혈액

혈액은 결합 조직의 한 유형입니다. 혈액의 세포 간 물질은 액체이며, 바로 혈장입니다. 혈장에는 적혈구, 백혈구, 혈소판과 같은 세포 구성 요소가 포함되어 있습니다. 체중 70kg의 사람은 평균 5.0~5.5리터의 혈액을 가지고 있습니다(이는 전체 체중의 5~9%). 혈액은 다음과 같은 기능을 수행합니다. 산소와 영양소를 장기와 조직으로 운반하고 대사 산물을 제거합니다.

혈액은 혈장으로 구성되어 있으며, 혈장은 세포라는 구성 요소가 제거된 후 남은 액체입니다. 혈장은 수분 90~93%, 다양한 단백질 물질(알부민, 글로불린, 지단백질, 피브리노겐) 7~8%, 염류 0.9%, 포도당 0.1%를 함유하고 있습니다. 혈장에는 효소, 호르몬, 비타민, 그리고 신체에 필요한 기타 물질도 포함되어 있습니다. 혈장 단백질은 혈액 응고 과정에 관여하고, 반응의 안정성(pH 7.36)과 혈관 내 압력을 유지하며, 혈액의 점성을 높이고, 적혈구의 침전을 방지합니다. 혈장에는 신체의 방어 반응에 관여하는 면역글로불린(항체)이 함유되어 있습니다.

건강한 사람의 혈중 포도당 함량은 80~120mg%(4.44~6.66mmol/l)입니다. 포도당 함량이 급격히 감소하면(2.22mmol/l로) 뇌세포의 흥분성이 급격히 증가합니다. 혈중 포도당 함량이 더욱 감소하면 호흡, 혈액 순환, 의식 장애가 발생하여 치명적일 수 있습니다.

혈액에는 NaCl, KCl, CaCl₂, NaHCO₂, NaH₂PO₄ 및 기타 염류와 Na+, Ca₂+, K+ 이온과 같은 미네랄도 포함되어 있습니다. 혈액의 이온 구성이 일정하게 유지되면 삼투압이 안정되고 혈액과 체세포 내 체액량이 유지됩니다.

혈액은 또한 적혈구, 백혈구, 혈소판과 같은 형성된 요소(세포)로 구성되어 있습니다.

적혈구는 핵이 없어 분열할 수 없는 세포입니다. 성인 남성의 혈액 1µl에는 390만~550만 개(평균 5.0x10µl), 여성의 혈액에는 370만~490만 개(평균 4.5x10µl/l)가 들어 있으며, 이는 나이, 신체적(근육적) 또는 정서적 스트레스, 혈액으로 유입되는 호르몬에 따라 달라집니다. 심각한 출혈(및 일부 질병)이 발생하면 체내 혈액량이 감소하고 헤모글로빈 수치도 감소합니다. 이러한 상태를 빈혈이라고 합니다.

각 적혈구는 지름 7~8μm, 중앙 두께 약 1μm, 변연부 두께 최대 2~2.5μm의 양면이 오목한 원반 모양입니다. 한 적혈구의 표면적은 약 125μm²입니다. 혈액이 5.5리터라고 가정할 때 모든 적혈구의 총 표면적은 3,500~3,700m²에 이릅니다. 적혈구의 바깥쪽은 반투과성 막(껍질)인 세포막(cytolemma)으로 덮여 있으며, 이를 통해 물, 기체 및 기타 원소가 선택적으로 투과합니다. 세포질에는 세포소기관이 없으며, 부피의 34%는 헤모글로빈 색소로 구성되어 있으며, 산소(O₂)와 이산화탄소(CO₂)를 운반하는 역할을 합니다.

헤모글로빈은 단백질 글로빈과 철을 함유한 비단백질 그룹인 헴으로 구성됩니다. 한 개의 적혈구는 최대 4억 개의 헤모글로빈 분자를 포함합니다. 헤모글로빈은 폐에서 장기와 조직으로 산소를 운반하고 장기와 조직에서 폐로 이산화탄소를 운반합니다. 폐에서 산소 분자는 분압이 높아 헤모글로빈에 부착됩니다. 산소가 부착된 헤모글로빈은 밝은 붉은색을 띠며 옥시헤모글로빈이라고 합니다. 조직의 산소압이 낮으면 산소는 헤모글로빈에서 분리되어 모세혈관을 통해 주변 세포와 조직으로 이동합니다. 산소가 방출된 혈액은 이산화탄소로 포화되는데, 조직에서의 이산화탄소 압력은 혈액보다 높습니다. 이산화탄소와 결합한 헤모글로빈을 탄소헤모글로빈이라고 합니다. 폐에서 이산화탄소는 혈액을 떠나고, 헤모글로빈은 다시 산소로 포화됩니다.

헤모글로빈은 일산화탄소(CO)와 쉽게 결합하여 일산화탄소헤모글로빈을 형성합니다. 일산화탄소가 헤모글로빈에 결합하는 것은 산소가 결합하는 것보다 300배 더 쉽습니다. 따라서 공기 중 소량의 일산화탄소라도 헤모글로빈과 결합하여 혈액으로 산소가 흐르는 것을 차단하기에 충분합니다. 체내 산소 부족으로 인해 산소 결핍(일산화탄소 중독)이 발생하고 두통, 구토, 현기증, 의식 상실, 심지어 사망에까지 이를 수 있습니다.

백혈구는 이동성이 매우 높지만 형태학적 특징이 다릅니다. 성인의 혈액 1리터에는 3.8~109개에서 9.0~109개의 백혈구가 들어 있습니다. 시대에 뒤떨어진 생각에 따르면, 이 수치에는 백혈구와 공통 기원(골수 줄기세포)을 가지지만 면역 체계와 관련된 림프구도 포함됩니다. 림프구는 혈액 내 "백혈구" 총 수(적혈구 제외)의 20~35%를 차지합니다.

조직 내 백혈구는 다양한 화학 인자를 향해 활발하게 이동하며, 그중 대사산물이 중요한 역할을 합니다. 백혈구가 이동하면 세포와 핵의 모양이 변합니다.

모든 백혈구는 세포질 내 과립의 유무에 따라 과립성 백혈구와 비과립성 백혈구, 두 그룹으로 나뉩니다. 더 큰 그룹은 과립성 백혈구(과립구)로, 작은 과립 형태의 과립성과 세포질에 다소 분절된 핵을 가지고 있습니다. 두 번째 그룹의 세포는 세포질에 과립성이 없고 핵이 분절되지 않았습니다. 이러한 세포를 비과립성 백혈구(무과립구)라고 합니다.

과립 백혈구는 산성 및 염기성 염료 모두로 염색될 때 과립성을 보입니다. 이들은 중성 과립구(호중구)입니다. 다른 과립구들은 산성 염료에 친화성을 가지며, 이들은 호산구(호산구)라고 합니다. 다른 과립구들은 염기성 염료로 염색됩니다. 이들은 호염기구(호염기성) 과립구(호염기성)입니다. 모든 과립구는 두 가지 유형의 과립을 포함합니다. 1차 과립과 2차 과립 - 특이적 과립입니다.

호중구는 둥글며 지름은 7~9µm입니다. 호중구는 림프구를 포함한 전체 "백혈구" 수의 65~75%를 차지합니다. 호중구의 핵은 분절되어 있으며, 2~3개 이상의 엽으로 이루어져 있고, 각 엽 사이에는 얇은 다리가 있습니다. 일부 호중구는 굽은 막대 모양의 핵을 가지고 있습니다(띠 모양 호중구). 강낭콩 모양의 핵은 젊은(성인) 호중구에서 발견됩니다. 이러한 호중구의 수는 약 0.5%로 적습니다.

호중구의 세포질은 과립성을 띠며, 과립의 크기는 0.1~0.8μm입니다. 일부 과립(대형 호아주로성 과립)에는 리소좀의 특징적인 가수분해 효소인 산성 프로테아제와 포스파타아제, 베타-히알루로니다아제 등이 포함되어 있습니다. 다른 더 작은 호중구 과립(2차 과립)은 직경이 0.1~0.4μm이며, 알칼리성 포스파타아제, 포식소, 아미노펩티다아제, 양이온성 단백질을 포함합니다. 호중구의 세포질에는 글리코겐과 지질이 포함되어 있습니다.

호중구 과립구는 이동성 세포이기 때문에 식세포 작용이 매우 활발합니다. 박테리아와 기타 입자를 포획하여 가수분해 효소에 의해 분해(소화)됩니다. 호중구 과립구는 최대 8일까지 생존합니다. 혈류에서 8~12시간 동안 머문 후 결합 조직으로 이동하여 기능을 수행합니다.

호산구는 과립이 산성 염료로 염색되는 능력 때문에 호산성 백혈구라고도 합니다. 호산구의 직경은 약 9~10μm(최대 14μm)입니다. 혈액 1리터에는 전체 "백색" 세포의 1~5%가 포함되어 있습니다. 호산구의 핵은 보통 두 개, 또는 드물게는 세 개의 세포로 구성되어 있으며, 얇은 다리로 연결되어 있습니다. 호산구에는 띠 모양과 유년형도 있습니다. 호산구의 세포질에는 두 가지 유형의 과립이 있습니다. 가수분해 효소를 함유하는 0.1~0.5μm 크기의 작은 과립과, 과산화효소, 산성 인산분해효소, 히스타민분해효소 등을 함유하는 0.5~1.5μm 크기의 큰 과립(특이적 과립)이 있습니다. 호산구는 호중구보다 이동성이 낮지만, 혈액을 떠나 염증 부위로 이동합니다. 호산구는 혈액에 들어가 3~8시간 동안 머물러 있습니다. 호산구의 수는 글루코코르티코이드 호르몬 분비 수준에 따라 달라집니다. 호산구는 히스타민분해효소를 통해 히스타민을 불활성화하고, 비만세포의 히스타민 방출을 억제할 수 있습니다.

혈액으로 유입되는 호염기구는 직경이 9µm입니다. 이 세포의 수는 0.5~1%입니다. 호염기구의 핵은 엽상 또는 구형입니다. 세포질에는 헤파린, 히스타민, 산성 인산분해효소, 과산화효소, 세로토닌을 함유하는 0.5~1.2µm 크기의 과립이 있습니다. 호염기구는 헤파린과 히스타민의 대사에 관여하고, 모세혈관의 투과성에 영향을 미치며, 혈액의 점성을 높입니다.

비과립성 백혈구 또는 무과립성 백혈구에는 단핵구와 백혈구가 포함됩니다. 단핵구는 혈액으로 유입되어 혈액 내 백혈구와 림프구 총 수의 6~8%를 차지합니다. 단핵구의 직경은 9~12µm(혈액 도말 표본에서는 18~20µm)입니다. 단핵구의 핵 모양은 콩알 모양부터 엽상까지 다양합니다. 세포질은 약호염기성을 띠고 있으며, 작은 리소좀과 음세포성 소포를 포함하고 있습니다. 골수 줄기세포에서 유래한 단핵구는 소위 단핵식세포계(MPS)에 속합니다. 단핵구는 혈액으로 유입되어 36~104시간 동안 순환한 후 조직으로 이동하여 대식세포로 변합니다.

혈액으로 유입되는 혈소판은 직경 2~3μm의 무색 원형 또는 방추형 판입니다. 혈소판은 골수의 거대 세포인 거핵세포에서 분리되어 형성됩니다. 혈액(1L)에는 200~109개에서 300~109개의 혈소판이 들어 있습니다. 각 혈소판은 히알로머(hyalomer)와 약 0.2μm 크기의 입자 형태로 위치한 과립(granulomere)을 가지고 있습니다. 히알로머는 얇은 필라멘트를 포함하고 있으며, 과립 입자에는 미토콘드리아와 글리코겐 과립이 축적됩니다. 혈소판은 분해되고 서로 달라붙는 능력으로 인해 혈액의 점성을 높입니다. 혈소판의 수명은 5~8일입니다.

혈액에는 면역 체계의 구성 요소인 림프구도 포함되어 있습니다. 그러나 과학 및 교육 문헌에서는 여전히 이 세포들을 비과립 백혈구로 분류하는데, 이는 명백히 잘못된 것입니다.

혈액에는 많은 수의 림프구(1 mm3당 1000-4000개)가 들어 있으며, 림프에서 우세하고 면역을 담당합니다. 성인의 체내에서는 그 수가 6-1012개에 이릅니다. 대부분의 림프구는 끊임없이 순환하고 혈액과 조직으로 들어가 신체의 면역 방어 기능을 수행하는 데 도움이 됩니다. 모든 림프구는 구형이지만 크기가 서로 다릅니다. 대부분 림프구의 직경은 약 8μm(소림프구)입니다. 약 10%의 세포는 직경이 약 12μm(중간 림프구)입니다. 면역 체계의 기관에는 직경이 약 18μm인 큰 림프구(림프모세포)도 있습니다. 후자는 일반적으로 순환하는 혈액으로 들어가지 않습니다. 이들은 면역 체계의 기관에서 발견되는 젊은 세포입니다. 림프구의 세포막은 짧은 미세융모를 형성합니다. 주로 응축된 염색질로 채워진 둥근 핵이 세포의 대부분을 차지합니다. 호염기구성 세포질의 좁은 테두리에는 많은 자유 리보솜이 있으며, 세포의 10%는 소수의 호염기구성 과립인 리소좀을 포함합니다. 과립 소포체와 미토콘드리아 구성 요소의 수는 적고, 골지체는 잘 발달되지 않았으며, 중심소체는 작습니다.

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