Chapter 02.

Chapter 02.

적혈구

(Erythrocyte: red blood cell)

• 적혈구 (Erythrocyte: red blood cell)

– 정상인에 있어 전체 혈액량의 42~47%를 차지 – 도넛 모양의 세포(2중함몰, biconcave)

– 직경이 6~8 ㎛ (MCV 80-100 fL)정도

– 적혈구의 기능

• 가스교환

• 폐에서 산소를 받아 조직세포로 산소를 운반

• 조직세포대사로 생성된 이산화탄소를 폐로 운반

1 적혈구의 분화와 성숙

(Differentiation and maturation of erythrocyte)

• 적혈모세포계

– 성숙하면서 형태학적 특징에 따라 분류

– 전적혈모세포, 호염기적혈모세포, 다염적혈모세포, 정염적혈모세포, 그물적혈구 – 완전히 성숙된 적혈구로 되기까지 골수에서의 소요기간은 보통 4~6일 정도

– 다염적혈모세포 단계까지만 분열능력을 보유 – 성숙과정에서 가장 중요한 것은 혈색소의 합성

• 성숙하면서 혈색소량은 증가하고 RNA양은 감소

– 미성숙세포일수록 크기가 크지만 비중은 적음

– 성인에 있어 하루에 생산되는 적혈구 수는 20억 개/체중 ㎏ 정도

(1) 적혈구형성인자(Erythropoietin, EPO)

– 특이적으로 적혈구생성을 촉진시키는 적혈구형성인자 – 적혈구형성인자 없이는 적혈구는 생성되지 않음

– 1977년 처음 분리된 일종의 호르몬

(2) 적혈모세포들의 공통적인 특징

① 세포는 거의 둥근 모양

② 핵은 대부분 원형

③ 핵은 주로 세포질의 중심에 위치

④ 세포질내 과립은 없음

(3) 적혈모세포의 성숙에 따른 특징

① 핵의 염색질(chromatin)은 미숙할수록 섬세하지만, 성숙하면 거칠어 짐

② 핵소체는 아주 미숙한 세포에서만 출현하고 성숙하면 소실

③ 세포질이 푸르게 염색되는 것은 주로 RNA에 의한 것으로 미성숙할수록 푸른색이 강하고 성숙할수록 핑크색

④ 세포의 크기는 미숙할수록 크고 성숙하면서 작아짐

⑤ 핵과 세포질의 비율은 미숙한 세포일수록 핵이 크고 성숙할 수록 세포질이 큼

2 적혈모세포의 성숙(Maturation of normoblast)

(1) 전적혈모세포 (Pronormoblast, rubriblast)

– 크기는 18~25 ㎛ 정도로 적혈모세포 중에 가장 큼

– 세포질은 진한 청색으로 염색되고 골수모세포나 림프모세포에 비해 좀더 균질하고 농축

– 핵은 크고 적자색으로 염색되고 핵소체가 1~3개 출현 – 핵과 세포질의 비율은 8:1

– 정상골수에서 1% 내외로 발견 – 혈색소 합성을 시작

(2) 호염기적혈모세포(Basophilic normoblast, prorubricyte)

– 세포의 크기는 12~18 ㎛ 정도

– 세포질은 청색이 다소 옅어지고 핵은 분홍색으로 더욱 명료 – 핵소체는 보이지 않음

– 핵과 세포질의 비는 약 6:1 – 골수내에서 1~4%를 차지

(3) 다염적혈모세포(Polychromatophilic normoblast, rubricyte)

– 세포의 크기는 9~12 ㎛ 정도 – 세포질은 더욱 옅어져 적청색

• RNA의 함량이 줄어들고 혈색소가 많이 합성됨(60%)

– 핵은 둥글고 중심성으로 청홍색 – 염색질은 상당히 농축되어 결정상 – 핵과 세포질의 비는 약4:1

– 세포분열이 가능한 마지막 단계

(4) 정염적혈모구(Orthochromatic normoblast, metarubricyte)-정염성적(혈)모구

– 세포의 크기는 8~10 ㎛ 정도로 가장 성숙한 적혈모구 – 세포질의 염색성은 정상 적혈구와 거의 같음

– 핵의 모양은 둥글거나 변형된 모습 – 중심성이거나 편재성

– DNA의 합성과 세포분열 정지 – 핵과 세포질의 비율은 약 0.5:1 – 정상골수에서 5~10% 정도 출현

(5) 그물적혈구(Reticulocyte, polychromatophilic erythrocyte)-망상적혈구

– 크기가 8~9 ㎛

– 알카리인산분해효소의 활성화로 핵이 파괴되었거나 혹은 세포밖으로 빠져나감 – 초생체염색을 하면 그물망잔섬유 모양의 RNA 잔재물을 확인할 수 있음

– 혈색소의 35%가 이 단계에서 합성됨 – 정상 성인의 말초혈액내에 1% 정도 – 1~2일 후에 완전히 성숙된 적혈구가 됨

– 급성출혈, 용혈빈혈, 철결핍빈혈, 악성빈혈의 회복기에 증가 – 조혈기능저하, 재생불량빈혈에서는 감소

(6) 적혈구(Erythrocyte)

– 크기는 6~8 ㎛ 정도로 평균 7 ㎛, 두께는 1.5~1.5 ㎛ – 앞뒤가 오목한 이중함몰(biconcave)구조

– 핵이 없으며 미토콘드리아나 리보솜과 같은 세포질내 소기관도 없음 – Wright 염색상에서 pink-orange색

– 중앙창백부위(Central pallor)가 분명하게 나타남

3 거대적혈모세포계(Megaloblastic series)

• 거대적혈구

– 핵의 합성과 분열이 이루어지는 적혈모세포 단계 – DNA 합성에 필요한 비타민 B₁₂나 엽산의 결핍

– DNA 합성장애를 받아 세포분열은 정지 또는 지연되고 세포질은 정상적으로 합성 – 핵과 세포질의 성숙도가 일치하지 않으며 핵의 성숙이 늦어지는 특징

– 크기는 9~12 ㎛ 정도

– 골수내에서 합성과 분열되는 과정에서 쉽게 파괴되어 악성빈혈을 일으킴

4 적혈구의 형태(Morphology of erythocyte)

• 정상인의 혈액내 적혈구

– 중앙이 움푹 파인 듯한 도너츠 모양 – 중심부의 양쪽이 오목한 모양

– 직경이 평균 7~8 ㎛ 되고 두께가 약 2.2 ㎛ 정도

• 적혈구의 형태 특징

– 적혈구 표면적이 넓어 가스교환의 효율이 높음 – 삼투압의 변화나 외부의 충격에 대한 저항력이 큼 – 막이 유연성이 있어 좁은 혈관(3 ㎛)을 쉽게 통과

• 적혈구의 막

– 주로 지질과 단백질로 구성

• 적혈구의 내부

– 혈색소가 약 1/3을 차지 – 나머지는 대부분 수분

– 소량의 포도당, 효소, 단백질, 전해질, 비타민 등이 포함

5 적혈구의 기능(Function of erythrocyte)

(1) 산소운반

– 적혈구의 주기능

– 산소를 폐에서 조직으로 운반

– 적혈구내 주성분인 혈색소는 산소와 결합을 잘하고, 또 쉽게 분리되는 성질을 지님 – 적혈구의 기능은 곧 혈색소의 기능

(2) 이산화탄소 운반

– 이산화탄소를 조직에서 폐로 운반

6 산소결합에 영향을 미치는 인자

(Effect of factors associated with oxygen binding)

(1) 혈액의 산소분압

– 폐포의 모세혈관에서는 혈액의 산소분압이 높아 혈색소는 산소와 결합 – 산소분압이 낮은 조직에서는 산소가 해리되어 조직으로 확산

(2) 혈액의 pH

– 혈색소의 산소친화성은 pH가 상승하면 증가하고 pH가 낮아지면 감소 – 보어-효과(Bohr -effect)

(3) 적혈구내 2, 3-DPG(diphosphoglycerate)

– 적혈구 중에 함유되어 있는 포도당 대사의 중간산물 – 혈색소와의 친화력이 산소와의 친화력보다 높음

– 증가하면 혈색소와 결합, 감소하면 혈색소와 산소와의 친화력은 높아짐

7 적혈구 막의 구조와 기능

• 적혈구막

– 지질과 단백의 복합체

– 화학적조성은 단백질 52%, 지방 40%, 탄수화물 8%

– 한 층이 4 ㎚ 가량의 지방 2중층으로 친수성과 소수성 부분

(1) 막 지질(Membrane lipid)

– 유리형 콜레스테롤(47.1%), 당지질(3.4%), 인지질(49.5%) – 적혈구의 수명을 유지, 세포막의 유동성을 유지

(2) 막 단백(Membrane protein)

– 막골격(membrane skeleton) 단백질

• 적혈구의 점성 및 탄력성을 유지

– 글리코포린(Glycophorin)

• 세포내로 탄수화물을 수송하는 단백질

– 특정물질의 운반, 효소로서의 기능, 수용체 기능, 세포막 형태를 유지하는 기능

(3) 적혈구막 탄수화물의 기능

– 적혈구막의 당은 ABO식 혈액형의 특성을 결정

• A형은 N-아세틸갈락토사민(N-acetylgalctosamine)

• B형은 D-갈락토오스(D-galactose)

• AB형은 N-아세틸갈락토사민과 D-갈락토오스

• O형은 L-푸코스(L-fucose)