Особы разноцветных кровей

Красный контейнер

Кровь выполняет несколько функций в организме: транспортирует питательные и сигнальные вещества (например, гормоны), продукты обмена, регулирует температуру тела, поддерживает гомеостаз (постоянство внутренней среды). А еще без нее мы не смогли бы дышать: кровь приносит тканям кислород из легких и взамен берет углекислый газ. Кислород не плавает в крови сам собой – перед транспортировкой его нужно «положить в корзинку». Роль корзинок исполняют эритроциты, или красные кровяные тельца. Молекулы кислорода удерживаются в них благодаря гемоглобину. Гемоглобин – белок, в котором также есть небелковая часть – гем, сложная органическая молекула, в состав которой входит атом железа. Именно железо и связывает кислород, удерживая его в «корзинке», сразу по четыре молекулы. И именно комплекс железа и кислорода дает гемоглобину красный цвет. Когда кислород доставляется к тканям, его место в «корзинке» занимает углекислый газ, от которого ткани как раз должны избавиться. Такая кровь – венозная – уже не красная, а темно-бордовая.

Но гемоглобин – не единственный возможный «контейнер» для транспортировки кислорода: такую роль могут сыграть и другие белки.

Светло-синяя группировка

Своеобразный аналог гемоглобина – гемоцианин, который вместо железа содержит медь. Соединяясь с кислородом, медь голубеет, и такой цвет приобретает вся жидкость, в которой гемоцианин растворен. Это уже не кровь, а гемолимфа, которая циркулирует в телах омаров, крабов, осьминогов, кальмаров, каракатиц, мечехвостов, пауков, скорпионов, улиток. Если гемоглобин всегда «едет» в составе эритроцита, то гемоцианину такие ограничения не нужны: его молекулы свободно плавают в гемолимфе и даже могут группироваться друг с другом, чтобы эффективнее хватать кислород.

О том, что у некоторых моллюсков кровь голубая, ученые знали уже в конце XVIII века. А в 1878 году бельгийский физиолог Леон Фредерик (не спутайте его с современником и соотечественником Леоном Фредериком-художником) выделил гемоцианин из гемолимфы осьминога. Он же дал этому белку название и предположил его функциональную схожесть с гемоглобином.

Фиолетовый магнит

Гемэритрин снабжает кислородом ткани обитателей морских вод: червей сипункулид, приапулид, полихет. Гемолимфа, насыщенная кислородом, у таких животных фиолетовая, но становится розовой, когда отдает кислород тканям.

Гемэритрин – железосодержащий белок, как и гемоглобин, только железа в нем в пять раз больше, и кислород он связывает прочнее. Также гемэритрин, в отличие от гемоглобина, не боится механических и химических раздражителей. Это стало одной из причин, по которой румынские ученые из Университета Бабеша-Бойяи в 2013 году использовали гемэритрин для создания искусственного заменителя крови. Правда, с тех пор об успехах этой научной группы больше не сообщалось.

Зеленый антиоксидант

Зеленокровные сцинки – древесные ящерицы, которые живут в Новой Гвинее и на Соломоновых островах. Как и гекконы, они умеют бегать по совершенно гладким вертикальным поверхностям, но их главная особенность – зеленая кровь, а также зеленые слизистые оболочки и зеленые внутренние органы.

Зеленокровный сцинк Prasinohaema virens. Фото: Chris Austin, lsuscienceblog.squarespace.com

Среди наземных позвоночных они такие одни. Может быть, все дело снова в белках-переносчиках кислорода? Нет, у них в крови, как и у нас, этим занимается гемоглобин. Но помимо гемоглобина и других компонентов, в крови зеленокровных сцинков еще огромное количество пигмента биливердина. Это промежуточный продукт распада гемоглобина, который происходит в печени, костном мозге и селезенке. Именно биливердин придает желчи зеленоватый оттенок. Он ядовит, и наш организм быстро его выводит, а вот в крови одного зеленокровного сцинка его столько, что можно умертвить человека, а то и нескольких. Ученые считают, что биливердин защищает этих ящериц от хищников, паразитов и инфекций, а также является для них антиоксидантом.

Белый плен

Белокровие – другое название лейкоза, но с белокровными рыбами это никак не связано. 25 видов рыб этого семейства живут в ледяных водах Антарктики, и у них действительно белая (или едва желтоватая) кровь – фактически не кровь, а плазма без эритроцитов и любых других белков, способных переносить газы.

Крокодиловая белокровка (Chaenocephalus aceratus). Фото: Paulo Oliveira, worldoceanreview.com

Кислород эти рыбы «впитывают» прямо из воды всем телом, и ради этого они даже избавились от чешуи, а также обзавелись более широкими, чем у других рыб, сосудами и более крупным сердцем. Температура морей, в которых обитают белокровные рыбы, – почти –2 градуса по Цельсию, вода не замерзает только благодаря солености. А вот белая рыбья кровь не замерзает благодаря высокому содержанию гидроксильных групп.