Zo života krvi

Autor: Tomáš Paulech | 20.2.2014 o 18:42 | Karma článku: 14,67 | Prečítané:  6454x

Porekadlo hovorí, že krv nie je voda. Biológia hovorí, že je to z polovice voda. Tá druhá polovica je biochemický zázrak, ktorý nás udržuje pri živote. Nazrime do jej súkromia.

Krv je zvláštne tekuté tkanivo slobodných buniek - krviniek - plávajúcich v medzibunkovej tekutine – plazme. Krvinky sú, ako je známe, troch druhov podľa funkcie. Prvým z nich sú krvné doštičky- trombocyty1. Leukocity, teda biele krvinky, sú svojimi schopnosťami ešte úžasnejšie. Ale hovoriť chcem dnes hlavne o treťom type – erytrocytoch, čiže červených krvinkách.

blood_all.png

Ľudská červená krvinka je veľmi divná bunka. Jej tvar aj obsah sú úplne podriadené účelu, pre ktorý existuje, teda prenosu plynov. Má veľkosť asi 7 tisícin mm a tvar preliačeného disku, čím sa zvyšuje efektívna veľkosť absorpčnej plochy. Čo sa týka vnútra, nemá jadro a chýba jej aj väčšina ostatných bunkových organel. (U rýb, vtákov, plazov či obojživelníkov červené krvinky tieto organely nestratili.) Takmer celý ich obsah tvorí voda a hemoglobín – makromolekula schopná naviazať a transportovať kyslík a oxid uhličitý.

Z absencie bunkového jadra pochopiteľne vyplýva neprítomnosť DNA. No a bunky bez DNA nie sú schopné klasicky sa deliť, a teda obnovovať tkanivo priamo na mieste (ako napr. črevo, sliznice, svaly a prakticky všetky ostatné štandardné bunky). Preto sa červené krvinky musia tvoriť inde, konkrétne v kostnej dreni, z prekurzorových buniek – Proerytroblastov.2 Počas dospievania a v dospelosti sa množstvo a lokalita červenej kostnej drene mení a z dlhých kostí sa po 20.-30. roku života vytráca. Zostáva však v panve, chrbtici a hrudnom koši3. Po niekoľkých mesiacoch práce červené krvinky zomierajú v pečeni.

A teraz si povedzme niečo o hlavnej funkčnej zložke červených krviniek, teda o hemoglobíne. Hemoglobín ako transportný metaloproteín zdieľame s drvivou väčšinou iných stavovcov. Sú ale na Zemi aj organizmy s iným kovom pre naviazanie kyslíka, ako je železo. Napríklad chobotnice používajú Hemocyanin, ktorý obsahuje meď. Toto je jedna molekula ľudskej varianty Hemoglobínu:

blood_Haemoglobin.jpg

 

Na prvý pohľad to vyzerá ako taký kučeravý chaos, ale v skutočnosti ide o nesmierne presnú molekulárnu skladačku. Ako vidno aj na obrázku, každá molekula hemoglobínu sa skladá zo štyroch častí, preto ho prezývajú tetramér (čiže štvorzložkový polymér).

Každá z tých štyroch častí je ďalej tvorená Hémom s naviazaným železom (na obrázku zelenou) a globínom (bielkovina - na obrázku hnedá, resp. žltá, komplikovane postáčaná makromolekula). Spojením teda máme hemo-globín.

Stáčanie globínu do špirálovej podoby nie je vôbec náhodné, ako by evokoval obrázok. Retiazka aminokyselín, ktorú vytvorí ribozóm, sa sama poskladá v štyroch fázach stáčania do tohto komplikovaného tvaru. Možno si poviete – akože sama od seba? Odpoveď je, že vlastne áno, pomáha jej pri tom len neustály Brownov pohyb molekúl okolitej cytoplazmy a fakt, že niektoré časti retiazky vodu milujú - sú hydrofilné, ako moje deti, chcú jej byť stále vystavené na povrchu Hemoglobínu. Iné sa jej boja - sú hydrofóbne - snažia sa od nej dostať čo najďalej, takže sa ochotne presunú do vnútra makromolekuly.

No a teraz sa podržte. Tento proces stáčania bielkoviny, ktorého modely ľudské superpočítače rátajú celé mesiace, trvá reálne v bunke len zlomok sekundy.

Kým si prečítate tento článok, Vaša kostná dreň vytvorí asi 30 000 000 000 000 000 (slovom 30 biliárd) molekúl hemoglobínu.

V strede Hémovej skupiny sa ukrýva železo Fe2+, kam sa naviaže buď kyslík z pľúc, alebo CO2, ako odpad z tkanív. Keď sa tak stane, celý hemoglobín zmení fyzicky svoj tvar a prebieha to v 3D nejako takto:

blood_Haemoglobin_oxy.gif

 

 

Na záver si ešte povedzme, že v skutočnosti u človeka existujú až 3 varianty hemoglobínu podľa toho, z akých štyroch podjednotiek sa skladá. Dospelácka krv sa skladá takmer výlučne z HbA s 2,5% prímesou typu HbA2.

Čo je ale zaujímavé,  bábätká majú pred narodením iný, tzv. fetal hemoglobín – typu HbF.

Náš posledný potomok mal celkom slušnú novorodeneckú žltačku, ktorú mu udržiavala aj poriadna modrina na hlave z kontrakcií, keď maminka fučala v aute a tatino letel po diaľnici, aby nemal v rodnom liste miesto narodenia: D1.

Tá žltačka je dôsledkom hromadenia bilirubínu, ktorý je produktom rozpadu hemoglobínu a malinká pečeň sa s ním nedokáže v takom množstve vysporiadať, kým sa po odstrihnutí pupočnej šnúry nespustí na plné obrátky. Kým boli totiž s mamou spojení, prenos kyslíka cez placentu je menej efektívny a je na neho treba viac krviniek. Po naštartovaní samostatného dýchania pľúcami sa prenos kyslíka výrazne zjednoduší a prebytočné krvinky sa môžu odbúrať.

Detičky pred narodením teda majú hemoglobín HbF. Keby mali s mamou rovnaký hemoglobín (HbA), aká sila by donútila kyslík prejsť z maminej krvi do plodu? Fetálny hemoglobín HbF ponúka kyslíku silnejšiu väzbu, a preto je tento ochotný do krvi bábätka vstúpiť, pričom výmenu sprostredkuje placenta (pamätáte na zaklínadlo Syncytiotrofoblast z nedávneho článku?). Keď sa bábätko dostane na svet a dýcha samé, prebuduje sa mu krv na použitie HbA a pri ňom už zostane až do posledného úderu krvnej pumpičky v jeho živote.

Asi vám v tomto článku chýbala zmienka o krvných skupinách. Právom. Na genetiku krvi si totiž posvietime v samostatnom článku nabudúce.

 

1 – zaujal ma nesledujúci obrazok z Wikipedie, ktorý popisuje vývoj všetkých druhov krvných buniek z kmeňových buniek, tiež zúčastnené signálne molekuly a gény. Pre mňa bol nový fakt, že krvné dostičky vlastne nie sú bunky, sú to len fragmenty obrovských prekurzorových buniek – Megakaryocytov.Späť do článku...

blood_Hematopoietic_growth_factors.png

2 – Pravdou je, že krvotvorba dospelého jedinca prebieha hlavne v kostnej dreni (pätina krvi vzniká aj v lymfatickom systéme.), teda sa tam tvoria všetky krvinky, nielen červené. Je to zrejme dané tou zvláštnosťou, že ide o tekuté tkanivo, nemá pevné miesto v organizme, ale prestupuje takmer každú jeho časť. Kmeňové bunky krvi – Hematopoetické bunky – majú geniálnu schopnosť sa jednak samé množiť a udržiavať tak dostatok kmeňových buniek počas života, a zároveň sa časť z nich diferencuje, teda premieňa na konkrétne druhy krviniek, ktoré sa samé obnovovať nedokážu. Nádhera. Späť do článku...

3 – Ešte jeden veľmi "hutný" obrázok na dnes - miesta krvotvorby v závislosti od veku jedinca:

blood_Hematopoietic_body.png

Z obrázku je krásne vidieť, že počas prenatálneho vývoja sa začína tvoriť krv v žĺtkovom vaku (áno, aj človek má žĺtok, ale je nevhodný do koláčov), potom preberá aktivitu pečeň a slezina a až asi v siedmom mesiaci začne prevažovať kostná dreň, ktorá sa medzitým vyrába. No a práve v období pôrodu krvotvorba v pečeni celkom ustáva. Späť do článku...

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

DOMOV

Rezník z TASR by bol v RTVS pre poslancov schodnejší než Mika

Bývalá šéfka Markízy Zuzana Ťapáková sa po kauze Evka ako kandidátka na riaditeľku RTVS už nespomína.

KULTÚRA

Tajná služba si objednala vraždu. Na film Únos bolo treba odvahu

Politické trilery u nás nevznikajú.

ŠPORT

Spieva si Marleyho, dá si pivo. Ako Sagan trénoval v horách

Sagan sa pripravoval inak ako súperi.


Už ste čítali?