Związek budowy czerwonych krwinek z ich funkcją.

Budowa wszystkich krwinek wiąże się ściśle z pełnioną przez nie funkcją. W przypadku czerwonych krwinek główną funkcją jest transport tlenu z pęcherzyków płucnych do wszystkich tkanek ciała poprzez krew a w mniejszym stopniu także transport CO2 w odwrotnym kierunku. Dojrzałe erytrocyty mają budowę dwuwklęsłej okrągłej komórki (u lamy i wielbłąda owalnej). Budowa taka jest wyrazem przystosowania tego rodzaju komórek do pełnionej funkcji - większą powierzchnia wymiany gazowej. Ponadto komórki te są bezjądrzaste (u ssaków) co powoduje skrajne ograniczenie potrzeb na własny metabolizm (zużycie tlenu, materiałów budulcowych i energetycznych). Swój kształt komórka zawdzięcza zbudowanej lipoproteidów i cukrów błonie komórkowej o specjalnej budowie zawierającej kilkadziesiąt enzymów. Budowa błony komórkowej zapewnia także jej ujemny ładunek, który powoduje, że krwinki czerwone odpychają się od siebie nie tworząc większych skupień. Najważniejszą cechą krwinek czerownych jest jednak zawartość hemoglobiny, za pomocą której odbywa się transport tlenu, CO2 oraz buforowanie pH krwi. Hemoglobina składa się z globiny i barwnika hemu. Globina zbudowana jest z dwóch łańcuchów alfa i dwóch beta, które stanowią pod względem chemicznym dwie identyczne pary. Każdy łańcuch zawiera po jednej cząsteczce hemu. Każda cząsteczka hemu składa się z jednego atomu żelaza (atom żelaza jest związany z 4 wzajemnie związanymi ze sobą pierścieniami pirolowymi). Hem wiąże się z łańcuchami globiny poprzez reszty histydynowe

5. Regulacja pracy układu pokarmowego.

Trawienie i wchłanianie w przewodzie pokarmowym zwierząt stanowi jeden ciąg procesów, dlatego trudno na ogół rozdzielić ostatnie etapu trawienia od wchłaniania powstających produktów. Wszystkie zjawiska związane z trawieniem i wchłanianiem, jak transport pokarmu i wydzielanie soków trawiennych, są precyzyjnie regulowane na drodze nerwowo - humoralnej. W regulacji nerwowej, przy udziale układu autonomicznego, rozróżnia się regulację lokalną w przewodzie pokarmowym, regulację na poziomie podkręgowym i regulację na poziomie kręgowo - mózgowym.

Badania prowadzone w ostatnich kilkudziesięciu latach udowodniły wiodącą rolę hormonów w regulacji przewodu pokarmowego. W specjalnych komórkach w śluzówce jelita cienkiego, głównie w dwunastnicy, a także w śluzówce żołądka są syntetyzowane liczne związki o budowie peptydowej. Mimo często zbliżonej do siebie budowy chemicznej, wykazują one różną aktywność biologiczną. Niektóre z peptydów są także wytwarzane przez zakończenia nerwów rozmieszczonych w ścianie przewodu pokarmowego oraz w trzustce. Do peptydów takich należy VIP (naczynioaktywny hormon jelitowy) oraz CCK - 4CT (tetrapeptyd końcowy cholocystokininy). Hormony przewodu pokarmowego wydzielane do przestrzeni międzykomórkowych w ścianie jelita, są następnie wchłanianie do krwi, dochodząc tą drogą do wrażliwych na nie komórek, czyli do mięśniówki gładkiej przewodu pokarmowego i do gruczołów trawiennych. Komórki wrażliwie na hormony peptydowe przewodu pokarmowego są wyposażone w swoiste receptory błonowe. Komórki wydzielnicze gruczołów trawiennych zwykle mają receptory swoiste reagujące na kilka hormonów. Aktywność komórki w danym momencie jest zatem wypadkową oddziaływania kilku hormonów, w tym także mediatorów układu nerwowego.

6. Wiązanie CO2 w tkankach. [tu chyba chodzi po prostu o odbieranie CO2 z tkanek przez erytrocyty]

Procesy metaboliczne w tkankach wymagają tlenu i ich metabolitami są między innymi CO2. Ciągłe dostarczanie tlenu i odbiór dwutlenku węgla zapewnia układ krwionośny dzięki krwinkom czerwonym, osoczu i naczyniom włosowatym docierające wszędzie nawet do najdalszych zakątków organizmu (no prawie wszędzie np. paznokcie nie potrzebują krwi, u niektórych osobników też można odnieść wrażenie, że mózg nie jest zbyt dobrze odżywiany).

Po oddaniu tlenu odtlenowana hemoglobina, która jest teraz znacznie słabszym kwasem, traci natychmiast potas. Prawie równocześnie krwinka czerwona, spotykając się w naczyniu włosowatym z duża prężnością CO2, odbiera dwutlenek węgla ze środowiska. Dwutlenek węgla po wniknięciu do krwinki podlega dwóm różnym reakcjom. Zasadnicza ilość CO2 pod wpływem enzymu anhydrazy węglanowej łączy się w ciągu ułamka sekundy z wodą zawartą w krwince czerwoną, tworząc kwas węglowy. Reakcja powstawania kwasu węglowego przebiega 300 razy szybciej niż w osoczu, w którym brak anhydrazy. Powstały jednak kwas węglowy nie jest związkiem trwałym i natychmiast dysocjuje na jon wodorowy (H+) przyłączany do odtlenowej hemoglobiny na miejsce potasu, oraz jon wodorowęglanowy (HCO3-). W efekcie w krwince, która przechodzi przez naczynia włosowate, pojawia się znacznie większa koncentracja jonu wodorowęglanowego niż w osoczu. Wskutek tej różnicy stężeń następuje uchodzenie ujemnie naładowanych jonów wodorowęglanowych (HCO3-) z krwinek do osocza, a procesowi temu towarzyszy wejście do krwinki - dla zrównoważenia potencjału elektrycznego - ujemnie naładowanego jonu chlorkowego. Ten ostatni łączy się w krwince głównie z uwolnionym w tym czasie potasem. Druga niewielka już część dwutlenku po wniknięciu do krwinki łączy się z globiną i tworzy połączenia karbaminowe. W tej postaci jest transportowana do płuc.

7. Wiązanie Hb z O2 - wykres, czynniki warunkujące.

W litrze krwi znajduje się od 120 do 160 g hemoglobiny. Każdy gram hemoglobiny przy pełnym wysyceniu tlenem wiąże 1,34 ml tlenu. W litrze krwi utlenowanej znajduje się więc 200 ml tlenu związanego z hemoglobiną, we krwi odtlenowanej, tzw. żylnej, około 150 ml tlenu. Odtlenowana krew dopływająca do naczyń włosowatych pęcherzyków płucnych łączy się gwałtownie - wobec dużej różnicy ciśnien parcjalnych - z dyfundującym pęcherzyków płucnych tlenem. W krwinkach w ułamku sekundy powstaje oksyhemoglobina. W czasie przyłączania tlenu odbywa się przesunięcie względem siebie łańcuchów białkowych i gwałtowne odszczepianie atomu wodoru. Powoduje to pobranie z nagromadzonego w krwince chlorku potasu i przyłączenie do hemoglobiny jonu potasowego. Reakcja przyłączania potasu do oksyhemoglobiny staje się punktem zwrotnym w lawinowo postępujących po sobie w ułamku sekundy dalszych procesów powstawania CO2 , o których będzie mowa przy omawianiu dyfuzji do powietrza pęcherzykowego dwutlenku węgla. Powstawianie oksyhemoglobiny w naczyniach włosowatych płuc jest uzależnione przede wszystkim od prężności tlenu w danym środowisku. Ponadto na proces ten wywiera wpływ temperatura, prężność CO2 w środowisku i stężenie jonów wodorowych, a także zawartość 2,3 - dwufosfoglicerynian (2,3 - DPG) w krwinkach. Wysycenie hemoglobiny tlenem nie jest jednak ściśle proporcjonalne do prężności tlenu w środowisku.

Wykres

Oś rzędnych - procent wysycenia Hb tlenem

Oś odciętych - prężność tlenu (w mm słupka rtęci)

Jak widać przy prężności tlenu powyżej (50 mm Hg) nasycenie hemoglobiny tlenem bądź rozpad oksyhemoglobiny ulega minimalnym zmianom. Jeśli więc normalna zawartość tlenu w powietrzu pęcherzyków płucnych (prężność około 100 mm Hg) ulegnie obniżeniu nawet do połowy, nie wywoła to jeszcze braku oksyhemoglobiny. Dzięki temu we krwi żylnej, gdzie prężność tlenu wynosi 400 mm Hg hemoglobina wiąże jeszcze około 75 % tlenu. Stanowi to pewnego rodzaju rezerwę tlenową krwi, która może być uruchamiana pod wpływem czynników ułatwiających odszczepienie cząstki tlenu od hemoglobiny, będącej wynikiem przede wszystkim właściwości kooperatywnych tetrameru hemoglobiny, istotne znaczenie ma przesunięcie krzywej w prawo lub w lewo, będące wyrazem zmiany powinowactwa hemoglobiny do tlenu. Zmiany powinowactwa, a więc przesunięcie krzywej dysocjacji powodowane są głównie przez temperaturę, stężenie CO3 oraz stężenie jonów wodorowych. Spadej temperatury ułątwia wiązanie tlenu z hemoglobiną, a wzrost temperatury zwiększa dysocjację oksyhemoglobiny. Jest to przystosowanie korzystne dla organizmu, pobierane bowiem do płuc powietrze atmosferyczne, chłodniejsze zazwyczaj od przepływającej tam krwi, ułatwia tworzenie oksyhemoglobiny. W tkankach natomiast, np. w pracujących mięśniach, istnieje oczywiście wyższa temperatura i ona ułatwia dysocjację oksyhemoglobiny. Dlatego też znacznie lepsze utlenowanie hemoglobiny i zaopatrzenie tkanek w tlen osiąga się w zimie, podczas oddychania mroźnym powietrzem niż latem przy wysokich temperaturach poweitrza.

---