«Кровь» помогает насекомым дышать

Вместо крови у них циркулирует гемолимфа, выполняющая важные функции в организме. Гемолимфа у насекомых не участвует в газообмене, так как для этой цели у них развита уникальная система трахей. Трахеи расположены по всему телу насекомого и открыты наружу через дыхальца, через которые происходит обмен газами между тканями и воздухом.

Эта система дыхания насекомых позволяет им обходить необходимость в специализированных газопереносящих клетках, что отличает их от млекопитающих. Воздух, поступающий по трахеям, достигает самых отдаленных уголков тела насекомого, где и происходит газообмен. Такой механизм дыхания эффективно обеспечивает насекомых кислородом и удаляет углекислый газ из их организма.

Исследования в области газообмена у насекомых продолжают удивлять ученых. Важную роль в этом процессе играет гемолимфа, которая, как оказалось, может участвовать в передаче кислорода. Гемолимфа состоит из гемоцитов, которые выполняют не только транспортные функции, но и иммунные. Эти клетки помогают насекомым бороться с инфекциями и заживлять раны.

Недавние исследования показали, что отсутствие иммунных гемоцитов у личинок дрозофил приводит к гипоксии. Увеличение содержания кислорода в окружающей среде помогает избавить личинок от этого состояния. Однако, если у обычных личинок снижать уровень кислорода, иммунные гемоциты начинают активно реагировать, стремясь к трахеям для получения дополнительного кислорода. Эти открытия открывают новые перспективы для понимания адаптации насекомых к окружающей среде и их выживаемости в различных условиях.

Гемоциты, играющие важную роль в иммунной системе, содержат в себе фермент под названием профенолоксидаза 2. Этот фермент, окисляя органические молекулы из группы фенолов, способствует образованию барьерных сгустков вокруг инфицированных мест и ран. Кристаллические клетки, в которых порой образуются кристаллики профенолоксидазы 2, имеют уникальные свойства защиты организма.

По названию (-оксидаза) можно сделать вывод, что профенолоксидаза 2 взаимодействует с кислородом. Этот фермент, помимо своей роли в формировании барьеров против инфекций, также обладает структурными сходствами с белками гемоцианинов. Гемоцианины, аналоги профенолоксидазы 2, присутствуют в крови многих членистоногих и моллюсков, где выполняют функцию транспортировки кислорода.

Не только способность профенолоксидазы 2 взаимодействовать с кислородом делает ее важным компонентом иммунной системы, но и наличие атома меди, который удерживается этим ферментом. Это свойство позволяет профенолоксидазе 2 эффективно выполнять свои функции в организме и обеспечивать защиту от внешних воздействий.

Новые исследования в области ферментологии выявили удивительные свойства профенолоксидазы 2, которая способна не только к переносу кислорода, но и к структурным превращениям. Кристаллические клетки, окружающие трахеи, играют ключевую роль в этом процессе, обеспечивая ферменту кристаллическую форму для эффективного функционирования. Однако, как только клетки покидают свое первоначальное местоположение и попадают в поток гемолимфы, кристаллы профенолоксидазы 2 начинают растворяться под воздействием окружающей среды.

Этот процесс растворения кристаллов тесно связан с активностью другого фермента - карбоангидразы 2, который регулирует кислотность окружающей среды. Карбоангидразы различаются по видам, но их общая задача заключается в катализе присоединения воды к углекислому газу, образуя углекислую кислоту. Этот процесс является неотъемлемой частью обмена веществ в организме и играет важную роль в жизнедеятельности клеток. Важно отметить, что обратная реакция карбоангидразы также имеет свою значимость в регуляции внутренней среды организма.

Исследования показывают, что кристаллические гемоциты играют важную роль в адаптации личинок дрозофил к условиям гипоксии. В отличие от эритроцитов, у этих гемоцитов содержится профенолоксидаза 2, которая помогает им справляться с недостатком кислорода. Когда профенолоксидаза 2 насыщается кислородом в трахеях, кристаллические клетки перемещаются к участкам с недостатком кислорода, где происходит высвобождение связанного кислорода в кислой среде. Этот процесс позволяет личинкам дрозофил эффективно обмениваться газами в условиях гипоксии. Однако, необходимо провести дополнительные исследования для более детального понимания биохимического механизма газообмена с участием профенолоксидазы 2.

Источник и фото - ecoportal.su