Los eritrocitos (glóbulos rojos) son una característica común de casi todos los vertebrados. ¿Qué ventaja evolutiva proporcionan al contener hemoglobina, en lugar de ser solo una proteína plasmática? De hecho, la hemoglobina se disuelve en plasma en algunos anélidos y la hemocianina en cefalópodos.
La única razón que se me ocurre es que la hemoglobina es lo suficientemente pequeña como para filtrarse en los túbulos del riñón y es renotóxica. Quizá por eso tuvo que empaquetarse en eritrocitos. Pero, ¿no es esto un costo mayor que reducir el tamaño del poro para evitar que se filtre? Además, ¿no se filtra la hemoglobina o la hemocianina en los riñones primitivos de los anélidos y cefalópodos?
Para el hombre con un martillo, todo parece un clavo.
El martillo del cartel parece ser la función renal. La mía es la bioquímica del eritrocito (glóbulo rojo). Otros, sin duda, podrán aportar perspectivas aún diferentes.
Desde un punto de vista bioquímico, el eritrocito tiene un repertorio limitado de vías metabólicas en comparación con otros tejidos. Sin embargo, tiene una vía de pentosa fosfato extremadamente activa (que no se encuentra universalmente en los tejidos) y la función de esto es proporcionar el cofactor reductor NADPH, que es necesario para mantener el glutatión en un estado reducido. La importancia del glutatión reducido en estas células transportadoras de oxígeno es que brinda protección contra las especies reactivas de oxígeno , algo que no se puede hacer, o al menos no se puede controlar tan bien, en el plasma sanguíneo.
Otra característica de la hemoglobina es que el equilibrio entre las formas oxi y desoxi involucra a la pequeña molécula de triosa, 2,3-bisfofoglicerato. Esto se describe en la respuesta a otra pregunta . La capacidad del eritrocito para sintetizar esta molécula permite la sofisticación de este control.
Imagino que hay muchos más ejemplos. (Cualquier agregado en los comentarios será agregado).
Se podría argumentar que estos metabolitos no son indispensables para los organismos (la deficiencia de glucosa fosfato deshidrogenasa causa anemia hemolítica en el hombre), y esto probablemente explica por qué los organismos más simples que mencionas (y de los que sé poco) pueden prescindir de los glóbulos rojos.
Pero una pregunta que ciertamente vale la pena hacer.
Un aspecto adicional es que la disponibilidad de hierro suele limitar el crecimiento de patógenos. Cassat y Skaar en "Iron in Infection and Immunity" afirman:
El hierro es un nutriente esencial tanto para los humanos como para los microbios patógenos... Dada la necesidad absoluta de hierro de prácticamente todos los patógenos humanos, una faceta importante del sistema inmunitario innato es limitar la disponibilidad de hierro a los microbios invasores en un proceso denominado inmunidad nutricional. Por lo tanto, los patógenos humanos exitosos deben poseer mecanismos para eludir la inmunidad nutricional para causar enfermedades.
Más tarde dicen:
Incluso en ausencia de infección, varias facetas del metabolismo del hierro humano aseguran que el hierro sea apenas accesible para los microorganismos patógenos. En primer lugar, la mayor parte del hierro en los seres humanos se secuestra intracelularmente, formando un complejo dentro de la hemoglobina dentro de los eritrocitos. Por lo tanto, algunos patógenos han desarrollado mecanismos para liberar hemoglobina mediante la lisis de los eritrocitos para finalmente extraer el hierro del hemo.
Por lo tanto, una ventaja de secuestrar la hemoglobina dentro de los eritrocitos es que ralentiza el crecimiento de los patógenos invasores al hacer que el hierro necesario sea más difícil de obtener para el patógeno.
David