[Clinical Neuroscience] 혈액 생리 (Blood) (2)

적혈구 (erythrocyte, red blood cell)

 

정상 적혈구의 모양

 

적혈구의 모양과 크기는 동물에 따라 다르나 보통 직경이 7.5~8 ㎛이고, 두께가 2~2.5 ㎛인 원판형이며, 핵이 없고 양쪽 가운데가 움푹 들어간 모양 (biconcave disc)을 하고 있다. 이와 같은 적혈구는 평균 수명이 약 120일밖에 되지 않으므로 체내에서는 전 혈액의 1/120이 매일 생성 및 파괴되고 있는 것이다. 적혈구의 내용물 중 가장 많은 것은 단백질의 일종인 혈색소로서 이것은 산소와 이산화탄소의 운반 및 산-염기 평형에 중요한 역할을 맡고 있다. 

 

적혈구의 수는 남자는 혈액 ㎜3당 460~620만 개, 여자는 420~540만 개, 그리고 어린이는 380~540만 개, 태어난 유아는 480~710만 개이다.

 

Genesis of red blood cells and characteristics of RBCs in different types of anemia

 

Erythropoietin

 

Erythropoietin의 기능

 

적혈구 생성을 촉진하는 호르몬으로 erythropoietin이 있는데 분자량이 34,000인 glycoprotein이다. 저산소증 (hypoxia)은 erythropoietin의 생성을 증가시키고 erythropoietin은 저산소증이 치유될 때까지 적혈구의 생성을 증가시킨다. 정상인의 경우 erythropoietin의 80~90%가 신장 (kidney)에서 만들어지고 나머지 10~20%는 주로 간 (liver)에서 합성된다.

 

산소 분압이 낮은 환경에 노출 시 erythropoietin은 수분 내지 수시간 내에 형성되기 시작하여 24시간 내에 최대 생성을 하게 되지만, 새로운 적혈구가 말초 혈액에 나타나기까지는 5일 이상이 소요된다. Erythropoietin의 가장 중요한 작용은 골수의 hemopoietic stem cell로부터 proerythroblast로의 생성을 촉진하는 것이며, 또한 proerythroblast가 생성되면 정상보다 성숙 속도를 빠르게 하여 새로운 적혈구가 빨리 만들어지게 하는 것이다.

 

혈색소 (hemoglobin)

 

척추동물의 혈색소는 주로 hemoglobin이고 분자량이 68,000인 단백질이며 heme-globin 단위가 4개로 이루어져 있다. Globin은 α와 β형으로 구분되는데 이 globin을 구성하고 있는 amino acid들의 배열에 따라 hemoglobin을 여러 형으로 나눈다.

 

정상인의 혈색소는 hemoglobin A라고 하며 141개의 amino acid로 구성된 α chain과 146개의 amino acid로 구성된 β chain이 있다.

 

겸상 적혈구 (sickle cell)

 

이상 혈색소의 하나인 hemoglobin S는 정상 Hb의 β chain에 있는 여섯 번째 amino acid인 glutamic acid 대신 valine이 대체된 것으로 저산소 상태에서 겸상 (sickle cell)을 이루며 쉽게 파괴되어 빈혈을 일으키는 흑인에게 많은 유전성 변형 적혈구의 혈색소이다.

 

태아 (fetus)에서는 β chain 대신 amino acid의 수는 같으나 배열이 아주 다른 г chain으로 되어 있는데 이를 Hb F라고 한다. 이것은 나중에 β chain으로 탈바꿈한다.

 

적혈구가 산소를 이동시키는 기능은 heme 분자에 있는데 heme 분자 중의 Fe2+에 O2가 결합하여 oxyhemoglobin이 되고 조직에서는 O2를 유리시켜 reduced hemoglobin (deoxyhemoglobin)이 된다. 특히, CO poisoning이 위험한 것은 CO가 Hb와 결합할 수 있는 능력이 O2보다 약 208배 크기 때문에 저농도의 CO 환경에서도 쉽게 CO-Hb을 형성하므로 O2를 운반할 수 있는 능력이 격감하기 때문이다. Hb AIC는 β chain의 terminal valine에 glucose가 부착된 것으로, 혈당치가 급격히 증가하면 일부의 Hb이 비효소적으로 Hb AIC로 glycosylation 된다. 잘 조절되지 않은 당뇨 (diabetes mellitus) 환자의 혈액에서는 Hb AIC가 급격히 증가한다.

 

Synthesis of hemoglobin

Hemoglobin의 구조

Hemoglobin chain의 형성