Животные с голубой кровью

В связи с гемоцианином возникает несколько интересных вопросов. Почему животные с голубой кровью встречаются только среди моллюсков и членистоногих? Почему гемоцианин как переносчик кислорода не нашел в животном царстве более широкого применения? Создается впечатление, что в ходе эволюции, когда природа создавала систему переноса кислорода, у нее был выбор между железом и медью. Нужно еще сказать, что животные, содержащие гемоцианин, используют для связывания кислорода оба эти металла: если в крови кислород переносится белком, содержащим медь, то для снабжения кислородом мышечной ткани используется железосодержащий белок миоглобин, а в окислительных процессах используются содержащие железо цитохромы.

Пигменты крови

Похоже на то, что первоначально у большинства животных пигментом крови служил гемоцианин, так как медь с белком образует более прочный комплекс, но позднее преимущество захватил гемоглобин, поскольку был создан механизм, обеспечивающий гораздо более высокие концентрации белка в крови (до 16%). По каким-то причинам гемоцианины никогда не находятся внутри клеток; их гигантские молекулы обнаруживаются только в плазме. В то же время гемоглобины расположены внутри красных кровяных клеток (эритроцитов), благодаря чему кровь может переносить гораздо большие количества кислорода. Вполне понятно, что высшие животные с их возросшей потребностью в кислороде должны были переключиться на гемоглобин, тогда как моллюски и членистоногие сохранили гемоцианин, вполне отвечающий их потребностям.

Главная функция меди у высших организмов

Как уже упоминалось, главная функция меди у высших организмов — каталитическая. Попробуем проследить за поведением этого элемента после того, как он попадет в организм. Если ввести в организм человека медную соль, в состав которой входит радиоактивный изотоп меди, то сначала медь быстро связывается с сывороточным альбумином — белком сыворотки крови. Затем она поглощается в печени и возвращается в сыворотку в составе голубого медьсодержащего белка церулоплазмина (смотрите рисунок ниже).


Из пищевых продуктов медь (красные точки) попадает в печень,
где большая ее часть включается в белок церулоплазмин (черные точки)

Из пищевых продуктов медь (красные точки) попадает в печень, где большая ее часть включается в белок церулоплазмин (черные точки)

Церулоплазмин поступает в кровь и, по-видимому, распределяется
в тканях в соответствии с потребностями организма.



«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка