Почему она красная?

Даже под микроскопом ничего не видно в крови, только густо-красная пелена. Но если кровь развести раз в двести и потом уже капнуть на предметное стекло микроскопа, то взору откроется картина, которая привела в восторг голландца Левенгука: 200 лет назад он первым из людей увидел ее.

И увидел вот что: множество желтовато-розовых дисков с выпуклыми краями и вогнутой серединкой.

Это знаменитые эритроциты – красные кровяные шарики. Они играют на арене жизни роль очень важную: именно эритроциты поглощают в легких кислород и разносят его потребителям. Обратно микроскопические «тележки» не идут порожняком: забирают в тканях углекислый газ, который доставляют в легкие – те его выдыхают.

У эритроцитов нет ядер^[50] – они живут недолго: 127 дней. Но есть плотная оболочка и внутренний упругий каркас (строма), который поддерживает двояковогнутую форму диска – транспортера. Все промежутки в каркасе, словно поры губки, заполнены красной «краской» – гемоглобином.

Кроме гемоглобина, крохотный эритроцит (поперечник его всего восемь микрон – восемь тысячных миллиметра) буквально нафарширован множеством веществ.

Здесь и калий, и магний, и цинк, и азот, и кислород, и глюкоза, и витамины, натрий, кальций, алюминий, разные ферменты и антигены пятидесяти разных типов!

Но главное в эритроците, конечно, гемоглобин (его треть по весу). Это сложный белок, с молекулой которого соединены четыре атома железа. Железо вступает в связь с глобином, рождая гемоглобин, не в одиночестве, а с группой сопутствующих ему элементов, которую называют гемом. Гем по химической природе своей близок хлорофиллу^[51].

Именно железу наша кровь обязана алым цветом.

Ведь многие вещества, содержащие так называемое окисное железо, поглощают лучи желто-зеленой части спектра, а красные отражают. Оттого и окрашены в красный цвет. Напротив, закисное железо наделяет их зеленым цветом.

У всех позвоночных животных, а также у дождевого червя, пиявок, комнатной мухи и некоторых моллюсков в «цветных» белках крови – окисное железо. Поэтому и кровь их красная. У некоторых морских червей вместо гемоглобина в крови хлорокруорин с закисным железом в гемах, и кровь у этих червей зеленая.

Есть в мире животные – цветом крови чистые аристократы. Это скорпионы, пауки и спруты (я не шучу!). Вместо гемоглобина у них гемоцианин, и в нем не железо, а медь. От меди и кровь у них голубая (в венах) и почти синяя (в артериях).

С металлами (с медью, железом или марганцем, как у некоторых улиток) и соединяется в крови кислород. Но соединение это не прочное: там, где кислорода много (в легких, например), он вступает в недолгую связь с гемоглобином. А там, где его не хватает (в мозгу, например, или в мышцах), металлы расстаются с кислородом. Зато эритроциты загружаются здесь углекислым газом, чтобы сдать этот багаж в легких^[52].

Насыщаясь кислородом или отдавая его, молекула гемоглобина то сжимается, то расширяется. «Мне хочется, – пишет известный исследователь гемоглобина, доктор П. Перутц, – назвать его „дышащей“ молекулой, но парадокс здесь в том, что она расширяется, освобождая кислород, а не поглощая его». Без гемоглобина кровь растворяет в себе в 70 раз меньше кислорода.

Окись углерода, которой много в выхлопных газах и в плохо прогоревшей печи, еще быстрее, чем кислород, идет на связь с металлами дыхательных белков. И расстается с ними очень неохотно: лишь через несколько часов, и то, если угоревший человек прогуляется по свежему ветерку. Когда в воздухе, которым мы дышим, только полпроцента окиси углерода, половину гемоглобина нашей крови быстро оккупирует угарный газ и не пускает в него кислород. И человек может задохнуться.

А чтобы он еще эмбрионом не задохнулся в чреве матери, природа наделила человеческие зародыши сверхчувствительным – фетальным гемоглобином. Он прямо рвется на связь с кислородом, буквально выхватывая его из материнской крови, притекающей к плаценте, хотя парциальное давление газа-окислителя в ней совсем невелико. Родившись и благополучно прожив пять месяцев, младенец теряет весь свой фетальный, зародышевый, гемоглобин и создает в себе гемоглобин «взрослый».