혈구
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1. 개요
혈구는 혈액을 구성하는 세포 성분으로, 적혈구, 백혈구, 혈소판으로 나뉜다. 적혈구는 산소 운반, 백혈구는 면역 작용, 혈소판은 혈액 응고에 기여한다. 전혈구 검사(CBC)는 혈액 내 세포 정보를 제공하는 기본적인 검사이며, 혈구의 발견과 연구는 혈액학 분야의 발전을 이끌었다. 혈구 관련 질환으로는 빈혈, 백혈구 감소증, 혈소판 감소증 등이 있다.
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- 1658년 과학 - 적혈구
적혈구는 핵이 없는 원반 모양의 혈액 세포로, 헤모글로빈을 통해 산소와 이산화탄소를 운반하며, 가스 교환 능력과 형태, 세포막 구조, 헤모글로빈으로 인해 빈혈과 같은 질병과 관련되어 임상적으로 중요하다. - 혈액 세포 - 호산구
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| 혈구 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 혈액 세포 |
| 전구체 | 조혈모세포 |
2. 혈액의 구성 성분
혈액은 적혈구, 백혈구, 혈소판과 같은 다양한 혈구 세포들로 구성되어 있다.
적혈구는 헤모글로빈을 통해 산소를 운반하고 이산화 탄소를 제거하는 역할을 하며, 혈액 세포 중 가장 많은 수를 차지한다. 백혈구는 면역 체계를 구성하는 세포로서 감염과 외부 물질로부터 신체를 보호한다. 혈소판은 혈액 응고에 필수적인 역할을 수행한다.
| 구성 성분 | 주요 기능 | 추가 설명 |
|---|---|---|
| 적혈구 | 산소 운반, 이산화 탄소 제거 | 헤모글로빈 함유, 혈액 세포 중 가장 많음 |
| 백혈구 | 면역 체계 담당, 감염 및 외부 물질 방어 | 과립구, 무과립구로 구분 |
| 혈소판 | 혈액 응고 | 거핵세포에서 생성, 다양한 성장 인자 방출 |
각 혈구 세포에 대한 자세한 내용은 하위 문단을 참조하면 된다.
2. 1. 혈구
혈구는 적혈구, 백혈구, 혈소판으로 구성되어 있다.
적혈구는 헤모글로빈을 사용하여 산소를 운반하고 이산화 탄소를 수집하며, 혈액에서 가장 풍부한 세포이다. 백혈구는 면역 체계의 세포로, 감염성 질환과 이물질로부터 신체를 방어하는 역할을 한다. 혈소판은 혈액 응고에 중요한 역할을 한다.
2. 1. 1. 적혈구
적혈구는 가운데 부분이 약간 들어간 원판형의 무핵 세포이다. 발생 초기에는 핵을 갖고 있지만 도중에 없어진다. 크기는 혈장 속에서 지름 약 8.5um, 두께가 약 2.4um이고, 혈액 1mm3 속에 여성은 약 450만 개, 남성은 약 540만 개 정도 들어 있다.헤모글로빈(혈색소)이라는 색소를 갖고 있기 때문에 붉은색을 띤다. 적혈구를 건조시켜 그 조성을 관찰해 보면 95%가 헤모글로빈이고 나머지는 세포질과 효소로 되어 있다. 헤모글로빈은 철을 함유한 헴이라는 색소가 글로빈이라는 단백질과 결합된 복합 단백질로, 헴과 글로빈의 비율은 4:96 정도이다.
대부분의 산소는 적혈구가 운반하고, 이산화탄소도 40% 이상을 적혈구가 운반하는데, 이들은 모두 헴이 철이 있는 위치에 결합하여 운반된다고 한다. 1분자의 헤모글로빈은 철 원자 4개를 함유하고, 분자량은 68.000이다. 철 원자 1개는 산소 분자 1개와 결합할 수 있기 때문에 1분자의 헤모글로빈은 4분자의 산소를 운반할 수 있게 된다.
적혈구는 헤모글로빈을 사용하여 산소를 운반하고 이산화 탄소를 수집한다.[2] 헤모글로빈은 적혈구에 색을 부여하고 폐에서 조직으로 산소를, 조직에서 폐로 이산화 탄소를 운반하여 내뱉도록 돕는 철 함유 단백질이다.[3] 적혈구는 혈액에서 가장 풍부한 세포로, 혈액 부피의 약 40-45%를 차지한다. 적혈구는 둥글고 양쪽이 오목하며 원반 모양이고 변형이 가능하여 좁은 모세 혈관을 통과할 수 있다. 핵을 가지고 있지 않다. 적혈구는 다른 대부분의 인간 세포보다 훨씬 작다.
적혈구는 조혈모세포로부터 적혈구 생성이라고 알려진 과정을 통해 적색 골수에서 형성된다. 성인의 경우, 매초 약 240만 개의 적혈구가 생성된다. 정상적인 적혈구 수는 입방 밀리미터당 450만에서 500만 개이다. 적혈구의 수명은 약 100-120일이다. 수명이 다하면 비장에 의해 혈류에서 제거된다.
성숙한 적혈구는 핵이 없다는 점에서 인체 세포 중 독특하다(비록 적혈구모세포는 핵을 가지고 있지만).
적혈구가 너무 적은 상태를 빈혈이라고 하며, 너무 많은 상태를 적혈구 증가증이라고 한다.
적혈구 침강 속도(ESR)는 항응고제를 첨가한 후 수직 기둥에 놓았을 때 적혈구가 바닥으로 가라앉는 속도이다. ESR의 정상 범위는 다음과 같다.
| 성별 | ESR 정상 범위 |
|---|---|
| 남성 | 시간당 3~5mm |
| 여성 | 시간당 4~7mm |
2. 1. 2. 백혈구
백혈구는 면역 체계의 세포로, 감염성 질환과 이물질로부터 신체를 방어하는 데 관여한다. 골수의 조혈모세포에서 생성되며 혈액 및 림프계를 포함하여 신체 전체에서 발견된다. 인간 면역 체계에서 특정 역할을 하는 다양한 유형의 백혈구가 있으며, 혈액량의 약 1%를 차지한다.[4]
핵을 갖고 있으며, 활발한 대사와 운동성이 있는 세포로, 식작용을 한다. 여러 종류로 구별되는데, 이는 각각 다른 기능을 담당하고 있다고 추정할 수 있다. 백혈구의 비율은 건강할 때는 거의 일정하지만, 체내에 이상이 있으면 이상이 있는 종류에 따라 비율이 다양하게 변화한다.
몸속에 세균이 침입하거나 조직이 파괴되면 백혈구는 모세혈관의 내피 세포 틈에서 빠져나와 아메바 운동에 의해 환부에 모여 침입물이나 파괴된 잔해를 식작용으로 세포 내로 들여와 효소로 소화한다. 그러나 세균 등을 포식했을 때 그 독이 강하면 반대로 백혈구가 죽고 융해되어 고름이 된다. 이 고름 또한 백혈구에 의해 처리된다.
백혈구는 세포질에 과립 유무에 따라 과립구와 무과립구로 나뉜다. 과립구에는 호염기구, 호산구, 호중구, 비만 세포가 포함된다. 무과립구에는 림프구와 단핵구가 포함된다.
백혈구가 너무 적은 상태를 백혈구 감소증, 너무 많은 상태를 백혈구 증가증이라고 한다. 특정 유형의 백혈구 부족 또는 과잉에 대한 개별 용어가 있다. 순환하는 백혈구 수는 일반적으로 감염 발생 시 증가한다.[5] 많은 혈액암은 백혈구의 부적절한 생성에 기초한다.
2. 1. 3. 혈소판
골수 안에 있는 거핵 세포의 세포질 일부가 찢어져 혈액 속에 나온 것이 혈소판이다. 따라서 핵은 없으며, 크기는 2µm~4µm이다. 혈액 1mm3 속에 25~50만 개 정도 있다고 하는데 변동이 많다.[6] 혈소판은 혈액 응고에 중요한 역할을 한다. 거핵세포의 분열로 생성되며, 평균 수명은 보통 5~9일 정도이다. 혈소판은 성장 인자의 자연적인 공급원이며, 포유류의 혈액에서 순환하며 지혈 과정에 관여하여 혈전 형성을 유도한다. 이러한 혈전을 형성하기 위해 실 모양의 섬유를 방출한다.혈소판의 정상 범위는 입방 밀리미터당 150,000~450,000개이다. 혈소판 수가 너무 적으면 과다 출혈이 발생할 수 있다. 그러나 혈소판 수가 너무 많으면 혈전이 형성되어 뇌졸중, 심근 경색, 폐색전증과 같은 사건이나 팔다리와 같은 신체의 다른 부분으로 가는 혈관의 막힘을 초래할 수 있다. 혈소판의 이상 또는 질환을 혈소판병증이라고 하며, 혈소판 감소증(혈소판 수 감소), 혈소판 기능 감소(혈소판 무력증), 혈소판 증가증(혈소판 수 증가)이 있을 수 있다. 헤파린 유도성 혈소판 감소증(HIT) 또는 혈전성 혈소판 감소성 자반병(TTP)과 같이 혈소판 수를 감소시키는 질환은 일반적으로 출혈 대신 혈전 또는 응고를 유발한다.
혈소판은 강력한 화학 주성 인자인 혈소판 유래 성장 인자(PDGF)와 세포 외 기질 침착을 자극하는 TGF 베타를 포함한 다수의 성장 인자를 방출한다. 이 두 가지 성장 인자는 결합 조직의 복구 및 재생에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 혈소판에 의해 생성되는 기타 치유 관련 성장 인자에는 염기성 섬유아세포 성장 인자(bFGF), 인슐린 유사 성장 인자 1(IGF-1), 혈소판 유래 표피 성장 인자, 혈관 내피 성장 인자(VEGF)가 있다. 혈소판 풍부 혈장(PRP)을 통해 이러한 인자를 국소적으로 고농도로 적용하는 것은 수십 년 동안 상처 치유의 보조 요법으로 사용되어 왔다.
3. 혈액 검사
전혈구 검사(CBC)는 의사나 다른 의료 전문가가 환자의 혈액 속 세포에 대한 정보를 얻기 위해 요청하는 검사이다. 과거에는 환자의 혈액 샘플을 슬라이드에 묻혀 현미경으로 관찰하여 혈구 수를 수동으로 측정했다. 오늘날 이 과정은 자동 분석기를 사용하여 자동화되었으며, 약 10~20%의 샘플만 수동으로 검사한다. 비정상적으로 높거나 낮은 혈구 수치는 여러 질병의 존재를 나타낼 수 있으므로, 혈구 검사는 환자의 전반적인 건강 상태를 파악하는 데 유용하며 의학에서 가장 흔하게 시행되는 혈액 검사 중 하나이다.[5]
4. 혈액 관련 역사
1658년, 네덜란드 자연학자 얀 스암메르담은 현미경으로 적혈구를 처음 관찰했으며, 1695년에는 네덜란드 출신의 현미경학자 안토니 판 레이우엔훅이 "적색 소체"라고 불리는 세포의 그림을 처음으로 그렸다.[1] 1842년, 프랑스 의사 알프레드 도네가 혈소판을 발견했다.[1] 이듬해에는 프랑스 의학 교수 가브리엘 앙드랄과 영국 의사 윌리엄 애디슨이 백혈구를 처음으로 동시에 관찰했다.[1] 두 사람은 적혈구와 백혈구 모두 질병에 의해 변화한다고 믿었다.[1] 이러한 발견으로 새로운 의학 분야인 혈액학이 확립되었다.[1] 조직과 세포를 염색하는 시약이 있었음에도 불구하고, 파울 에를리히가 혈액 도말 염색 기법과 혈구 감별 계수법을 발표한 1879년까지 혈구 형태에 대한 지식은 거의 발전하지 못했다.[1]
5. 혈액 관련 질환
혈액과 관련된 질환은 다음과 같다.
| 질환 | 설명 |
|---|---|
| 빈혈 | 적혈구가 너무 적은 상태이다.[2] |
| 적혈구 증가증 | 적혈구가 너무 많은 상태이다.[2] |
| 적혈구 침강 속도(ESR) | 항응고제를 첨가한 후 수직 기둥에 놓았을 때 적혈구가 바닥으로 가라앉는 속도이다. ESR의 정상 범위는 남성의 경우 시간당 3~5mm, 여성의 경우 시간당 4~7mm이다. |
| 백혈구 감소증 | 백혈구가 너무 적은 상태이다.[4] |
| 백혈구 증가증 | 백혈구가 너무 많은 상태이다.[4] |
| 혈액암 | 백혈구의 부적절한 생성에 기반한다.[5] |
| 혈소판 감소증 | 혈소판 수가 감소한 상태이다.[6] |
| 혈소판 무력증 | 혈소판 기능이 감소한 상태이다. |
| 혈소판 증가증 | 혈소판 수가 증가한 상태이다.[6] |
| 헤파린 유도성 혈소판 감소증(HIT) | 혈소판 수를 감소시키는 질환이지만, 출혈 대신 혈전 또는 응고를 유발한다. |
| 혈전성 혈소판 감소성 자반병(TTP) | 혈소판 수를 감소시키는 질환이지만, 출혈 대신 혈전 또는 응고를 유발한다. |
| 혈소판 수 부족 | 과다 출혈이 발생할 수 있다. |
| 혈소판 과다 | 혈전이 형성되어 뇌졸중, 심근 경색, 폐색전증과 같은 사건이나 팔다리와 같은 신체의 다른 부분으로 가는 혈관의 막힘을 초래할 수 있다.[6] |
참조
[1]
서적
Human Biology and Health
https://archive.org/[...]
Prentice Hall
[2]
서적
Medical Physiology
Elsevier
2017
[3]
웹사이트
Blood cells
https://basicbiology[...]
2015
[4]
서적
Molecular Biology of the Cell
Garland Science
2002
[5]
서적
Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease
Saunders/Elsevier
2010
[6]
간행물
Stability of hematologic parameters in healthy subjects. Intraindividual versus interindividual variation
1988-09
[7]
간행물
A Note from History: The Discovery of Blood Cells
2003
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