혈액에 대한 이야기 - 이해하기 쉬운 생리학중에서

(1) 혈액의 구성

  1) 혈액의 일반적 기능

   - 전체 혈액량 : 체중의 7~8% (4~5.5L)

     ① 물질운반 : 영양소, 가스(산소와 탄산가스), 대사산물, 노폐물, 호르몬 등

     ② 산, 염기 평형 유지 (체액의 PH 조절) : 혈액에는 buffer system이 있어서 PH 의 변호를 일정하게 유지함.

     ③ 체액량의 조절 : 혈액은 순환하면서 조직 사이의 체액량을 조절

     ④ 체온의 조절 : 혈액은 열을 전신에 평등하게 분포시킴과 동시에 체표면의 혈관에서 열발산을 행해 체온조절에 관여

     ⑤ 신체 방어작용 : 백혈구는 식작용에 의해 세균의 감염으로부터 방어

     ⑥ 출혈 방지(지혈작용) : 혈액중 각종 혈액 응고인자가 포함되어 있어 출혈시 지혈작용 발휘

 

  2) 혈액의 구성

 

  - 혈구(세포성분) 와 혈장(액체성분) 으로 구성

  - 혈구성분: 혈액의 40~50% 차지

   a) 혈장

     - 혈액속의 유형성분을 제외한 액체성분, 혈액성분중 가장 큰 비율 차지 (55%)

     - 엷은 황색의 끈기 있는 약 알카리성 액체

     - 혈장의 부피와 조성 : 질환에 따라 변화 --> 질환의 진단이나 상태 파악에 이용

     - 혈우병 : 혈액 응고인자에 유전적인 장애가 있어서 나타나는 질병

     - 90%는 용매로 작용하는 수분, 7~8% 는 고형 성분 - 혈장단백질(간에서 생성, 알부민60~80%, 글로불린15~35%, 피브리노겐(혈액응고) 4%), 지질(콜레스테롤과 인지질), 당류(포도당, 100mg/dL정도), 무기염류(혈액내 삼투압 조절, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 칼륨등) , 노폐물, 소량(비단백 질소화합물인 요소, 아미노산, 요산 등 함유)

         * 혈장단백질, 무기염류 : 혈액의 삼투압을 유지, ph의 변화를 줄이는 완충작용, 혈액의 점성 유지

 

 < 혈장단백질의 종류 > 

    * A/G RATIO : 1.5:1

      영양상태에 따라 A/G 비 변화, 즉 알부민은 체외에 잃어버리기 쉽고, 그 재생이 글로불린보다 늦어 신염, 당뇨병, 간질환 단백질 섭취 저하등의 경우 A/G RATIO가 저하됨

 

    * 혈장 지질 (Plasma lipids)

      - 중성지방, 지방산, 인지질, 콜레스테롤, 지단백의 형태로 존재

      - 지질은 불수용성 - 순환을 위해 단백질과 결합된 형태로 존재

      - 혈장 lipoprotein은 그 비중에 따라 분류

 

   b) 혈구

    - 혈액의 세포성분, 골수와 조혈모세포로부터 적혈구, 백혈구, 혈소판으로 분화되어 만들어짐

    - 헤마토크릿 : 혈액에서 혈구가 차지하는 비율 - 빈혈진단에 활용

       * 전혈중 혈구의 차지비율 : 평균 45% (남 47+/- 7%(42~52), 여 : 42+/-5% (37~48%)

       * ht는 빈혈 정도에 따라 감소

       * 혈구의 대부분은 적혈구이므로 Ht 값은 적혈구 양을 대표

          (전적혈구량 : 5.5L x 0.45 = 2.5L, 전 혈장량 : 5.5L - 2.5 L = 3.0 L)

 

   ① 적혈구

     - 혈구중 가장 많은 부분 차지, 산소와 이산화 탄소 운반

     - 핵이 없고, 산소운반하는 혈색소 헤모글로빈 존재 (적색의 단백질), 수분, 지질, 전해질, 효소등 함유

     - 원반형 직경 6~8마이크로 미터 정도, 1 마이크로 미터 중 남자는 500만개 여자는 450만개 존재

        (고산지대의 경우, 2배 까지의 적혈구가 함유)

        * 헤모글로빈 속에는 철원자 함유 - 산소 분자와 결합

           산소 : 헤모글로빈에 결합 -> 조직세포로 이동 -> 이산화 탄소 일부가 적혈구와 결합 -> 혈액으로 옮겨져 운반

   ② 백혈구

     - 12~25마이크로 미터의 크기로 혈구중 가장 크고 유일하게 핵을 가짐 , 여러형태로 존재

     - 백혈구 수의 차이

       * 연령에 따른 차이 : 성인 1마이크로 리터에 7천개정도, 유아는 9천~13천개 로 더 많음

       * 추위 , 운동, 정신적 스트레스, 임신 시 백혈구 증가

       * 세균성 감염, 출혈, 외상, 열상, 심근경색등의 병리적 상황 : 백혈구 증가

         장티푸스, 인플루엔자, 약물중독, 방사선 노출 등 : 백혈구 감소

      - 백혈구 총수 : 질환 진단에 중요

        * 백혈병 : 백혈구가 무질서하게 증식

      - 골수의 줄기세포에서 생성 --> 골수아구, 단핵아구, 림프아구로 분화

      - 형태에 따라 수명이 다양, 비장이나 골수에서 파괴된 후 전신의 세망내피계 세포에 의해 탐식되어 제거

 

<백혈구의 종류>

* 염색성에 따른 분류 

<백혈구의 기능>  

   ③ 혈소판

     - 혈액 1 마이크로리터에 30~50만개 들어있음, 혈액 응고 작용에 관여

     - 골수의 거대핵세포에서 생성, 모양이 다양, 핵이 없음, 직경이 2마이크로 미터 정도로 가장 작은 유형성분

     - 수명이 7~10일 정도, 비장에서 파괴

     - 혈액응고에 관여하는 효소인 트롬보키나아제가 있어 혈액 응고 초기 단계에 관여, 세로토닌 방출 (혈관수축, 혈행 억제), 성장인자 분비 (혈관벽 완전성 유지)

     - 아메바 운동 가능

(2) 중성백혈구의 식세포 작용

   - 백혈구의 식세포 작용

     * 세균감염 : 세균이 내놓은 독성물질이 조직을 파괴

     * 백혈구의 식세포 작용 과정 : 손상된 조직에서 화학주성물질 분비 -> 백혈구가 아메바 운동을 통해 혈관벽 통과 염증 부위 접근 -> 응집소와 같은 물질이 중성 백혈구 세포막에 작용하여 세포막의 표면장력을 약화시키면 세균이나 이물질이 중성 백혈구 내부로 탐식 -> 백혈구 내부에서 파고좀이라는 작은 주머니에 싸임 -> 파고솜은 리소좀과 융합 파고리소좀이라는 소포 형성 -> 미생물의 거대분자는 리소좀의 효소에 의해 분해

     * 중성백혈구가 파괴되고 그 잔해가 모인 것 :고름 (농) -초기에는 알카리성, 점점 산성으로 변화 (고름의 급성, 만성 진단)

     * 물질 분비 : 모세혈관 확장 및 투과성 촉진

     * 백혈구는 아메바 운동(매초 30~40 마이크로 미터)으로 모세혈관벽을 쉽게 빠져 나와 염증 부위에 접근 : 유주 (혈관외 유출)

      - 조직내 침입한 병원균 주위에 모여 세균 및 이물질과 부착

(3) 적혈구의 조혈작용

  1) 혈색소 : 산소 운반체

    - 한개의 적혈구에는 3억개 정도의 헤모글로빈 함유 : 헤모글로빈은 철을 함유한 4개의 헴과 글로빈이라는 단백질의 복합체  

    - 한개의 헴에 산소 한 분자가 결합, 운반

    - 정상적인 헤모글로빈 : A 형, 141개의 아미노산을 가진 알파 폴리펩티드 2개와 146개의 아미노산을 가지고 있는 베타 폴리펩티드 2개를 합해 총 4개의 폴리펩티드로 구성

       * 태아는 알파와 감마 폴리펩티드로 된 HbF를 가지고 있으나, 출생후 감마 폴리펩티드가 베타 폴리펩티드로 변형되면서 HbA가 됨

     - 헤모글로빈S(HbS) : 베타 폴리펩티드의 N 말단에서 6번째 아미노산인 글루탐산이 발린으로 치환 - 겸상적혈구 빈혈 발생

 <헤모글로빈의 구조>

  2) 조혈작용

     - 다능성 줄기세포인 혈구모세포에서 혈구를 형성하여 혈액속에서 성숙시키는 과정 : 조혈작용

     - 생후 4년까지는 기능적 골수인 적색골수에서 일어나고, 18세 이후부터는 추골, 늑골, 흉골, 두개골, 골반 등의 골수에서 이루어짐

     - 조혈과정은 집락자극인자, 적혈구조혈인자 같은 조혈성장인자들에 의해 조절

     - 적색골수를 자극시 : 정상적인 조혈작용의 6배까지 촉진

     - 체내 산소 부족시 - 골수에서 적혈구 생성이 촉진ㄴ

        * 신장의 적혈구조혈인자에 의해 신장으로부터 조혈 촉진인자인 에르트로포이에틴 호르몬 분비 -> 적혈구 모세포인 줄기세포가 자극 받아 적아구 생성 -> 분화과정을 거쳐 적혈구로 성숙되어 혈액으로 방출

     - 체내 산소 충분시 : 에리트로 포이에틴의 분비가 억제, 적혈구 생성이 감소

     - 120일 동안 혈액 속을 순환, 림프절, 간, 비장 등에서 파괴

     - 노화된 적혈구 :대식세포의 식세포 작용에 의해 분해, 적혈구에서 분리된 헤모글로빈은 다시 글로빈과 헴으로 분리 헴 내의 철을 소실한 후 빌리버딘을 거쳐 빌리루빈으로 변함 -> 빌리루빈은 간에서 담즙색소가 되어 소장내로 분비 -> 대장에서 세균작용으로 유롤빌리노겐이 되어 배출

        * 간기능 저하, 총담관 폐쇄 또는 과도한 용혈이 일어날 경우 : 빌리루빈이ㅡ 혈중 농도가 높아져 눈의 공막이나 황달 발생

 

  3) 조혈작용의 이상

   - 빈혈 : 적혈구 수가 혈액 1마이크로 리터당 400만개 이하거나 혈색소 헤모글로빈 수치가 혈액 1dL 당 여자 12g, 남자 14g이하일때를 말함. 빈혈시 전신의 조직으로 산소운반이 저하되어 피부 창백, 심장 활동 항진, 호흡촉진, 두통, 피로감등의 증상이 나타남

   - 다 혈구증 : 생리적 다 혈구증과 악성 다 혈구증 이 있음

(4) 지혈과 혈액응고

  1) 지혈

   - 혈소판, 혈관내피세포, 혈액응고단백질로 일어남.

     혈관 손상 - 혈관내피세포 파열 -> 결합조직에 있는 콜라겐 섬유가 노출 - 신속하게 연속적으로 지혈작용

     상처에 의해 피가 혈관 밖으로 흐를경우 -> 상처부위의 혈관수축, 상처부위에 혈소판이 응집해 혈전 형성

   ① 혈소판 마개 형성

     - 혈소판의 응징 : 혈관 내피세포와 혈소판에서 분비되는 폰빌레브란트인자에 의해 혈소판이 콜라겐과 결합함으로써 시작

     - 혈소판 활성화 : 콜라겐과 결합한 혈소판은 분비 소낭에 있는 아데노신이인산이나 세로토닌등 여러 화학물질을 분비

     - 피브린 : 피브리노겐의 절단에 의해 생성되는 단백질 중합체로, 혈액을 응고시킴

   ② 혈관의 국소적인 수축

     - 혈소판 마개가 만들어지고 단단해 지는 동안 상처입은 혈관의 평활근은 수축 : 활성화된 혈소판에서 분비되는 트롬복산 A2 등 여러 화학물질의 작용으로 일어남

        혈류량 감소 - 혈압 저하 - 출혈량 감소

  2) 혈액응고

<혈액 응고인자> 

   - 혈액응고인자는 13가지이며, 불활성 상태로 혈액속을 순환중 조직손상시 즉시 혈액응고에 가담

   - 프로트롬빈(간에서 생성) --> 칼슘이온 (상처부위에 유착된 혈소판이 파괴되면서 나오는 트롬보플라스틴) 과 만나 트롬빈으로 변화 -> 피브리노겐을 피브린(반고체 상태) 활성화 -> 혈병 형성 , 지혈

    ① 혈액응고인자

     - 대부분 세린 프로테아제 라는 효소

     - 1~2개의 펩티드 결합이 분리되면서 활성화된 효소로 변함 -> 활성화된 효소는 다시 다른 단백질 인자를 같은 방법으로 활성화

     - 혈액응고 - 내인성 경로와 외인성 경로로 이루어짐

<단계적 혈액응고 과정>  

   ② 혈액응고의 내인성 경로

     - 내인성 경로를 통한 혈액 응고 반응 : 조직손상에 의해 시작, 피브린 응괴가 형성되면서 끝남   

        * 혈관조직을 손상시키는 음이온화된 유리, 합성수지, 철제물등의 표면에 의해 혈액 응고 XII 인자 활성화 -> 활성화된 XII 인자는 XI 인자와 IX 인자를 단계적으로 활성화 -> IX에서 VIII인자 및 캴슘, 인지질과 함께 복합체를 형성 -> 이 복합체에 X 인자가 결합함으로써 X 인자 활성화 -> X 인자는 V 인자및 칼슘, 인지질 과 복합체를 이룸 : 이 복합체가 프로트롬빈을 트롬빈으로 활성화 -> 트롬빈은 피브리노겐을 피브린으로 전환시키는 강력한 효소 - 피브린의 각 분자는 서로 교차 결합하여 긴 섬유를 형성, 불용성 복합체를  만들어 안정화된 피브린 응괴가 됨

   ③ 혈액응고의 외인성 경로

     - 부서진 또는 상처입은 조직의 세포가 혈관속으로 유입되면서 외인성 경로가 활성화

       * 혈액응고를 유도하는 세포막 단백질인 조직 트롬보플라스틴(뇌, 폐, 태반에서 다량 존재)에 의해 일어남 -> 조직 트롬보플라스틴은 VII 인자를 활성화 , 활성화된 VII인자와 함께 칼슘, 인지질과 복합체를 형성해 X 인자 또는 IX 인자를 활성화함으로써 내인성 경로와 동일한 과정을 통해 혈액 응고

 

  3) 혈액 항응고제

   - 혈전증 : 혈액응고찌꺼기가 혈관내를 순환하면 뇌혈관과 같은 미세혈관들이 막히는 경우 발생 - 항응고제 사용

<항응고제>

(5) 혈액형과 수혈

  1) ABO 식 혈액형

   - 1901년 란트슈타이너에 의해 구분

      사람의 적혈구 막에는 항원에 해당하는 응집원 A 와 B 가 있고, 혈장에는 항체에 해당하는 알파와 베타 응집소가 있음. 응집원 A가 알파와 만나거나 응집원 B가 베타와 만나면 응집반응이 일어나 적혈구들이 서로 응집

 

  2) 수혈

   - 혈액을 주는 사람의 응집원과 혈액을 받는 사람의 응집소가 중요

   - 수혈속도는 분당 50~100mL 로 수혈하며, 출혈량보다 일반적으로 많이 수혈함

  3) Rh식 혈액형

   - 1940년 란트슈타이너와 위너 - 토끼에게 레서스 원숭이의 혈액을 주사, 항체를 가진 토끼의 혈장은 사람의 적혈구도 응집시킨다는 사실을 발견, 레서스 원숭이의 적혈구에 존재하는 응집원을 Rh 인자라 명명

   - Rh가 있는 혈액형을 Rh(+) 없는 혈액형을 Rh(-)

   - 태아적아세포층 : 태아의 적혈구 용혈현상 : 아버지가 Rh(+), 어머니가 Rh(-) , 태아가 Rh(+) 일 경우, 첫째는 순산, 둘쨰부터 유산 : 태아의 Rh(+) 혈액은 태반을 통해 모체 혈액으로 이행 , 모체혈액에 Rh(+) 에 대한 항체인 Rh 응집소 생성, 이 혈액이 태아에게로 흘러들어 감으로써 응집반응인 태아의 적혈구 용혈이 일어남.

 

 

- 출처: 이해하기 쉬운 인체 생리학 (방통대 인체생리학 교재)