Почему эритроциты человека переносят больше кислорода, чем у лягушки?

Эритроциты человека переносят больше кислорода, чем у лягушки, главным образом из-за их строения и того, как в них “упакован” гемоглобин.

1. У человека эритроциты без ядра и почти без органелл
   У млекопитающих (в том числе у человека) зрелые эритроциты теряют ядро и большинство внутриклеточных структур. За счёт этого:

• освобождается больше места под гемоглобин (белок, который и связывает кислород);

• клетка меньше “занята собой” и может быть почти целиком заполнена гемоглобином.

У лягушки (как у большинства амфибий) эритроциты с ядром. Ядро занимает заметный объём и уменьшает долю цитоплазмы, которую можно заполнить гемоглобином. Значит, на одну клетку приходится меньше гемоглобина, а значит — меньше связанного кислорода.

2. Форма эритроцитов человека повышает эффективность газообмена
   Эритроциты человека имеют форму двояковогнутого диска. Это даёт:

• большую площадь поверхности относительно объёма;

• короткий путь диффузии кислорода внутрь клетки и к молекулам гемоглобина;

• хорошую деформируемость: эритроцит легко проходит через самые узкие капилляры, эффективнее доставляя кислород в ткани.

У лягушки эритроциты обычно крупнее, овальные и с ядром, из-за чего они менее “оптимальны” по соотношению площадь/объём и по деформируемости. Это снижает эффективность насыщения кислородом и отдачи кислорода в тканях.

3. У человека выше “концентрация гемоглобина на единицу объёма крови”
   Из-за отсутствия ядра и меньшего размера эритроциты человека могут быть:

• более “гемоглобинонасыщенными”;

• обычно присутствуют в крови в большем количестве на единицу объёма, чем у амфибий.

В сумме это означает, что в одном и том же объёме крови у человека может быть больше общего гемоглобина, а значит — больше переносимого кислорода.

4. Физиологическая причина: разные требования к кислородоснабжению
   Человек — теплокровный организм с высоким и стабильным обменом веществ, поэтому системе транспорта кислорода “выгодно” быть максимально эффективной. Лягушка — холоднокровная, её обмен веществ в среднем ниже и сильно зависит от температуры; кроме того, амфибии могут получать кислород не только через лёгкие, но и через кожу, поэтому требования к “упаковке” кислорода именно в эритроцитах не такие жёсткие.

Итог: эритроциты человека переносят больше кислорода, потому что они безъядерные, лучше заполнены гемоглобином, имеют более выгодную форму для газообмена и лучше проходят по капиллярам, а также обеспечивают больший суммарный запас гемоглобина в крови по сравнению с ядерными эритроцитами лягушки.