют к определённой группе по антигенам, находящимся на поверхности эритроцита, — это специальные белки, которые могут образовывать комплексы с антителами.

Систему АВО предложил нобелевский лауреат Карл Ландштейнер в далёком 1900 году. Антитела по этой системе соответствуют специфическим сахарам, вида А и В. Причём антигенов на поверхности два, и есть несколько вариантов гликозилирования (дополнения сахаром органических молекул). На антигенах может вовсе не быть сахаров — это группа крови 0, или первая. Может быть один сахар А и больше ничего — это группа крови АО, или вторая. Может быть один сахар В — это группа крови ВО, или третья. А в группе крови АВ, или четвёртой, сахаров сразу два — это самая редкая группа.

Система резус-фактора рассматривает только один антиген на эритроците — антиген Rh0(D). Есть он есть, то человека называют резус-положительным.а если нет — отрицательным. Эта система особенно важна при ведении беременности. Если у матери резус-фактор отрицательный, а у отца положительный и ребёнок при этом наследует отцовский резус, то организм матери начнёт вырабатывать антитела в ответ на антиген, и может развиться резус-конфликт.

Этими двумя системами пользуются во всём мире. Но на поверхности эритроцита есть много других антигенов, по которым кровь группируется в другие системы. Всего их сейчас 36. Большинство ни на что не влияет даже при переливании, но некоторые способны немного усложнить жизнь носителю. Автор статьи, например, несмотря на всё желание, не может сдавать кровь на донорство — при попытке это сделать оказалось, что она положительна по системе Kell. Основная масса людей в мире отрицательны по этому антигену, и положительная кровь при переливании вызовет у них иммунный ответ.

Внутри потока


a6 Как появилась кровь и почему она такая разная
Форменные элементы крови (слева направо) — эритроцит, тромбоцит, лейкоцит


Как таковую кровь можно разделить на плазму и форменные элементы (лейкоциты и постклеточные структуры — тромбоциты и эритроциты). Если сильно упрощать, то плазма — это вода с растворёнными в ней белками, различными веществами и электролитами. В плазме взвешены форменные элементы крови. Классическая классификация делит их на три большие группы — эритроциты, тромбоциты и лейкоциты. Но если эритроциты и тромбоциты однозначно формируют группы, то категория лейкоцитов обширна и неоднородна. Она была выделена из-за наличия у всех подобных клеток ядра, а также из-за того, что эти клетки не окрашиваются.

a11 Как появилась кровь и почему она такая разная
Тромбоцит под сканирующим электронным микроскопом


Тромбоциты — постклеточные структуры. Это безъядерные двояковыпуклые дисковидные тельца, циркулирующие по крови, называемые также кровяными пластинками. Они совсем маленькие и по факту представляют собой лишь фрагмент цитоплазмы с мембраной — у них нет ни ядра, ни органелл. Главная их функция — тромбообразование. Тромбоциты крайне чувствительно реагируют на механическое повреждение сосудов и участвуют в образование тромбоцитарного агрегата, закрывающего место разрыва.

a7 Как появилась кровь и почему она такая разная
Модель эозинофила


a8 Как появилась кровь и почему она такая разная
Модель моноцита


a9 Как появилась кровь и почему она такая разная
Модель базофила


Лейкоциты включают в себя несколько семейств клеток: тут и лимфоциты, отвечающие за иммунитет, и моноциты, выполняющие роль уборщиков, и гранулоциты. Функции последних обширны — от противопаразитарной защиты (за это отвечают клетки-эозинофилы, которые находят паразита и метят его, чтобы лимфоциты позже его уничтожили) до борьбы с вредоносными агентами (здесь главные клетки-нейтрофилы). К гранулоцитам, кстати, относят и базофилы, редкие клетки, связанные с аллергией. У здорового человека их в крови почти нет, зато у аллергика их очень много — именно они запускают аллергическую реакцию. Если для вас весна — это не цветы и птички, а беспрестанное чихание и зуд, то вы знаете, кого винить.

a10 Как появилась кровь и почему она такая разная
Лимфоцит под сканирующим электронным микроскопом


Из школьного курса биологии некоторые, может быть, помнят, что наша кровь красная именно благодаря эритроцитам, или — как их любили называть в советские годы — красным кровяным тельцам. Эритроциты — это постклеточные структуры в виде двояковогнутых дисков, лишённые ядра, белоксинтезирующего аппарата и большинства органелл. Двояковогнутость увеличивает площадь поверхности, в частности диффузионной поверхности, что помогает эритроциту лучше выполнять свою функцию — перенос газов. Эритроциты — самые многочисленные форменные элементы крови. Количество их становится достаточно большим сразу после рождения — 5,5 млн на микролитр крови, поскольку при родах кровь перемещается из плаценты в тело ребёнка. К третьему месяцу жизни количество сильно падает, поскольку новые эритроциты долгое время не образуются. В норме у мужчины их 5,1 млн, у женщины — 4,6 млн на микролитр. Для сравнения, лимфоцитов, важнейших для нашего иммунитета клеток, всего 500-1500 штук в одном микролитре.

За цвет крови отвечают специальные окрашенные пигменты. В нашей крови это белок гемоглобин, состоящий из белковой части и необычной циклической структуры под названием гем (от древнегреческого сира — «кровь»). Он содержится в эритроцитах. Наш гем красный из-за наличия железа, но у разных организмов гемы разные. Оттенок при этом зависит от насыщенности кислородом: насыщенная кровь ярко-алая (артериальная), а та, что уже отдала весь кислород, тёмно-красная, почти бордовая (венозная — она видна в венах, правда, из-за толстого слоя кожи её цвет кажется синеватым). У некоторых организмов (чаще всего, конечно, беспозвоночных — ведь именно они выступают в роли подопытных для эволюции!) вместо железа в геме может встречаться и медь, и железо в других степенях окисления, и даже ванадий — тогда цвет крови будет совсем другим, от розового до голубого.

a4 Как появилась кровь и почему она такая разная
Молекула гемоглобина (зелёным окрашены гемы, содержащие железо)


Да, голубая кровь не выдумка благородных сэров — это вполне реальное явление. Только обладают ею не особы королевского рода, а ракообразные, пауки и головоногие моллюски. Голубой цвет крови придаёт пигмент гемоцианин (дословно — «кровяная лазурь»). Этот белок очень похож на гемоглобин, но вместо железа в нём медь. Причём она прикрепляется к белковой части очень необычно — напрямую (это означает, что никакого гема у моллюсков и пауков нет). Обогащённый кислородом, гемоцианин окрашивает кровь в насыщенно-синий цвет, а когда лишается кислорода, то бледнеет, и кровь становится голубой.

Этим фантазия природы не исчерпывается. Ещё у беспозвоночных — например, у всем известных дождевых червей — кровь может быть зелёной. За такую окраску отвечает пигмент хлорокруорин. Он тоже очень похож на гемоглобин и даже содержит железо, правда, в другой степени окисления, вот только у этого белка не четыре субъединицы, а гораздо, гораздо больше — у дождевого червя, например, их 144.

Фиолетовый или розоватый оттенок крови придаёт пигмент гемэритрин. Его можно найти в крови плеченогих, сипункулид, некоторых полихет — тоже беспозвоночных (видите, насколько богата фантазия у эволюции, когда дело касается беспозвоночных!). Это тоже железосодержащий белок, но его активный центр содержит два иона железа вместо одного, как в гемоглобине. Фиолетовый цвет придаёт насыщенный кислородом белок, розовый — ненасыщенный.

Из других интересных дыхательных пигментов можно упомянуть гемованадий, содержащий, как нетрудно догадаться, металл ванадий. Он встречается у асцидий — маленьких морских существ со сложным жизненным циклом, и кровь с ним почти бесцветная. Хотя с гемованадием учёные до сих пор до конца не разобрались: некоторые считают, что он не переносчик кислорода, а всего лишь токсичный агент, нужный для защиты от хищников.

a5 Как появилась кровь и почему она такая разная
Элементы крови под сканирующим электронным микроскопом



Пять фактов о крови человека

• За день кровь «проходит» больше 19 000 километров.
• Хотя система питания по группам крови распространена очень широко, никаких доказательств того, что она работает, нет.
• Австралиец Джеймс Харрисон за свою жизнь сдал кровь более полутора тысяч раз и этим спас более двух миллионов детей.
• В крови содержится золото — в количестве 1 мг на литр.
• Помимо морской воды, на кровь по составу очень похоже… кокосовое молоко!



a12 Как появилась кровь и почему она такая разная


***

Да, выглядеть кровь может очень по-разному, но вне зависимости от цвета она всегда выполняет одну и ту же функцию — обеспечивает баланс. Она разносит по всем тканям кислород и уносят продукты распада. В какой-то степени именно кровь связывает все системы в единый организм, и в этом прослеживается определённая романтика. Наше внутреннее море не только питает нас изнутри, но и обеспечивает нам цельность.

Как появилась кровь и почему она такая разная, 10.0 out of 10 based on 1 rating
Найти на unnatural: Как появилась кровь почему она такая разная

Нравится

GD Star Rating
loading...

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Последние публикации:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100