Hemolymfa
Obsah boxu
Hemolymfa je tělní tekutina, která cirkuluje v otevřené cévní soustavě u členovců (např. hmyz, pavoukovci, korýši) a většiny měkkýšů. Funkčně odpovídá krvi a tkáňovému moku (lymfa) obratlovců, protože omývá přímo tkáně a orgány v tělní dutině zvané hemocoel. Na rozdíl od krve obratlovců obvykle nehraje primární roli v transportu kyslíku.
Její složení a barva se liší napříč různými živočišnými skupinami. Může být bezbarvá, nažloutlá, nazelenalá nebo namodralá v závislosti na přítomnosti a typu dýchacích pigmentů.
🧪 Složení
Hemolymfa se skládá ze dvou hlavních složek: tekuté plazmy a volně plovoucích buněk zvaných hemocyty.
Plazma
Plazma tvoří většinu objemu hemolymfy a je to v podstatě vodný roztok obsahující širokou škálu látek:
- Anorganické ionty: Podobně jako u jiných tělních tekutin obsahuje ionty sodíku (Na⁺), draslíku (K⁺), vápníku (Ca²⁺), hořčíku (Mg²⁺) a chloridů (Cl⁻), které jsou klíčové pro udržení osmotického tlaku a nervosvalovou činnost.
- Organické látky:
- Sacharidy: Hlavním krevním cukrem u hmyzu není glukóza, ale trehalóza, která slouží jako pohotový zdroj energie.
- Bílkoviny: Zahrnují transportní proteiny (např. pro lipidy a hormony), enzymy, proteiny podílející se na srážení a imunitní proteiny jako lektiny a antimikrobiální peptidy.
- Aminokyseliny: Vysoká koncentrace volných aminokyselin je typická zejména pro hmyz.
- Lipidy a steroidy (např. ekdyson).
- Odpadní látky: Hlavní dusíkatou odpadní látkou je kyselina močová.
- Dýchací pigmenty: Pokud jsou přítomny, jsou volně rozpuštěny v plazmě, nikoliv vázány v krvinkách jako u obratlovců. Nejčastější je hemocyanin.
Hemocyty
Hemocyty jsou buňky volně se pohybující v hemolymfě, funkčně analogické bílým krvinkám. Jsou zodpovědné za imunitní odpověď a další procesy. Existuje několik typů hemocytů, které se mohou lišit mezi druhy, ale jejich hlavní funkce jsou:
- Fagocytóza: Pohlcování a trávení cizorodých částic, jako jsou bakterie nebo houby.
- Enkapsulace: Pokud je cizorodý objekt (např. vajíčko parazitoida) příliš velký na fagocytózu, hemocyty ho obklopí a vytvoří vícevrstvou kapsuli, která ho izoluje a usmrtí.
- Srážení (koagulace): Při poranění se hemocyty shlukují a uvolňují látky, které vedou k vytvoření zátky a zacelení rány, čímž brání ztrátě hemolymfy a vstupu patogenů.
- Transport a ukládání živin.
⚙️ Funkce
Hemolymfa plní v těle bezobratlých několik životně důležitých úloh:
- Transport látek: Rozvádí živiny z trávicí soustavy do všech tkání, transportuje hormony z endokrinních žláz k cílovým orgánům a odvádí odpadní produkty metabolismu (např. kyselinu močovou) k vylučovacím orgánům (malpighickým trubicím u hmyzu).
- Imunitní obrana: Jak je popsáno výše, hemocyty a antimikrobiální látky v plazmě chrání organismus před infekcemi.
- Hydraulická funkce: Hemolymfa funguje jako hydraulická kapalina. Tlak generovaný svalovými stahy se přenáší přes hemolymfu a umožňuje pohyb u některých živočichů (např. natahování nohou u pavouků), a je klíčový pro proces svlékání (ekdyze), kdy zvýšený tlak pomáhá prasknout starou kutikulu, a pro rozvinutí křídel u čerstvě vylíhnutého dospělého hmyzu.
- Udržování homeostázy: Pomáhá udržovat stálé vnitřní prostředí, včetně pH, iontové rovnováhy a osmotického tlaku.
- Zásobní funkce: Slouží jako zásobárna vody, iontů a některých živin.
- Termoregulace: U některého hmyzu (např. včely, čmeláci) pomáhá cirkulace hemolymfy přenášet teplo generované letovými svaly do jiných částí těla.
💨 Cirkulace a dýchací pigmenty
Cirkulace hemolymfy je zajištěna otevřenou cévní soustavou. Srdce, které je obvykle trubicovité a umístěné na hřbetní straně těla, pumpuje hemolymfu směrem k hlavě. Odtud se tekutina volně vylévá do tělní dutiny (hemocoelu) a omývá orgány. Zpět do srdce se vrací malými otvory zvanými ostie, které jsou opatřeny chlopněmi bránícími zpětnému toku. Tento systém je méně efektivní a pracuje s nižším tlakem než uzavřená cévní soustava obratlovců.
Role hemolymfy v transportu dýchacích plynů je různorodá:
- Hmyz a stonožkovci: U těchto skupin je transport kyslíku zajištěn primárně hustou sítí vzdušnic (trachejí), které vedou vzduch přímo k tkáním. Jejich hemolymfa proto obvykle postrádá dýchací pigmenty a je bezbarvá nebo nažloutlá. Výjimkou jsou larvy některých pakomárů (rod Chironomus), žijící v anoxickém prostředí, které mají v hemolymfě rozpuštěný červený hemoglobin.
- Korýši, pavoukovci a většina měkkýšů: U těchto živočichů, kteří dýchají žábrami nebo plicními vaky, je transport kyslíku závislý na dýchacím pigmentu. Tím je nejčastěji hemocyanin, metaloprotein obsahující měď. V oxidovaném stavu (navázaný kyslík) je modrý, v neoxidovaném stavu bezbarvý. To způsobuje, že jejich hemolymfa je namodralá.
💡 Zajímavosti
- Reflexní krvácení: Některé druhy hmyzu, například slunéčka, mohou v případě ohrožení záměrně vypouštět kapky hemolymfy z kloubů nohou. Tato tekutina obsahuje jedovaté alkaloidy a má odpudit predátory.
- Barva: Zelená barva hemolymfy u některých druhů hmyzu (např. rovnokřídlí) není způsobena dýchacím pigmentem, ale přítomností barviv (např. biliverdin) získaných z potravy nebo vlastním metabolismem.
- Lidské využití: Hemolymfa ostrorepů obsahuje amebocyty, které se extrémně citlivě srážejí v přítomnosti bakteriálních endotoxinů. Extrakt z těchto buněk (Limulus Amebocyte Lysate, LAL test) se proto celosvětově používá k testování sterility léků, vakcín a lékařských implantátů.
📖 Pro laiky
Představte si hemolymfu jako takový "koktejl vše v jednom" pro hmyz a další bezobratlé. Zatímco lidé mají dva oddělené systémy – krev v cévách pro transport živin a kyslíku a lymfu mezi buňkami pro imunitu – bezobratlí to mají spojené do jedné tekutiny. Tato tekutina není uzavřená v cévách jako naše krev, ale volně se "přelévá" v jejich těle a omývá všechny orgány. Je to jako byste naplnili vanu vodou s živinami a imunitními buňkami a ponořili do ní všechny své orgány. Srdce pak funguje jako jednoduchá pumpa, která tuto tekutinu v těle jen mírně promíchává. U většiny hmyzu navíc hemolymfa nemusí přenášet kyslík, protože ten se k buňkám dostává přímo systémem malých trubiček (vzdušnic) z povrchu těla.