[Clinical Neuroscience] 혈액 생리 (Blood) (1)

혈액의 기능 (Function of blood)

 

① 소화관에서 흡수된 영양분, 전해질, 수분 및 폐에서 섭취한 산소를 말초조직으로 운반하며, 대사과정에서 생성된 노폐물 및 이산화탄소를 신장과 폐로 운반하는 기능 ② 따뜻한 혈액을 피부로 운반해 체표면을 통해 열을 발산하게 함으로써 체온을 유지하는 기능 ③ 내분비기관에서 분비된 호르몬을 표적 장기 (target organ)로 운반하는 기능 ④ 탄산 완충계, 인산 완충계 및 단백 완충계 등에 의한 산-염기 균형 조절기능 ⑤ 백혈구에 의한 신체방어기능 ⑥ 혈소판 및 혈액응고 인자의 지혈 기능 등

 

혈액의 조성 (Composition of blood)

 

혈액의 조성

 

혈액량은 체중의 약 8%로 체중이 60kg인 사람의 혈액량은 약 5L가 된다. 혈액의 점성은 물의 3~4배가 되고 혈장의 점성은 약 2배가 된다. 혈액의 pH는 7.4 (7.37~7.43)이며 비중은 1.050~1.060이다.

 

혈액은 적혈구 (erythrocyte, red blood cell), 백혈구 (leukocyte, white blood cell), 그리고 혈소판 (thrombocyte, platelet) 등의 세포성분 (cellular component)과 액체성분인 혈장 (plasma)으로 구성되어 있다. 세포성분의 대부분은 적혈구가 차지하고 있으며 혈액량의 45%에 해당되며 혈장은 55%를 차지한다. 전체 혈액에 대한 적혈구의 용적의 비율을 hematocrit (Hct)라 한다. Hct는 어린이에서는 34~41% (38%), 성인 남자는 40~54% (47%), 성인 여자는 38~47% (42%)가 된다.

 

원심 분리된 혈액

 

혈액의 조성 (Composition of blood)

 

혈액 세포의 생성은 생체의 발육 과정에 따라 두 가지 단계로 나누어 생각할 수 있는데 그 하나는 embryo와 fetus 등 출생 전의 태아시 혈액 생성 (intrauterine blood formation)이고, 다른 하나는 출생 후에 있어서의 혈액 생성 (extrauterine blood formation)을 들 수 있다.

 

태아시의 혈액 생성은 다시 megaloblastic phase, hepatic phase 및 myeloid phase 등으로 나누어질 수 있는데 megaloblastic phase란 사람에 있어서 수정 후 2개월 동안에 해당 되며 혈액 생성 기관이 따로 정해진 곳이 없이 embryo의 외측, 즉 yolk sac에서 일어나는 원시적 (primitive) 혈구 생성을 말한다. Hepatic phase는 수정 후 4개월에서 최고에 도달하는 phase로서 7개월까지 이곳에서 조혈 기능을 담당하며 비장 (spleen), 흉선 (thymus) 및 림프절 (lymph nodes) 등에서 erythrocytes, granular leukocytes, megakaryocytes, lymphocytes 등으로 세분화된 혈구를 생성하는 시기이다. 수정 후 5개월부터는 myeloid phase가 시작되며, 이 phase 전에는 간에서 적혈구를, 골수 (bone marrow)에서 백혈구를 생성하지만 이 phase가 조금 경과된 7개월부터는 주로 골수에서 혈구를 생성한다.

 

출생 후의 혈구생성 기관으로는 골수와 같은 골수성 조직 (myeloid tissue)과 림프 조직 (lymphocyte 형성) 등을 들 수 있다. 생후 15일까지는 아직도 간이나 비장 등에서 적혈구나 백혈구를 생성하지만 출생 직후 골수 모두가 적색 골수 (red bone marrow)의 기능을 갖게 되며 보통 2~3세까지 계속된다. 그 후부터는 적색 골수는 비활성인 황색 골수 (yellow bone marrow)로 점차 대치된다. 그러나 갑자기 출혈이 있든지 기타 질병으로 긴급을 요할 경우에는 간, 비장, 신장, 흉선, 림프절 및 후복막 지방 조직 (retroperitoneal adipose tissue) 등에서도 혈구를 생성한다. 특히 성인도 골수가 파괴된다든지 기타 질병으로 골수가 섬유소화되어 혈구를 생성하지 못하면 골수외 혈구 생성 (extramedullary hematopoiesis)이 일어난다.

 

그러나 혈구의 대부분은 전반적으로 흉골 (sternum), 척추 (vertebrae), 늑골 (ribs) 및 장골 (ilium) 등의 골수에서 생성된 간세포 (stem cell)로부터 분화된 것이다.

 

연령에 따른 조혈 부위

 

Stem cell 분화가 일어나면 committed stem cell (hemocytoblast)이 되는데, 이 committed stem cell은 stem cell과는 달리 어느 한 종류의 혈구로만 분화가 일어난다. Erythrocyte로 분화되는 과정에서 조직학적으로 처음 확인할 수 있는 세포가 proerythroblast인데 이때부터 혈색소 (hemoglobin, Hb)가 생성되기 시작한다. 이 세포는 핵이 점차 작아지고 Hb이 증가하면서 normoblast로 분화된다. Normoblast에서도 Hb은 계속 생성되어 세포용적의 34%까지 증가하며 핵은 계속 작아지다가 세포 밖으로 방출되어 reticulocyte가 된다. 한편 분화가 진행됨에 따라 Hb을 생성하는 endoplasmic reticulum 및 ribosome이 남아있기 때문에 혈액으로 나온 다음에도 1~2일 동안 Hb은 약간 더 증가하게 된다. Reticulocyte에서 endoplasmic reticulum이 완전히 사라지면 erythrocyte가 된다.

 

각 세포의 분화 과정

Formation of the multiple different blood cells from the original pluripotent hematopoietic stem cell in the bone marrow