Hemolymph - Hemolymph

Koník má otevřený oběhový systém , kde se hemolymfa pohybuje propojenými dutinami nebo hemokoly, prostory obklopujícími orgány.
Nahoře je schéma otevřeného oběhového systému. Otevřený oběhový systém se skládá ze srdce, cév a hemolymfy. Tento diagram ukazuje, jak hemolymfa, tekutina přítomná ve většině bezobratlých, která je ekvivalentní krvi, cirkuluje po těle kobylky. Hemolymfa je nejprve pumpována srdcem, do aorty, rozptýlena do hlavy a skrz hemocoel, poté zpět ostií, která se nachází v srdci, kde se proces opakuje.

Hemolymfa nebo hemolymfa je tekutina, analogická krvi u obratlovců , která cirkuluje uvnitř těla členovců (bezobratlých) a zůstává v přímém kontaktu s tkáněmi zvířete. Skládá se z tekuté plazmy, ve které jsou suspendovány hemolymfové buňky zvané hemocyty . Kromě hemocytů obsahuje plazma také mnoho chemikálií. Jedná se o hlavní typ tkáně otevřeného oběhového systému charakteristický pro členovce (např. Pavoukovce , korýši a hmyz ). Kromě toho někteří nečlenové, jako jsou měkkýši mají hemolymfatický oběhový systém.

Transportní systémy kyslíku byly u hmyzu dlouho považovány za nepotřebné, ale v hemolymfě byl nalezen rodový a funkční hemocyanin . „Krev“ hmyzu obecně nenese hemoglobin , ačkoli hemoglobin může být místo toho přítomen v tracheálním systému a hrát určitou roli při dýchání.

Způsob dopravy

U kobylky se uzavřená část systému skládá z trubkovitých srdcí a aorty probíhající podél hřbetní strany hmyzu. Srdce pumpuje hemolymfu do dutin hemocoelu, kde dochází k výměně materiálů. Objem hemolymfy potřebný pro takový systém je omezen na minimum zmenšením velikosti tělesné dutiny. Hemocoel je rozdělen do komor nazývaných dutiny.

Koordinované pohyby svalů těla postupně přivádějí hemolymfu zpět do hřbetního sinu obklopujícího srdce. Mezi kontrakcemi se otevírají drobné chlopně ve stěně srdcí a umožňují vstup hemolymfy. Hemolymph vyplňuje celý vnitřek ( hemocoel ) těla zvířete a obklopuje všechny buňky. Místo hemoglobinu na bázi železa v červených krvinkách nacházejících se u obratlovců obsahuje hemocyanin , protein na bázi mědi , který se zbarví do modra , což dává hemolymfě spíše modrozelenou barvu než červenou barvu krve obratlovců. Pokud není hemolymfa okysličená, rychle ztrácí barvu a je šedá.

Hemolymfa nižších členovců, včetně většiny hmyzu , se nepoužívá k transportu kyslíku, protože tato zvířata dýchají jinými prostředky, jako jsou průdušnice, ale obsahují živiny, jako jsou bílkoviny a cukry. Svalové pohyby zvířete během pohybu mohou usnadnit pohyb hemolymfy, ale odklonění toku z jedné oblasti do druhé je omezené. Když se srdce uvolní, hemolymfa je přitažena zpět k srdci otevřenými póry nazývanými ostia. Všimněte si, že termín „ ostia “ není specifický pro cirkulaci hmyzu; doslovně to znamená „dveře“ nebo „otvory“ a musí být chápáno v kontextu.

Složky

Hemolymph může obsahovat nukleační činidla, která poskytují extra buněčnou ochranu proti zamrznutí. Taková nukleační činidla byla nalezena v hemolymfě hmyzu několika řádů, tj. Coleoptera (brouci), Diptera (mouchy) a Hymenoptera .

Anorganické

Hemolymfa se skládá z vody , anorganických solí (většinou sodíku , chlóru , draslíku , hořčíku a vápníku ) a organických sloučenin (většinou sacharidů , bílkovin a lipidů ). Primární molekulou transportéru kyslíku je hemocyanin .

Aminokyseliny

Hemolymfa členovců obsahuje vysoké množství volných aminokyselin. Většina aminokyselin je přítomna, ale jejich relativní koncentrace se liší druh od druhu. Koncentrace aminokyselin se také liší podle stadia vývoje členovců. Příkladem toho je bource morušového a jeho potřeby glycinu při výrobě hedvábí.

Bílkoviny

Proteiny přítomné v hemolymfě se v průběhu vývoje liší v množství. Tyto proteiny jsou klasifikovány podle jejich funkcí: chroma proteiny, inhibitory proteáz, skladování, transport lipidů, enzymy, vitellogeniny a ty, které se podílejí na imunitní odpovědi členovců. Některé hemolymfické proteiny začleňují do struktury sacharidy a lipidy.

Jiné organické složky

Konečné produkty metabolismu dusíku jsou v hemolymfě přítomny v nízkých koncentracích. Patří sem čpavek , alantoin , kyselina močová a močovina . Jsou přítomny hormony členovců , zejména juvenilní hormon. Trehalóza může být přítomna a někdy ve velkých množstvích společně s glukózou . Tyto hladiny cukru jsou udržovány kontrolou hormonů. Mohou být přítomny i jiné uhlohydráty . Patří sem inositol , cukerný alkohol , hexosaminy, mannitol , glycerol a složky, které jsou prekurzory chitinu .

Volné lipidy jsou přítomny a používají se jako palivo pro let.

Hemocytes

V hemolymfě jsou volně plovoucí buňky, hemocyty . Hrají roli v imunitním systému členovců . Imunitní systém sídlí v hemolymfě.

Srovnání se obratlovci

Tento otevřený systém se může zdát neefektivní ve srovnání s uzavřenými oběhovými systémy obratlovců , ale tyto dva systémy na ně kladou velmi odlišné nároky. U obratlovců je oběhový systém zodpovědný za transport kyslíku do všech tkání a odstraňování oxidu uhličitého z nich. Právě tento požadavek určuje úroveň požadovaného výkonu systému. Účinnost systému obratlovců je mnohem větší, než je potřeba pro transport živin, hormonů atd., Zatímco u hmyzu dochází k výměně kyslíku a oxidu uhličitého v tracheálním systému . Hemolymph nehraje v tomto procesu žádnou roli. Pouze u několika druhů hmyzu žijících v prostředí s nízkým obsahem kyslíku existují molekuly podobné hemoglobinu, které váží kyslík a transportují jej do tkání. Proto jsou požadavky kladené na systém mnohem nižší. Někteří členovci a většina měkkýšů však mají pro transport kyslíku hemocyanin obsahující měď .

Specializované použití

U některých druhů má hemolymfa jiné využití než jen být analogem krve. Jak hmyz nebo pavoukovec roste, hemolymfa funguje jako hydraulický systém, který umožňuje hmyzu nebo pavoukovci rozšířit segmenty dříve, než jsou sklerotizovány . Může být také použit hydraulicky jako prostředek napomáhající pohybu, například při arachnidové lokomoci . Některé druhy hmyzu nebo pavoukovců jsou schopny autohemoragie, když jsou napadeny predátory. Královny mravenčího rodu Leptanilla jsou krmeny hemolymfou produkovanou larvami . Na druhé straně Pemphigus spyrothecae využívá hemolymfu jako lepidlo, což druhům umožňuje přilnout k dravcům a následně zaútočit na predátora; bylo zjištěno, že u větších predátorů uvízlo více mšic poté, co byl dravec poražen.

Viz také

Reference

Prameny

externí odkazy