Il sangue è un tessuto liquido che svolge funzioni essenziali. Tuttavia, in diversi organismi, i suoi elementi differiscono nella struttura, che si riflette nella loro fisiologia. Nel nostro articolo, ci soffermeremo sulle caratteristiche dei globuli rossi e confronteremo gli eritrociti umani e di rana.
Diversità delle cellule del sangue
Il sangue è formato da una sostanza intercellulare liquida chiamata plasma e da elementi formati. Questi includono leucociti, eritrociti e piastrine. Le prime sono cellule incolori che non hanno una forma permanente e si muovono indipendentemente nel flusso sanguigno. Sono in grado di riconoscere e digerire le particelle estranee al corpo dalla fagocitosi, quindi formano l'immunità. Questa è la capacità del corpo di resistere a varie malattie. I leucociti sono molto diversi, hanno memoria immunologica e proteggono gli organismi viventi dal momento in cui nascono.
Le piastrine svolgono anche una funzione protettiva. Forniscono la coagulazione del sangue. Questo processo si basa sulla reazione enzimatica della trasformazione delle proteine con la formazione della loro forma insolubile. Di conseguenzasi forma un coagulo di sangue, chiamato trombo.
Caratteristiche e funzioni dei globuli rossi
Gli eritrociti, o globuli rossi, sono strutture contenenti enzimi respiratori. La loro forma e il contenuto interno possono variare nei diversi animali. Tuttavia, ci sono una serie di caratteristiche comuni. In media, i globuli rossi vivono fino a 4 mesi, dopodiché vengono distrutti nella milza e nel fegato. Il luogo della loro formazione è il midollo osseo rosso. I globuli rossi sono formati da cellule staminali universali. Inoltre, nei neonati, tutti i tipi di ossa hanno tessuto ematopoietico, mentre negli adulti - solo in quelli piatti.
Nel corpo animale, queste cellule svolgono una serie di importanti funzioni. Il principale è respiratorio. La sua implementazione è possibile grazie alla presenza di pigmenti speciali nel citoplasma degli eritrociti. Queste sostanze determinano anche il colore del sangue degli animali. Ad esempio, nei molluschi può essere lilla e nei vermi policheti può essere verde. I globuli rossi della rana forniscono il suo colore rosa, mentre nell'uomo è rosso vivo. Combinandosi con l'ossigeno nei polmoni, lo trasportano in ogni cellula del corpo, dove lo danno via e aggiungono anidride carbonica. Quest'ultimo va nella direzione opposta ed espira.
I globuli rossi trasportano anche gli amminoacidi, svolgendo una funzione nutrizionale. Queste cellule sono portatrici di vari enzimi che possono influenzare la velocità delle reazioni chimiche. Gli anticorpi si trovano sulla superficie dei globuli rossi. Grazie a queste sostanze di natura proteica, i globuli rossi si legano eneutralizza le tossine, proteggendo il corpo dai loro effetti nocivi.
Evoluzione dei globuli rossi
Gli eritrociti del sangue di rana sono un vivido esempio di un risultato intermedio di trasformazioni evolutive. Per la prima volta, tali cellule compaiono nei protostomi, che includono nemertine tenie, echinodermi e molluschi. Nei loro rappresentanti più antichi, l'emoglobina si trovava direttamente nel plasma sanguigno. Con lo sviluppo, il bisogno di ossigeno degli animali è aumentato. Di conseguenza, la quantità di emoglobina nel sangue è aumentata, il che ha reso il sangue più viscoso e ha reso difficile respirare. La via d'uscita era l'emergere dei globuli rossi. I primi globuli rossi erano strutture piuttosto grandi, la maggior parte delle quali erano occupate dal nucleo. Naturalmente, il contenuto del pigmento respiratorio con una tale struttura è insignificante, perché semplicemente non c'è abbastanza spazio per esso.
Ulteriori metamorfosi evolutive si sono sviluppate verso una diminuzione delle dimensioni degli eritrociti, un aumento della concentrazione e la scomparsa del nucleo in essi contenuto. Al momento, la forma biconcava dei globuli rossi è la più efficace. Gli scienziati hanno dimostrato che l'emoglobina è uno dei pigmenti più antichi. Si trova anche nelle cellule dei ciliati primitivi. Nel mondo organico moderno, l'emoglobina ha mantenuto la sua posizione dominante insieme all'esistenza di altri pigmenti respiratori, poiché trasporta la più grande quantità di ossigeno.
Capacità di ossigenosangue
Nel sangue arterioso, solo una certa quantità di gas può essere in uno stato legato allo stesso tempo. Questo indicatore è chiamato capacità di ossigeno. Dipende da una serie di fattori. Prima di tutto, questa è la quantità di emoglobina. Gli eritrociti di rana a questo proposito sono significativamente inferiori ai globuli rossi umani. Contengono una piccola quantità di pigmento respiratorio e la loro concentrazione è bassa. Per fare un confronto: l'emoglobina anfibia contenuta in 100 ml del loro sangue lega una quantità di ossigeno pari a 11 ml, mentre nell'uomo questa cifra raggiunge 25.
I fattori che aumentano la capacità dell'emoglobina di legare l'ossigeno includono un aumento della temperatura corporea, il pH dell'ambiente interno, la concentrazione di fosfato organico intracellulare.
Struttura degli eritrociti di rana
Quando si esaminano gli eritrociti di rana al microscopio, è facile vedere che queste cellule sono eucariotiche. Tutti loro hanno un grande nucleo decorato al centro. Occupa uno spazio abbastanza ampio rispetto ai pigmenti respiratori. Di conseguenza, la quantità di ossigeno che possono trasportare è notevolmente ridotta.
Confronto di eritrociti umani e di rana
I globuli rossi degli esseri umani e degli anfibi presentano una serie di differenze significative. Influiscono in modo significativo sulle prestazioni delle funzioni. Pertanto, gli eritrociti umani non hanno un nucleo, che aumenta significativamente la concentrazione di pigmenti respiratori e la quantità di ossigeno trasportata. Dentro di loro c'èsostanza speciale - emoglobina. È costituito da una proteina e una parte contenente ferro: l'eme. Anche gli eritrociti di rana contengono questo pigmento respiratorio, ma in quantità molto minori. L'efficienza dello scambio di gas è aumentata anche a causa della forma biconcava degli eritrociti umani. Sono di dimensioni piuttosto ridotte, quindi la loro concentrazione è maggiore. La principale somiglianza tra gli eritrociti umani e di rana risiede nell'implementazione di una singola funzione: quella respiratoria.
Taglia RBC
La struttura degli eritrociti di rana è caratterizzata da dimensioni piuttosto grandi, che raggiungono un diametro fino a 23 micron. Negli esseri umani, questa cifra è molto inferiore. I suoi globuli rossi hanno una dimensione di 7-8 micron.
Concentrazione
A causa delle loro grandi dimensioni, gli eritrociti del sangue di rana sono anche caratterizzati da una bassa concentrazione. Quindi, in 1 mm cubo di sangue di anfibi ce ne sono 0,38 milioni. Per confronto, nell'uomo questo numero raggiunge i 5 milioni, il che aumenta la capacità respiratoria del suo sangue.
Forma RBC
Quando si esaminano gli eritrociti di rana al microscopio, si può determinare chiaramente la loro forma arrotondata. È meno vantaggioso dei dischi di globuli rossi umani biconcavi perché non aumenta la superficie respiratoria e occupa un grande volume nel flusso sanguigno. La corretta forma ovale dell'eritrocita di rana ripete completamente quella del nucleo. Contiene filamenti di cromatina contenenti informazioni genetiche.
Animali a sangue freddo
La forma dell'eritrocita della rana, così come la sua struttura interna, gli consente di trasportare solo una quantità limitata di ossigeno. Ciò è dovuto al fatto che gli anfibi non hanno bisogno di tanto di questo gas quanto i mammiferi. È molto facile spiegare questo. Negli anfibi, la respirazione viene effettuata non solo attraverso i polmoni, ma anche attraverso la pelle.
Questo gruppo di animali è a sangue freddo. Ciò significa che la loro temperatura corporea dipende dai cambiamenti di questo indicatore nell'ambiente. Questo segno dipende direttamente dalla struttura del loro sistema circolatorio. Quindi, tra le camere del cuore degli anfibi non c'è partizione. Pertanto, nel loro atrio destro, il sangue venoso e arterioso si mescola e in questa forma entra nei tessuti e negli organi. Insieme alle caratteristiche strutturali degli eritrociti, questo rende il loro sistema di scambio gassoso non perfetto come negli animali a sangue caldo.
Animali a sangue caldo
Gli organismi a sangue caldo hanno una temperatura corporea costante. Questi includono uccelli e mammiferi, compreso l'uomo. Nel loro corpo non c'è mescolanza di sangue venoso e arterioso. Questo è il risultato di avere un setto completo tra le camere del loro cuore. Di conseguenza, tutti i tessuti e gli organi, ad eccezione dei polmoni, ricevono sangue arterioso puro saturo di ossigeno. Insieme a una migliore termoregolazione, ciò contribuisce ad aumentare l'intensità dello scambio di gas.
Quindi, nel nostro articolo abbiamo esaminato quali caratteristiche hanno gli eritrociti umani e di rana. Le loro principali differenze riguardano le dimensioni, la presenza di un nucleo e il livello di concentrazione nel sangue. Gli eritrociti di rana sono cellule eucariotiche, sono di dimensioni maggiori e la loro concentrazione è bassa. A causa di questa struttura, contengono una quantità minore di pigmento respiratorio, quindi lo scambio di gas polmonare negli anfibi è meno efficiente. Questo viene compensato con l'ausilio di un ulteriore sistema di respirazione cutanea. Le caratteristiche strutturali degli eritrociti, il sistema circolatorio e i meccanismi di termoregolazione determinano il sangue freddo degli anfibi.
Le caratteristiche strutturali di queste cellule nell'uomo sono più progressive. La forma biconcava, le dimensioni ridotte e la mancanza di un nucleo aumentano notevolmente la quantità di ossigeno trasportata e il tasso di scambio gassoso. Gli eritrociti umani svolgono la funzione respiratoria in modo più efficiente, saturando rapidamente tutte le cellule del corpo con ossigeno e rilasciando anidride carbonica.
