Что придает крови человека красный цвет

Почему кровь красного цвета

Наверняка каждый человек задавался вопросом: «Почему кровь красная?» Чтобы получить ответ, нужно рассмотреть, из чего она состоит.

Состав

Кровь – это быстро обновляющаяся соединительная ткань, которая циркулирует по всему организму и переносит газы и вещества, необходимые для обмена веществ. Она состоит из жидкой части, которая называется плазмой, и форменных элементов – кровяных клеток. В норме плазма составляет около 55% от общего объема, клетки – около 45%.

Плазма

Эта бледно-желтая жидкость выполняет очень важные функции. Благодаря плазме, клетки, находящиеся в ней во взвешенном состоянии, могут перемещаться. На 90% она состоит из воды, остальные 10% – это органические и неорганические компоненты. В плазме содержатся микроэлементы, витамины, промежуточные элементы обмена веществ.

Клети

Существует три вида форменных элементов:

Эритроциты

Эти клетки, которые называются красными кровяными тельцами, составляют большую часть форменных элементов – более 90%. Основная их функция – перенос кислорода из легких к периферическим тканям и углекислого газа от тканей в легкие для дальнейшего выведения его из организма. Эритроциты непрерывно производятся в костном мозге. Срок их жизни составляет около четырех месяцев, после чего они разрушаются в селезенке и печени.

Цвет крови бывает разным в зависимости от того, течет она от сердца или к сердцу. Кровь, поступившая из легких и затем по артериям направляющаяся к органам, насыщена кислородом и имеет ярко-алый цвет. Дело в том, что гемоглобин в легких связывает молекулы кислорода и превращается в оксигемоглобин, который имеет светло-красную окраску. Поступая в органы, оксигемоглобин высвобождает O₂, превращается вновь в гемоглобин. В периферических тканях он связывает углекислый газ, принимает форму карбогемоглобина и темнеет. Поэтому кровь, текущая по венам от тканей к сердцу и легким, темная, с синеватым оттенком.

Незрелый эритроцит содержит мало гемоглобина, поэтому сначала он синий, затем становится серым, и лишь созрев, приобретает красный цвет.

Гемоглобин

Это сложный белок, в состав которого входит пигментная группа. Эритроцит на одну треть состоит из гемоглобина, который и делает клетку красной.

Гемоглобин состоит из белка – глобина, и небелкового пигмента – гема, содержащего ион двухвалентного железа. Каждая молекула гемоглобина включает четыре гема, которые составляют 4% от всей массы молекулы, в то время как на долю глобина приходится 96% массы. Главная роль в активности гемоглобина принадлежит иону железа. Чтобы осуществить транспортировку кислорода, гем обратимо связывается с молекулой O₂. Двухвалентное окисное железо и придает крови красный цвет.

Вместо заключения

Источник

Почему кровь красная

В крови плавает огромное количество разнообразных белков и клеток, но красным цветом она обязана только одной молекуле — гемоглобину. Мы с вами помним, что гемоглобин представляет собой сложный белок, который содержится в красных кровяных клетках, или эритроцитах, и что он нужен для дыхания. Когда кровь приходит в лёгкие, гемоглобин связывает кислород и уносит его к другим органам: кислород нужен для биохимических реакций, которые обеспечивают клетку энергией. В ходе этих реакций образуется углекислый газ, который частично связывает освободившийся от кислорода гемоглобин; большая часть СО₂ просто растворяется в крови и в таком виде уходит к лёгким.

Гемоглобин — очень большой белок, собранный из четырёх белков поменьше: двух альфа-глобинов и двух бета-глобинов. Каждый из глобинов держит по одному гему. Гем — сложная органическая молекула с атомом железа. Именно железо в геме связывает кислород и углекислый газ. Поскольку гемов в одном гемоглобине четыре штуки, то за один раз гемоглобин может перенести четыре молекулы кислорода.

Как раз железо и даёт крови красный цвет: гемоглобин поглощает световые волны синего и зелёного диапазона, отражая красные, — их мы и видим. Оттенок цвета меняется в зависимости от того, насколько кровь насыщена кислородом, то есть как много гемов несёт с собой О₂. Ответ на вопрос, почему так получается, нужно искать в особенностях взаимодействия атомов, образующих гем. Молекула гема потому и сложна, что атом железа должен быть в таком окружении, чтобы он не только легко присоединял кислород, но и легко отдавал. Когда кислород соединяется с железом, свойства этого комплекса изменяются так, что мы видим ярко-красный цвет; когда же кислород уходит, гемоглобин начинает поглощать больше «красных» волн, становясь для нас более тёмным. Поэтому венозная кровь, бедная кислородом, темнее артериальной.

Гемоглобин — не единственный белок, который можно использовать для транспорта кислорода; такую же работу выполняют белки гемоцианины, гемэритрины и эритрокруорины с хлорокруоринами. Очень многие членистоногие и моллюски пользуются гемоцианинами, которые просто плавают у них в крови (специальных кровяных клеток для газообмена, подобных нашим эритроцитам, у них нет). Гемоцианины несут в гемах не железо, а медь — она связывает кислород и она же придаёт крови синий или голубой цвет. Кольчатые черви и некоторые членистоногие используют для переноса белки эритрокруорины — они во многом похожи на гемоглобины, в их гемах сидит железо, и кровь получается красной. Но среди кольчатых червей есть четыре семейства полихет, или многощетинковых червей, живущих на морском дне. В их крови кислород переносят белки хлорокруорины, в состав которых тоже входит железо, и кровь у этих полихет красная, но если её разбавить, она зеленеет. (Отсюда и название белков: «хлоро» в переводе с греческого означает зелёный.) Система химических связей в молекуле хлорокруоринов такова, что они отражают не только красный, но и частично зелёный свет.

Наконец, есть морские животные, называемые сипункулидами и приапулидами, — в их крови плавают гемэритрины. Название вводит в заблуждение — никакого гема в них нет, а два атома железа, которые связывают кислород, прикреплены прямо к молекуле белка. Гемэритрины придают крови фиолетовый цвет. Такая же фиолетовая гемэритриновая кровь есть у некоторых плеченогих (ещё одна самостоятельная группа морских животных) и у червей рода Magelona из уже упоминавшихся полихет.

А что же зеленокровные сцинки — у них тоже зелёные белки? А вот и нет: кислород у них переносит обычный красный гемоглобин. Просто в крови у этих ящериц много зелёного пигмента биливердина. Биливердин — результат утилизации гемоглобинового гема: как и всякий белок, гемоглобин рано или поздно выходит из строя и разрушается ферментами печени, костного мозга и селезёнки. Биливердин превращается в красно-оранжевый билирубин; и тот и другой поступают в желчь, придавая ей зеленовато-жёлтый оттенок. Потом билирубин вместе с желчью поступает в кишечник и выводится из организма. Зеленоватый цвет синяков на коже получается тоже из-за биливердина, который образуется в месте удара из разрушающегося гемоглобина.

Биливердин достаточно ядовит; какое-то его количество в крови есть всегда, но организм старается как можно быстрее от него избавляться. Исключение — зеленокровные сцинки, обитающие в Папуа — Новой Гвинее: биливердина в их крови столько, что красного гемоглобина уже не видно; человек с таким количеством биливердина в крови давно был бы мёртв. Вероятно, с помощью ядовитого пигмента сцинки защищаются от паразитов и хищников.

А вот в крови белокровных рыб нет ни гемоглобина, ни каких-то других газотранспортных белков. Эти рыбы живут в экстремально холодной воде температурой от –1,8°С до 2°С, а чем вода холоднее, тем больше в ней растворено кислорода. Считается, что весь необходимый рыбам кислород поступает из воды через жабры и кожу прямо в кровь; вероятно, чтобы кровь лучше насыщалась О₂, белокровные рыбы избавились от чешуи. Их кровеносные сосуды шире, объём крови больше, сама кровь не такая вязкая, как у других рыб такого же размера, а сердце в несколько раз мощнее. Всё вместе позволяет снабжать органы нужным количеством кислорода.

У насекомых кровь называют гемолимфой, и она у них бесцветная или желтовато-бесцветная. (Строго говоря, гемолимфой называют кровь вообще всех членистоногих и ещё некоторых других животных.) Здесь дело немного в другом, а именно в том, что насекомым кровь вообще не нужна для дыхания. Их дыхательная система — это множество разветвлённых трахей, пронизывающих всё тело. Трахеи открываются наружу отверстиями-дыхальцами; кислород поступает непосредственно к внутренним органам, а углекислый газ по тем же трахеям уходит наружу. С такой вентиляцией гемолимфа избавлена от газотранспортной функции, но в остальном она занимается тем же, что и обычная кровь: переносит питательные вещества, отводит от органов и тканей метаболический мусор, выполняет иммунную функцию и так далее. При этом кровеносные сосуды у насекомых не замкнуты, гемолимфа выходит из них в полость тела. Давление гемолимфы используется для некоторых движений, например, чтобы расправить крылья или развернуть хоботок.

Что же до аристократической голубой крови, то считается, что это выражение возникло в средневековой Испании, во времена арабского завоевания. Завоеватели были смуглокожими, а на тёмной коже плохо видны вены — в отличие от светлой кожи, под которой вены выглядят голубоватыми линиями. Чем светлее кожа, тем лучше видны вены. Испанский аристократ, желая показать, что его род никогда не смешивался с пришельцами из Северной Африки, демонстрировал белые руки с «голубой кровью» — признак истинной знатности. И так же, кстати говоря, можно было отличить человека низкого происхождения, который работает в поле, покрываясь грязью и загаром, от человека высокого происхождения, не утруждающего себя физической работой на открытом воздухе.

Кроме кислорода (О₂) и углекислого газа (СО₂), гемоглобин связывает угарный газ (СО), причём угарный газ соединяется с гемоглобиновым гемом в 250 раз сильнее, чем кислород. Когда в воздухе появляется угарный газ, гемоглобин хватает в первую очередь его и уже не отпускает. Чем больше угарного газа, тем меньше молекул гемоглобина, способных переносить кислород; остаётся только ждать, когда испорченный гемоглобин разрушится и в крови появятся новые эритроциты с новым гемоглобином. Большие концентрации угарного газа быстро вызывают потерю сознания и смерть; он тем более опасен, что у него нет ни цвета, ни запаха, и потому обнаружить его присутствие без специальных приборов невозможно.

Ещё один газ, который переносит гемоглобин, — монооксид азота NO. Он связывается не с гемом, а непосредственно с белками глобинами. NO — важный физиологический регулятор: он служит сигналом при общении клеток друг с другом, расслабляет стенки кровеносных сосудов, участвует в иммунных реакциях и выполняет ещё ряд функций.

Источник

Кровь – внутренняя среда организма

Кровь – внутренняя среда организма, образованная жидкой соединительной тканью.

Состоит из плазмы и клеток (лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов). Циркулирует по системе сосудов под действием силы ритмически сокращающегося сердца и не сообщается непосредственно с другими тканями тела. В среднем, массовая доля крови к общей массе тела человека составляет 6,5-7 %.

Плазма крови – жидкая часть крови, которая содержит воду и взвешенные в ней вещества (белки и другие соединения). Основными белками плазмы являются альбумины, глобулины и фибриноген. Около 85 % плазмы составляет вода. Неорганические вещества составляют около 2-3 %; это катионы (Na+, K+, Mg2+, Ca2+) и анионы (HCO3-, Cl-, PO43-, SO42-). Органические вещества (около 9 %) в составе крови подразделяются на азотсодержащие (белки, аминокислоты, мочевина, креатинин, аммиак, продукты обмена пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов) и безазотистые (глюкоза, жирные кислоты, пируват, лактат, фосфолипиды, триацилглицеролы, холестерин). Также в плазме крови содержатся газы (кислород, углекислый газ) и биологически активные вещества (гормоны, витамины, ферменты, медиаторы).

Эритроциты (красные кровяные тельца) – самые многочисленные из форменных элементов. Зрелые эритроциты не содержат ядра и имеют форму двояковогнутых дисков. Циркулируют 120 дней и разрушаются в печени и селезёнке. В эритроцитах содержится железосодержащий белок – гемоглобин. Он обеспечивает главную функцию эритроцитов – транспорт газов, в первую очередь – кислорода. Именно гемоглобин придаёт крови красную окраску. В лёгких гемоглобин связывает кислород, превращаясь в оксигемоглобин, который имеет светло-красный цвет. В тканях оксигемоглобин высвобождает кислород, снова образуя гемоглобин, и кровь темнеет. Кроме кислорода, гемоглобин в форме карбогемоглобина переносит из тканей в лёгкие углекислый газ.

Тромбоциты (кровяные пластинки) представляют собой ограниченные клеточной мембраной фрагменты цитоплазмы гигантских клеток костного мозга (мегакариоцитов). Совместно с белками плазмы крови (например, фибриногеном) они обеспечивают свёртывание крови, вытекающей из повреждённого сосуда, приводя к остановке кровотечения и тем самым защищая организм от кровопотери.

Лейкоциты (белые клетки крови) являются частью иммунной системы организма. Они способны к выходу за пределы кровяного русла в ткани. Главная функция лейкоцитов — защита от чужеродных тел и соединений. Они участвуют в иммунных реакциях, выделяя при этом Т-клетки, распознающие вирусы и всевозможные вредные вещества; В-клетки, вырабатывающие антитела, макрофаги, которые уничтожают эти вещества. В норме лейкоцитов в крови намного меньше, чем других форменных элементов.

Кровь относится к быстро обновляющимся тканям. Физиологическая регенерация форменных элементов крови осуществляется за счёт разрушения старых клеток и образования новых органами кроветворения. Главным из них у человека и других млекопитающих является костный мозг. У человека красный, или кроветворный, костный мозг расположен в основном в тазовых костях и в длинных трубчатых костях.

Функции крови в организме

Кровь непрерывно циркулирует в замкнутой системе кровеносных сосудов и выполняет в организме различные функции, такие как:

По общности некоторых антигенных свойств эритроцитов все люди подразделяются по принадлежности к определённой группе крови. У каждого человека группа крови индивидуальная. Принадлежность к определённой группе крови является врождённой и не изменяется на протяжении всей жизни. Наибольшее значение имеет разделение крови на четыре группы по системе «AB0» и на две группы по системе «резус фактор».

Соблюдение совместимости крови именно по этим группам имеет особое значение для безопасного переливания крови. Существуют и другие, менее значимые группы крови. Можно определить вероятность появления у ребёнка той или иной группы крови, зная группу крови его родителей.

Источник

Гемоглобин

Гемоглобин (от др.-греч. Гемо — кровь и лат. globus — шар) – это сложная белковая молекула внутри красных клеток крови – эритроцитов (у человека и позвоночных животных). Гемоглобин составляет примерно 98% массы всех белков эритроцита. За счет своей структуры гемоглобин участвует в переносе кислорода от легких к тканям, и оксида углерода обратно.

Строение гемоглобина
Гемоглобин состоит из двух цепей глобина типа альфа и двух цепей другого типа (бета, гамма или сигма), соединенными с четырьмя молекулами гемма, содержащего железо. Структура гемоглобина записывается буквами греческого алфавита: α2γ2.

Обмен гемоглобина
Гемоглобин образуется эритроцитами в красном костном мозге и циркулирует с клетками в течение всей их жизни – 120 дней. Когда селезенкой удаляются старые клетки, компоненты гемоглобина удаляются из организма или поступают обратно в кровоток, чтобы включиться в новые клетки.

Типы гемоглобина
К нормальным типам гемоглобина относится гемоглобин А или HbA (от adult — взрослый), имеющий структуру α2β2, HbA2 (минорный гемоглобин взрослого, имеющий структуру α2σ2 и фетальный гемоглобин (HbF, α2γ2. Гемоглобин F – гемоглобин плода. Замена на гемоглобин взрослого полностью происходит к 4-6 месяцам (уровень фетального гемоглобина в этом возрасте менее 1%). Эмбриональный гемоглобин образовывается через 2 недели после оплодотворения, в дальнейшем, после образования печени у плода, замещается фетальным гемоглобином.

Функция гемоглобина

Основная функция гемоглобина – доставка кислорода от легких к тканям и углекислого газа обратно.

Формы гемоглобина

Эффект Бора

Эффект был описан датским физиологом Христианом Бором http://en.wikipedia.org/wiki/Christian_Bohr (отцом знаменитого физика Нильса Бора).
Христиан Бор заявил, что при большей кислотности (более низкое значение рН, например, в тканях) гемоглобин будет меньше связываться с кислородом, что позволит его отдать.

В легких, в условиях избытка кислорода, он соединяется с гемоглобином эритроцитов. Эритроциты с током крови доставляют кислород ко всем органам и тканям. В тканях организма с участием поступающего кислорода проходят реакции окисления. В результате этих реакций образуются продукты распада, в том числе, углекислый газ. Углекислый газ из тканей переносится в эритроциты, из-за чего уменьшается сродство к кислороду, кислород выделяется в ткани.

Эффект Бора имеет громадное значение для функционирования организма. Ведь если клетки интенсивно работают, выделяют больше СО2, эритроциты могут снабдить их большим количеством кислорода, не допуская кислородного «голодания». Следовательно, эти клетки могут и дальше работать в высоком темпе.

Какой уровень гемоглобина в норме?

В каждом миллилитре крови содержится около 150 мг гемоглобина! Уровень гемоглобина меняется с возрастом и зависит от пола. Так, у новорожденных гемоглобин значительно выше, чем у взрослых, а у мужчин выше, чем у женщин.

Что еще влияет на уровень гемоглобина?

Некоторые другие состояния также влияют на уровень гемоглобина, например, пребывание на высоте, курение, беременность.

Источник

Кровь: почему красного цвета, из чего она состоит

Каждый раз, когда бьется человеческое сердце, кровь выливается из мышечного насоса и проходит через 96 000 км кровеносных сосудов. Cеть трубок соединяет каждую клетку тела, зависящую от крови. Жизненно важная жидкость доставляет необходимые питательные вещества, выводит «отходы», борется с инфекциями и лечит раны.

Почему кровь красного цвета

Кровь — это удивительная смесь трех различных типов клеток, взвешенных в жидкости, которая называется плазмой. Если человек весит 36 кг, его тело, вероятно, содержит как минимум 2 литра крови — объем большой бутылки с газировкой.

«Хотя ученые понимают основные задачи крови, они узнают, что различные клетки работают вместе сложным образом», — говорит Донна ДиМишеле.

Кровяные клетки и даже кровеносные сосуды реагируют на ситуации в организме, выделяя ряд химических веществ. Эти химические вещества служат сигналами, которые вызывают реакции от различных типов клеток в кровотоке.

Когда вы царапаете свое колено, вы кровоточите красной кровью из-за красных кровяных клеток. Одна капля крови содержит миллионы этих клеток. В форме крошечного пончика с углублением вместо отверстия в центре каждая клетка проникает через самые широкие кровеносные сосуды и протискивается через самые тонкие сосуды, известные как капилляры.

Красный цвет происходит от гема, химического вещества на основе железа. Гем является частью белкового гемоглобина, химического вещества, которое транспортирует кислород. По мере того как эритроциты циркулируют по всему телу, гемоглобин захватывает кислород, поступающий из легких.

Эритроциты доставляют кислород к тканям и органам, таким как:

Кровь также содержит тромбоциты, специализированные клетки, способствующие свертыванию. Тромбоциты движутся вдоль стен кровеносных сосудов. Если тромбоциты достигают повреждения в кровеносном сосуде, например, когда вы получаете порез, они будут перекрывать утечку. Свертывающие белки, которые циркулируют в плазме, затем попадают на тромбоциты, образуя сгусток.

Отказ от ответственности: этот контент, включая советы, предоставляет только общую информацию. Это никоим образом не заменяет квалифицированное медицинское заключение. Для получения дополнительной информации всегда консультируйтесь со специалистом или вашим лечащим врачом.

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.

Источник