Цей феномен дійшов до нас із переказів. Згадаймо, що саме "блакитна кров" була ознакою винятковості чи шляхетності. Вона підтверджувала, наприклад, право на царювання. Але ж царювати в стародавності могли тільки боги і їхні нащадки та намісники.
Тож чи зустрічається в природі блакитна кров? І що це таке – блакитна кров?
Одна з головних функцій крові – транспортна. Тобто, перенесення кисню О2, вуглекислого газу СО2, поживних речовин та інших продуктів. Кисень і вуглекислий газ виділені нами не випадково. Саме кисень є основним елементом, який конче необхідний живому організмові для функціонування та забезпечення його енергією. Енергія виникає в результаті цілого комплексу складних біохімічних реакцій окиснення з утворенням вуглекислого газу, який у подальшому необхідно видаляти з організму.
Отже, для забезпечення життєдіяльності живий організм повинен споживати кисень і виділяти вуглекислий газ, що він і робить у процесі дихання. Перенесення цих газів у зустрічних напрямках (від зовнішнього середовища до тканин організму й назад) і здійснює кров. Для цього мудрою природою створені спеціальні елементи крові – так звані біологічні пігменти дихання, які містять у своїй молекулі іони металу. Вони здатні зв'язувати молекули кисню й при необхідності віддавати їх. У людини таким пігментом крові є гемоглобін (від грецького слова haima – "кров" і латинського globus – "куля", "кулька"). До його складу входять іони двовалентного заліза (Fe2+). З погляду хіміка гемоглобін – білок крові. Він виконує функцію носія кисню і являє собою складне похідне порфірину – природних пігментів, які містять у своїй молекулі дивно стійкий та витончено привабливий цикл порфірину:
Формула порфірину
Зазначимо, що сполуки на основі порфірину дуже поширені в живій природі. Вони входять до складу хлорофілів, цитохромів, деяких біологічних каталізаторів (ферментів). Зустрічаються в шкаралупі пташиних яєць, раковинах молюсків, а також у нафті та бітумах. Вони знайдені навіть у метеоритах. При взаємодії із солями металів порфірини утворюють металопорфірини. А якщо це іони заліза, то вже маємо справу з феропорфіринами. Молекули феропорфірину з певними боковими замісниками (групами –СН3, –СН2СН2СООН, –СН=СН2) утворюють гем (небілкова частина), який сполучається з глобином (білок, який містить 140-160 амінокислотних залишків). Чотири таких сполучення і створюють гемоглобін. Кожний гем має виняткову здатність зворотно приєднувати молекулу кисню. Вона займає тільки певне місце в координаційній сфері іона заліза [Fe2+-> О2]. Одна частка гемоглобіну в кисневому середовищі приєднує чотири молекули кисню. Координаційний хімічний зв'язок з гемом можуть утворювати й інші гази: СО, СO2. Порівняно неміцний зв'язок молекул СО2 з гемоглобіном дозволяє виводити цей газ із крові в легенях з видихуваним повітрям. Більш міцний зв'язок молекул СО – відома причина отруєнь чадним газом СО.
Формула феропорфірину
Саме завдяки гемоглобіну наша кров і має червоний колір. У тілі кожної людини приблизно 4- 5 л крові. Втрата її значної частини може бути згубною.
Але й навіть на основі заліза може бути інший колір пігментів дихання (відповідно й інший колір крові). Так, у багатощетинкових хробаків пігмент хлорокруорін має вже зелений колір. А в деяких плеченогих комах пігмент гемерітрин надає крові фіолетового відтінку.
Однак і цими варіантами таємнича природа не обмежилася. Виявляється, що перенесення кисню й вуглекислого газу цілком можуть здійснювати пігменти дихання, крім іонів заліза, й на основі інших іонів металів. Скажімо, у морських асцидій кров майже безбарвна, тому що в її основі – гемованадій, що містить іони ванадію. У деяких тварин до складу пігментів крові входять іони марганцю, нікелю і навіть високотоксичні для людини іони хрому.
Нарешті, серед пігментів дихання у живому світі є й шуканий нами блакитний колір! Такий колір надає крові пігмент гемоціанин, – на основі іонів міді. Цей пігмент досить широко розповсюджений. Завдяки йому блакитний колір крові мають деякі равлики, павуки, ракоподібні, каракатиці, головоногі молюски (наприклад восьминоги) тощо. Так, у холодних водах Перуанської течії в Тихому океані живе гігантський кальмар Dosіdіcus gіgas. Його сигароподібне тіло разом із щупальцями досягає в довжину 3,5 метри , а маса гіганта може перевищувати 200 кілограмів . Потужні м'язи викидають струмінь води нібито з пожежного рукава. Завдяки цьому кальмар здатний спритно рухатися зі швидкістю до 40 км/год . Дзьобом, дуже міцним і гострим, він може перебити навіть сталевий кабель. За свідченням очевидців, кальмар буквально за лічені секунди здатний розідрати 20-кілограмову рибину. Щоб "зарядитися" енергією, цьому дивному мешканцеві океану потрібно багато кисню – не менше 50 літрів на годину. Кисень із складу морської води розноситься по тілу кальмара завдяки особливостям саме цього мідьвмісного білка – гемоціанина.
Сполучаючись із киснем, гемоціанин синіє, а віддаючи кисень тканинам, – дещо знебарвлюється. Але й по «дорозі назад» – від тканин до органів дихання – така кров не знебарвлюється повністю. Природа при формуванні цього біологічного пігмента створила ще один фактор, який спричиняє забарвлення крові у шляхетний колір. Справа в тому, що добре знайомий нам вуглекислий газ СО2, виділяючись у ході біологічної діяльності клітин організму, реагує з водою Н2О і утворює вугільну кислоту Н2СО3. Її молекула дисоціює (розпадається) на аніон гідрокарбонату HCO3– й катіон водню Н+. Аніон HCO3-, взаємодіючи з катіоном міді Сu2+, утворює у присутності води сполуку блакитного кольору.
Гемоціанин був відкритий у 60-х роках XІX століття. Біохіміки помітили, що кров деяких молюсків при проходженні через зябра забарвлюється у блакитний колір. А в 1878 році бельгійський фізіолог і біохімік Леон Фредерік довів, що голубий колір викликається хімічною реакцією кисню з мідьвмісним білком. Він і назвав цей білок гемоціанином (від грецьких слів "гема" – "кров" й "ціанос" – "блакитний", "голубий").
Із гемоціанина неважко хімікові повністю вилучити мідь. Для цього досить обробити білок хімічним реагентом (комплексоном), який міцно зв'язується з іонами одновалентної міді. Таким же способом можна кількісно визначити і вміст міді в гемоціанині. Позбавлений цього металу білок втрачає здатність транспортувати кисень. Але якщо потім увести до середовища білка іони одновалентної міді, то гемоціанин відновлює свою фізіологічну активність. Ось саме так і було доведено, що мідь гемоціанину перебуває в ступені окиснення 1+. При цьому завжди на одну зв'язану гемоціанином молекулу кисню доводиться два іони міді – виникає своєрідний оксігенільний кластер міді.
Та найцікавіше, мабуть, те, що в прийнятому нині "родовідному древі" тваринного світу з’являється парадокс: родинні групи тварин мають різну кров. А еволюційно вони виникли начебто одне від одного. Дивно ж, що, наприклад, у молюсків кров буває і червона, і блакитна, і коричнева, до того ж з різним вмістом іонів металів. Тож виходить, що склад крові не настільки вже й важливий для живих організмів. Життя, виявляється, є не дуже вибагливим з цього питання. Схоже, що воно використовує всі можливі варіанти, перебираючи їх та відбираючи найкращі.
Але чи може не лише в нижчих тварин (равликів, павуків, ракоподібних чи каракатиць),а й у людиноподібних істот зустрічатися блакитна кров?
Наука таких фактів поки що не знає. А ось стійкі перекази, міфи й легенди про шляхетну "блакитну кров" для обраних богами людей існують і донині.
