"Упаковка" для кислорада

Сколько живых цыплят можно перевезти в товарном железнодорожном вагоне? Сколько из них удается доставить по назначению? Если их выпустить прямо в вагон, то очень немного, и при этом дверь вагона всю дорогу нужно держать закрытой, чтобы цыплята не разбежались. Другое дело, если живой груз распределить по клеткам. Их можно составить пирамидами до потолка, и цыплят поместится гораздо больше, к тому же они по дороге никуда не денутся.

Сходная картина происходит с кислородом, который кровь разносит по организму. Просто в крови, тем более в крови теплокровных животных, имеющей температуру +37–40°С кислорода может раствориться совсем немного. Можно ли таким путем обеспечить организм достаточным количеством этого газа? Иногда можно. В морях, омывающих берега Антарктиды, обитают удивительные рыбы–белокровки. Они отказались от дорогостоящей "упаковки" и наладили доставку кислорода непосредственно плазмой крови. Живут эти рыбы в очень холодной воде с температурой от –2 до +2°С. Пресная вода в лужах, прудах и озерах при температуре –2°С превращается в лед, но в океане вода соленая и поэтому при такой температуре не замерзает.

Белокровки – крупные рыбы длиной до 60–70 сантиметров с голым и полупрозрачным телом. Они не "упаковывают" молекулы кислорода, не завели для этого клетки и ящики, а отсутствие большого вагона компенсируется рекордно большим объемом крови, крупным и сильным сердцем, способным прогнать сквозь сосудистую сеть значительное количество жидкости.

Благодаря низкой температуре тела рыб и окружающей воды в их крови может раствориться достаточное количество кислорода, достаточное, потому что у рыб, живущих в природном холодильнике, процессы обмена веществ текут медленно, вяло, и поэтому кислорода им требуется гораздо меньше, чем теплокровным животным. Среди мелких обитателей океана, таких, как черви и моллюски, многие довольствуются тем количеством кислорода, которое может раствориться в их крови или проникнуть в их тело прямо через наружные покровы, а потом добраться до каждой клеточки их организма.

Большинство животных научилось более компактно "упаковывать" молекулы кислорода и в упакованном виде доставлять их к месту назначения. "Упаковочным материалом" для человека и высших животных служит железосодержащий белок гемоглобин. В состав Молекулы гемоглобина входит 4 атома железа. Оказывается, в крови любого человека должно быть много железа.

Атомы железа в большой молекуле гемоглобина используются как стыковочные узлы космической станции, с которой стыкуются прибывающие на станцию космические корабли. К каждому атому железа пристыковывается по одной молекуле кислорода. Присоединившись к гемоглобину, кислород создает новое вещество, которое называют оксигемоглобином, и при этом молекулы кислорода как бы исчезают. На их месте в крови могут раствориться 4 новые молекулы кислорода. С помощью гемоглобина кровь человека может унести в 70 раз больше кислорода, чем его растворено в крови.

Гемоглобин имеет красный цвет, его придают ему атомы железа. Высшие животные для переноса кислорода используют и другие железосодержащие белки, их кровь тоже имеет красный цвет. Моллюски и высшие ракообразные – креветки, лангусты, омары – используют для этой цели медьсодержащий белок гемоцианин. Два атома меди этого белка способны удержать одну молекулу кислорода. Немного, но все же лучше, чем совсем ничего. С помощью гемоцианина кровь переносит кислорода больше, чем смогла бы перенести без него.

Гемоцианин, к которому присоединилась молекула кислорода, имеет синий цвет. Это он придает крови ракообразных благородный голубой оттенок. Голубую кровь имеют именно они, а не испанские гранды, которые некогда кичились своим происхождением и тем, что якобы имеют необычную голубую кровь. В эпоху средневековья им верили, а гранды были обычными выдумщиками и лгунишками.