순환계통: 혈액, 피

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순환계통: 혈액, 피

(The Cardiovascular System: Blood)

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단원개요

• 혈액의 기능

• 혈액의 구성

– 채혈과 혈액분석

• 혈장

– 혈장단백

• 혈구성분

– 혈구성분의 생산 – 적혈구

– 백혈구

• 혈소판

• 혈액응고

– 혈액응고 과정

– 피덩이(혈병)의 수축과 제거

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혈액의 기능

• 혈액

 인체를 순환하는 바탕질에 세포들이 떠다니는 특 수한 형태의 결합조직(connective tissue)

• 혈액의 기능

1. 혈액 속 기체, 영양소, 호르몬, metabolic waste 등을 운반

2. 이온조성과 PH(수소이온농도지수)조절

1) K⁺, Ca²⁺

2) Lactic acid 흡수 중화

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Cont_

3. 상처부위에서의 출혈 차단

4. Toxin(독소)과 Pathogen(병원체)에 대한 방어

1) 백혈구(white blood cell) – infection(감염)에 맞서 싸 우고 미생물과 같은 유기체나 이물질을 공격하는 특수 한 단백질인 antibody(항체)를 운반

5. 체온조절

1) 골격근 수축으로 인한 열 흡수, 재분배 2) 체온이 높을 경우 – 혈액을 피부로

3) 체온이 낮아지면 – 뇌, 온도에 민감한 부분으로 흐름.

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혈액의 구성

• 혈액

• Plasma(혈장): 55% + 혈구: 45%

• Plasma(혈장)

– 단백질 용해(물보다 밀도가 높다)

• Formed element(혈구)

– 혈구세포와 혈소판(platelet) – RBC(red blood cell)

– WBC(white blood cell)

– 전혈(whole blood)

• 남자: 5~6, 여자: 4~5Liters

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채혈(blood collection)과 혈액분석(Analysis)

• Venipuncture(정맥뚫기, 정맥천자)

• Median cubital vein(팔오금중간정맥)과 같은 얕은 정 맥에서 체혈

• 정맥이 상대적으로 혈압이 낮아 주사바늘에 의한 혈관 벽을 빠르게 봉합

• Capillary(모세혈관)채혈

• 손가락 끝, 귓불, 영아- 엄지발가락, 발꿈치

• Arterial puncture(동맥뚫기, 동맥천자)

• 허파의 가스교환 유무를 판단할 때 쓰임

• 손목의 radial artery(요골동맥), 팔꿈치의 brachial artery(상완동맥)에서 채혈

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팔오금중간정맥

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혈액의 물리적 특성

• Temperature(온도)

• 38도, 체온보다 약간 높음

• Viscosity(점성)

• 물보다 5배

• 혈장 속의 단백질, 혈구성분, 물 분자의 상호작용

• PH(수소이온농도)

• 약염기성

• 7.35~7.45(평균 7.4)에서 유지

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혈장(Plasma)

• 온혈액 부피의 46~63%, 92%는 물

• Interstitial fluid(사이질액), extracellular

fluid(세포외액) 부피의 대부분 차지

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혈장단백(plasma proteins)

• 100ml의 혈장속에는 사이질액의 5배에 해 당하는 7g정도의 단백질

• 대표적 3가지 혈장 단백

• Albuin(알부민), globlin(글로블린), fibrinogen(섬유 소원, 피브리노겐)

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• Albuin(알부민)

– 혈장 단백의 60%

– 혈장 삼투압의 가장 중요한 요소

• Globlin(글로블린)

– 혈장 단백의 35%

– Antibody(항체)와 transport protein(운반단백)

• Antibody(항체)

– 병원체(pathogen)과 이종단백(foreign protein)을 공격

• transport protein(운반단백)

– 작은 이온이나 호르몬과 결합 이들이 콩팥을 통해 배출되 는 것을 방지, 물에 잘 녹을 수 있는 형태로 변환

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– 지질은 물에 녹지 않으나 단백질과 결합하여 혈장에 잘 녹 고 그로인해 말초혈관까지 지질을 운반 할 수 있게 된다.

– 이러한 지질의 운반에 관여하는 글로블린을 lipoprotein (지 질단백)이라 부른다.

• Fibrinogen(섬유소원, 피브리노겐)

– 혈액응고에 관여

– 출혈 시 물에 잘 녹지 않는 fibrin(섬유소) 가닥 들로 변함.

– 이러한 섬유소 가닥들은 피덩이를 구성하는 기

본 뼈대를 구성

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– 간은 전체 혈장단백의 90%생산

– 간질환의 경우 혈액응고에 관여하는 섬유소

원과 다른 혈장 단백들의 생산에 문제가 발생

해 출혈이 멈추지 않는다.

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혈구성분

• 적혈구와 백혈구가 대부분을 차지

• 혈소판은 크기가 작은 세포질 덩어리

– 혈액응고과정에 꼭 필요함으로 중요한 혈구

성분 중 하나

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혈구성분의 생성

• Hemopoiesis(혈구형성,조혈) 또는 hematopoiesis 라는 과정을 통해 생성

• 배아 발생 초기(3주)

• 혈액세포: 혈류 속에서 관찰

• 8주

• 난황주머니의 혈관에서 세포가 만들어짐

• 발생 후 2달

• 간과 지라(spleen)에서 혈구 생성

• 골격이 커짐에 따라 골수에서 혈구 생성

• 성인

• Red bone marrow에서 적혈구의 유일한 생성장소와 백혈구 의 가장 중요한 생성장소가 됨.

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적혈구(RBC)

• Hemoglobin(헤모글로빈)

• 전체 혈구의 99.9% 차지

• 1mm

³

당 남자: 540만개, 여자:480만개

• 한 방울의 혈액에는 260만개

• Hematocrit(적혈구 용적율)

• 혈액 중 혈구 성분이 차지하는 비율

• 남자:46% , 여자:42%

• 호르몬 차이 때문에 남성의 비율이 높다.

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적혈구의 구조

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• 양오목원반 형태

– 세포질과 혈장 사이의 확산(diffusion)을 향상

– 비좁은 모세혈관을 잘 통과하도록 오므라들거나 휘어지기에 용이

• 생성과정에 대부분의 세포 소기관을 소실(특

히, 사립체)해서 에너지를 주변 혈장에서 혐

기성 대사로 공급. 따라서 비효율적이지만

산소를 잃지 않고 말초조직까지 운반할 수

있게 된다.

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이상 혈색소

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적혈구의 재순환

• 헤모글로빈의 4개 구형 단백질

– 혈류속으로 방출

• 헴(heme)분자

– 철 분리

– 초록색의 Biliverdin(빌리베르딘)으로 변환, 혈류 속으로 방출(멍이 심하게 들때)

• 오렌지색 또는 노란색 bilirubin(빌리루빈)으로 변환 후 혈류 속으로 방출

– 간세포는 빌리루빈을 흡수

• 작은 창자로 분비(쓸개관, 담관이 막히면?)—황달 (jaundice)

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• 큰창자로 이동 소변으로 배출

– 소변이 노란색, 대변이 갈색을 띠는 이유는 빌리루빈 때 문이다.

• 철

– 혈장 운반 단백질에 결합

– 새로운 헤모글로빈을 만드는데 사용됨

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적혈구와 혈액형

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• 적혈구의 막

– 50가지 이상의 표면 항원이 존재

– 어떤 항원이 존재하는가는 유전적으로 결정 – 적혈구의 표면에 A, B 그리고 Rh항원이 각각

존재하는가의 여부에 따라 혈액형이 결정

• Type A(A형)- 적혈구에 A항원만 존재

• Type B(B형)- 적혈구에 B항원만 존재

• Type AB(AB형)- 적혈구에 A와B 항원 모두 존재

• Type O(O형)- 적혈구에 A와B 항원 모두 존재하지 않음

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• Rh positive(Rh 양성, Rh+)-적혈구 표면에 Rh 항원 이 존재

• Rh negative(Rh 양성, Rh-)- 적혈구 표면에 Rh 항 원이 존재하지 않음

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항체와 교차반응

• 항원은 외부로부터 들어온 적이고 항체는 적에 대응하 기 위한 무기

• 몸 속에 다른 적혈구가 들어오면 항체인 agglutinin(응 집소)에 의해 공격받음.

• A형- 항B 항체 존재

• B형- 항A 항체 존재

• AB형- 아무것도 존재하지 않음

• O형- 항A, 항B 항체 모두 존재

• 다른 적혈구가 들어와 항원을 인식하면 교차반응 (cross-reaction) 발생

• 외부에서 들어온 적혈구들이 한데 뭉쳐 덩어리를 만 들게 되는데 이를 응집(agglutination)이라 한다.

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백혈구(White blood cell)

• Leukocyte라 칭함

• 상대적으로 크고 핵과 세포소기관 존재

• 헤모글로빈이 존재하지 않음.

• 기능

• 병원체의 침입을 막는데 도움

• 독소, 찌꺼기 그리고 손상되거나 비정상적 세포 제 거

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• 과립백혈구(granulocyte)

• 분비소포 또는 용해소체

• 호중구(neutrophil), 호산구(eosinophil), 호염기구 (basophil)

• 무과립 백혈구(agranulocyte)

• 분비소포나 용해소체가 존재하기는 하지만 크기가 작아서 관찰하기 힘 듬.

• 단핵구(monocyte), 림프구(lymphocyte)

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백혈구의 순환과 이동

• 적혈구 – 수명이 다할 때까지 이동

• 백혈구 – 짧은 기간 결합조직을 통해 이동

– 혈류 속을 통과하는 백혈구의 특징

• 아메바 운동(amoeboid movement) 가능

• 혈구누출(diapedesis) 가능

– 혈관 밖으로 이동가능

• 양성화학쏠림(positive chemotaxis)

– 침입한 병원체나 손상된 조직 또는 활성화된 다른 백혈구 쪽으로 이동이 가능

• 호중구, 호산구, 단핵구는 포식작용(phagocytosis)가능

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백혈구의 종류

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백혈구 수의 변화와 감별계산

• 백혈구의 수

• Infection(감염), inflammation(염증), allergic

reaction(알레르기 반응, 과민반응)에 따라 특징적 으로 변화.

• 감별계산

• 염색된 혈액바름질 표본 검사

• 백혈구 표본 중에 특정 백혈구의 종류별 관찰 후 계수

• 정상범위(표 11-3)참조

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백혈구의 생산

Hemocytoblast(혈구 모세포)

• 림프성 줄기세포(lymphoid) – 림프구로 분화

• 골수성 줄기세포(myeloid stem cell) – 림프구 이외의 모 든 종류의 혈구로 분화

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혈소판(Platelet)

• 혈액의 응고와 손상된 혈관의 치유

• Thrombocyte(쓰롬보우사이트)

• 하나의 세포이기 보다는 세포에서 떨어져 나온 조 각이란 의미로 ‘Platelet’라 불림.

• Megakaryocyte(거대핵세포)

• 막으로 둘러싸인 작은 크기의 세포질 조각들이 계속 떨어져 나와 혈류 속으로 들어가면 이것이 혈소판이 된다.

• 그림 11-5참조

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지혈(Hemostasis)

• 혈관단계(vascular phase) – 1단계

• 혈관벽이 잘리면 민무늬근이 수축 혈관직경감소(

혈관연축: vascular spasm)

• 내피 세포의 세포막이 끈적한 상태로 변화 작은 모세혈관에서 세포들이 서로 달라붙어 혈액의 누 출방지

• 혈관연축은 30분 정도 지속

• 이를 1단계인 혈관단계라 부름.

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• 혈소판단계(platelet phase) – 2단계

• 상처 발생 후 15초 이내 혈관내피 표면과 상처로 노출된 아교섬유(collagen fiber)에 달라붙기 시작

• 혈소판 마개(platelet plug) 형성

• 손상 부위가 크지 않으면 혈소판 마개에 의해서 혈액의 차단 가능

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• 응고단계(coagulation phase) – 3단계

• 응고단계는 30초 이상의 시간이 경과한 후 시작.

• 응고(coagulation; blood clotting)는 혈류를 순환 중인 섬유소원(fibrinogen)을 섬유소(fibrin)으로 변 화시키는 과정을 일컬음.

• 섬유소가 섬유소얼기(fibrin netwwork)를 형성하 면 blood clot(피덩이, 혈병)이 생성

• 손상부분을 효과적으로 봉합

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혈액의 응고과정(Clotting process)

• 응고인자(clotting factor)

– 혈장 속 칼슘이온 + 11개의 혈장단백질 – 대부분 간에서 생성

• 외인경로(Extrinsic pathway), 내인경로

(Intrinsic pathway), 공통경로(Common

pathway)

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외인경로(Extrinsic pathway)

• 지질단백이 손상된 혈관내피세포나 주변 조직으로부터 분비되면서 시작

• 조직인자는 캄슘이온과 다른 응고단백인

제 Ⅶ인자와 결합 제 Ⅹ인자를 활성하는

효소로 변환

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내인경로(Intrinsic pathway)

• 풋효소(Proenzyme)가 손상부위의 아교섬 유에 노출되면서 활성화

• 손상부위로 모여든 혈소판에서 분비되는 혈소판인자(platelet factor)의 도움을 받 아 진행

• 응고 단백들은 제 Ⅹ인자를 활성화시키는

효소로 변환하기 위해 결합

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공통경로(Common pathway)

• 외인경로와 내인결로를 통해 만들어진 제 Ⅹ 인자를 활성화시켜 프로트롬빈 분해효소

(prothrombinase)를 만드는 것으로 시작

• 응고단백인 프로트롬빈(prothrombin)을 트롬 빈(thrombin)으로 변환

• 트롬빈에 의해 섬유소원이 섬유소로 변환되

면 응고과정 종결

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지혈(종합)

• 칼슘이온과 비타민 k

• 혈액응고의 전 과정에 사용

• 칼슘이온

• 혈액응고의 전 과정에 칼슘이온이 사용됨으로 혈 장의 칼슘이온 농도가 떨어지면 혈액응고의 장래 를 동반

• 비타민 k

• 간에서 프로트롬빈을 비롯한 네 가지의 응고인자 를 만드는데 사용

• 비타민 k의 결핍은 공통경로의 붕괴 초래