해부생리학 다가서기 7. 혈액과 체액

해부생리학 다가서기 7. 혈액과 체액 1. 체액(Body fluid) 1) 구성 * 혈장(blood plasma), 림프(lymph) * 체중의 약 2/3(60%) * 유기질(organic substance), 무기질(inorganic substance) (1) 세포내액(Intracellular fluid, ICF) ① 체중의 약 40% ② 구성 : 전해질, 포도당, 당원질, 지질, 아미노산, 산소, 이산화탄소 ③ 기능 : 수분평형조절, 능동적 운반, 삼투작용, 산·염기평형 (2) 세포외액(Extracellular fluid, ECF) ① 체중의 약 20% ② 전해질 농도차의 기능 : 세포막 투과성 차이와 능동적 운반기전이 원인. 근육, 신경 세포막 내외의 막전위 발생 (3) 세포 내외액의 이동(Transport of intra-extracellular fluid) 세포외액은 간질액(15% interstitial fluid, ISF: tissue fluid)과 혈액(5% blood)으로 구성 (4) 모세혈관에서 액체이동(Blood capilary) : 모세혈관벽의 구멍(pore)으로 이동 2) 기능 ① 세포가 기능을 다하도록 화학적,물리적 성질을 항상 일정하게 조절하는 항상성 역할 ② 세포의 형태 유지, 구성원(생리) ③ 물질의 용해, 용매(화학) ④ 삼투압, 영양흡수, 체액의 순환, 체온조절 ⑤ 배설, 물질운반 3) 체액의 평형 (1) 일일 수분 평균 섭취량 : 2.5 L (2) 섭취 ① 음료수 : 1∼1.2L ② 음식물 : 1∼0.6L ③ 영양물질의 산화 : 0.3∼0.5L (3) 배설 ① 소변 : 1.5L ② 대변 : 0.1∼0.15L ③ 땀 : 0.5L ④ 호흡 : 0.3∼0.4L 4) 탈수(Dehydration) (1) 원인 실혈(hemorrhage), 요붕증(insipidus), 구토(vomiting), 설사(diarrhea), 땀의 배설 (2) 증상 ① 체중감소 ② 산증(acidosis, 산-염기 평형장애) ③ 체온증가, 박동증가 ④ 심박출량 감소 ⑤ 피부건조 ⑥ 눈이 들어감(sunken appearance) ⑦ 허탈(collapse) * 10% 이상 감소시는 신체 기능장애, 순환장애, 세포의 위축 5) 수분공급 과잉 소변 증가, 설사, 혈액수분증가(수혈증; hydremia), 세포기능장애 6) 부종(Edema) 세포외액이 비정상적으로 다량 축적 (1) 원인 ① 조직압 상승- 모세혈관내 액압 상승, 신장병-혈액증가 ② 혈장단백질 감소-신장병(단백질 손실), 영양부족(단백질 합성 저하) ③ 혈장교질삼투압 감소 - 동맥단(조직액 증가), 정맥단(조직액 감소) ④ 모세혈관의 투과성 증가 : 벌독, 독성물로 인해 혈장단백질이 조직내로 이동, 조직의 교질삼투압 증가, 조직내 액체 증가 ⑤ 림프관의 폐쇄 : 조직의 소량 단백질이 림프를 통해 회수되는 회수순환장애, 조직의 교질삼투압 증가, 조직내 액체 증가 ⑥ 필라리아시스(filariasis) : 열대 풍토병, 림프관 폐쇄, 상피병(elephantiasis) 유발 (2) 증상 ① 체온 감소 ② 구토 ③ 경련 ④ 심각- 혼수상태(coma), 물 중독(water intoxication), 죽음 2. 혈액(Blood) 1) 혈액의 일반적인 기능 ① 가스교환(적혈구) ② 흡수 및 운반작용(혈장) ③ 배설작용(혈장) ④ 호르몬 운반작용(혈장) ⑤ 수분조절작용(혈장) ⑥ 삼투압조절 및 이온평형(적혈구, 혈장) ⑦ 체온조절 ⑧ 산-염기 조절 ⑨ 혈압유지 ⑩ 면역작용, 식균작용(백혈구) ※ 조혈작용(hemopoiesis) a. 출생전 : ⓐ 5개월 이전 : 비장, 간 ⓑ 5개월 이후 : 골수, 림프계 b. 출생후 : 적골수, 림프계 2) 혈액의 조성 및 특성 ① 물(80%), 단백질(18%), 다른 용질(2%) ② 혈액의 비중(gravity) : 1.055 - 1.065 ③ 혈구의 용적 : 헤마토크리트(hematocrit; Hct_ - 정상 (약 45%) ④ 점성(viscosity) : 물의 3-4배, pH : 7.4 ⑤ 혈액량 : 체중의 8%(1/13)(60kg/ 5L) ⑥ 혈당량 : 80-100mg/이(mg%) ⑦ 혈색소(hemoglobin) : 남 16g/dl , 여 14g/dl (1 dl = 100 ml) ⑧ 혈장단백 : 7g/100ml 3. 혈액의 구성 혈구(cell) : 적혈구, 백혈구, 혈소판 혈장(plasma) : 섬유소원, 혈청 1) 유형성분 (1) 적혈구(Erythrocyte) : 산소운반색소(hemoglobin), 비중(1.091-1.093) (2) 백혈구(Leucocyte) ① 호산구(eosinophil) ② 호염기구(basophil) ③ 호중구(neutrophil) ④ 단구(monocyte) ⑤ 림프구(lymphocyte) (3) 혈소판(Platelet) ① 세로토닌(serotonin) ② 에피네프린(epinephrin) ③ 히스타민(histamin) 2) 액체성분(수분 : 92%, 혈청단백질, 섬유소원) (1) 혈장(Plasma) ① 비중(1.022-1.029) ② 알부민(albumin) : 영양소 운반, 혈액 점도유지, 체액균형 ③ 글로불린(globulin) : 면역 ④ 피브리노겐(fibrinogen) : 혈액응고 ⑤ 콜레스테롤(cholesterol) : 지질 ⑥ 전해질(Na, K 등) : 체액평형 ⑦ 효소(enzyme) ⑧ 비타민(vitamin) ⑨ 물, etc (2) 혈청(serum) : 혈장(plasma)- 피브리노겐 (3) 혈액량 측정법 : 직접법, 간접법 4) 적혈구(Red blood cell, RBC; erythrocyte) (1) 형태 및 수 ① 핵은 없고, 오목한 도넛 모양 ② 직경 : 7,2㎛, 중앙 : 1㎛, 주위 : 2.2㎛ ③ 표면적 : 120㎛2, 부피 : 86㎛3, 총 합계는 체표면적의 1,500배 ④ 적혈구수 : 남 500만/㎣, 여 450만/㎣, 유아 650만/㎣ (2) 구조와 기능 ① 글로빈(globin 단백질) + gpa(heme; 색소화합물) ② 4분자의 O2와 결합 ③ 산소해리곡선 : 산소분압의 변화에 따라 ④ 헤모글로빈(hemoglobin)량 : 15㎎/100㎖, 1g 의 hemoglobin은 1.34㎖의 O2와 결합 (3) 적혈구의 조혈(RBC formation, erythropoiesis) ① 장소 : 척주, 늑골, 흉골, 골반, 상완골, 대퇴골 등 ② 분화 : 골수의 망상세포 → 혈구아(모)세포 → 적혈구아세포 → 다염성 적아세포 → 정상아세포 → 세망아세포구 → 적혈구 ③ 정상혈액 : 세망아세포구(0.5∼1.3%) ④ 조혈인자 : 철, 비타민B12, 엽산(folic acid), 피리독신(B6), 리보플라빈(B2) a) 철 : 페리틴(ferritin)의 형태로 간장, 비장, 뼈 속에 저장 b) 혈장내 철의 농도 : 100㎍/100㎖ ⑤ 연령별 조혈기관 a) 태아시기 : 혈도(blood island) 중배엽성 세포집단 b) 임신말기까지 : 간장, 비장 c) 유아-20세 : 모든 뼈, 특히 장골의 골수 d) 20세-60세 이후 : 흉골, 늑골, 척주골 (4) 적혈구 조혈의 조절과 파괴 ① 적혈구 조혈인자(erythropoietin, hemopoietin) ② 신장(90%), 간(10%) 생성 ③ 골수의 망상세포 자극 ④ 적혈구의 수명 : 120일 ⑤ 식균작용으로 파괴 : heme + globin (heme = Fe + bilirubin으로 분해) ⑥ 일일 교체량 : (25×1012)/120 = 21 ×1010, 0.85% (5) 용혈(Hemolysis) 및 빈혈(Anemia) 5) 백혈구(White blood cell, WBC; leukocyte) (1) 크기와 모양 ① 핵 존재 ② 평균 7,400개(5,000-10,000개/1㎣) ③ 과립백혈구 : 호중구(neutrophil), 호산구(eosinophil), 호염기구(basophil) ④ 무과립백혈구 : 림프구(lymphocyte), 단핵구(monocyte) (2) 기능 및 수명 ① 식작용 ② 아메바 운동성 : 누출작용(diapedesis) → 모세혈관 탈출 ③ 추화성(chemotaxis) : 이물질 또는 세균주변으로 이동(migrate) ④ 수명 : 수 시간, 수 개월 및 수 년 (3) 과립백혈구 : 골수의 골수아구(myeloblast)에서 분화 ① 호중구 a) 총 백혈구의 50-80% b) 급성염증의 방어기전(opsonin, tropin, agglutinin 분비) c) 추화성으로 탐식능력이 매우 큼(음세포작용; pinocytosis) d) 백혈구, 파괴된 세균의 잔해, 혈액 → 고름(pus) 형성 ② 호산구 a) 총 백혈구의 1-3% b) 식균작용이 약함 c) 알러지 반응(allergic reaction) ③ 호염기구 a) 1% 이하 b) 핵은 크고 S자형 c) 응고제인 헤파린 함유 d) 염증부위의 치유촉진 e) 감염부위에서 모세혈관 확장제(histamin)를 방출 (4) 무과립구 ① 림프구 a) 림프절, 비장, 편도선 및 소화관, 비뇨생식관, 호흡기관의 점막에 분포 b) 20-45% c) 여러 가지 항체를 보유하며 면역반응에 중요 d) 혈장내 globulin을 분비 ② 단핵구 a) 림프절 및 비장, 림프구 자체의 분열 b) 2-10% c) 식균작용이 가장 큰 백혈구(결핵, 만성염증시 중요) d) proteolytic enzyme 보유 e) 거대 식세포(macrophagocyte)로 작용 (5) 백혈구 감소 및 증다증 ① 백혈구 감소증 a) 화학물질과 X-ray 또는 약물의 자극 b) streptococci, pneumococci 감염 ② 백혈구 과다증 : 일반적인 감염으로 백혈구의 증식이 활발해짐 ③ 백혈병(leukemia) a) 골수와 림프조직에서 악성화된 백혈구가 무한정 늘어나 이들 조혈기관을 못쓰게 만들어버려 정상 백혈구는 물론 적혈구와 혈소판, 림프구까지 만들어내지 못하게 하는 일종의 혈액 암 b) 원인 : 방사선 조사, 유기용매와의 접촉, 유전적인 인자 c) 증상 : 발열, 빈혈, 출혈 가능 6) 혈소판(Platelet) 거핵구라는 골수의 거대세포가 파괴된 2-4㎛ 정도의 세포조각 ① 무색, 구형 또는 타원형 ② 250,000-300,000 개/1mm3 ③ 수명 : dir 1주일 ④ 혈액응고의 화학적, 기계적 기능 수행 7) 혈장(Blood plasma) (1) 혈장의 성분 ① 혈액 중 50-60%의 액체, 맑고 연한 딸기색 액체 ② 90%-물, 10%-용질(단백질) ③ 영양물질(포도당, 아미노산, 유지방) ④ 대사물질(요소, 요산, 크레아틴 젖산) ⑤ 호흡가스(산소, 이산화탄소) ⑥ 조절물질(호르몬 , 효소) (2) 혈장단백질 : 알부민, 글로불린, 피브리노겐 8) 면역체계(Immune system) (1) 특징 ① 특이성(specificity) ② 기억작용(memory process) ③ 인지작용(recognition process of foreign) (2) 항원과 항체 ① 항원(antigen) : 체내 항체 생산을 유도할 수 있는 물질 ② 항체(antibody) : 항원과 특이적으로 반응하는 물질 (3) 면역세포 ① B-림프구 a) 골수에서 생성 b) 형질세포(plasma cell)와 기억세포(memory cell)로 분화 c) 항체(면역글로블린) 생산 d) 체액성 면역 기능 ② T-림프구 a) 골수에서 생성 b) 흉선(thymus)에서 분화 c) 세포성 면역 기능 (4) 방어기전(Mechanism of defense) ① 선천성 면역 혹은 자연 면역(Natural immunity) a) 신체적 방어벽(Physical barriers) : 피부, 각질층, 점막층-혈청단백(IgA), 분해효소(Lysozyme) b) 화학적 방어벽(Chemical barriers) : 위액, 타액, 콧물, 눈물- 혈청단백(IgA), 분해효소(Lysozyme), pH c) 식작용(Phagocytosis) i) 호중구 : 염증부위 ii) 호산구 : 알러지 반응, 스트레스시 증가 iii) 호염기구 : 염증부위의 치유, 간혹 탐식기능 iv) 단핵구 : 이물질, 독소 탐식, 만성염증의 치유 v) 림프구 : 세포성, 체액성 면역 ② 후천성 면역(Acquired immunity) a) 능동면역(Active immunization) i) 자연능동면역 : 질환에 감염 후 얻어지는 면역 ii) 인공능동면역 : 예방접종 후 얻어지는 면역 b) 피동면역(Passive immunization) i) 자연피동면역 : 태아시 모체로부터 받은 면역 ii) 인공피동면역 : 회복기 환자의 혈청을 받아서 얻어진 면역 (5) 면역기전 ① 세포성 면역(cellular immunity) a) T세포에 의해서 매개 b) 흉선(thymus)의 존재하에서만 매개가능 c) 생산물 : 감작세포(activated T lymphocyte) d) 방어대상 : virus, fungi, mycobacteria ② 체액성 면역(humoral immunity) a) 항체에 의해서 매개, 세망내피계(reticuloendothelial system) 기원 i) IgA : 눈물, 콧물, 기관지 점막, 장점막, 정액, 세균에 대한 방어작용 ii) IgD : 우유 알러지, 부작용시 혈청내 증가 iii) IgE : 혈액, 조직에 존재, 보체 역할, 기생충 감염, 화상, 화장독, 화학중독, 페니실린 쇼크 iv) IgG : 80%, 항박테리아, 항바이러스 작용, 태반 통과 v) IgM : 혈액내 응집소 역할(Anti-A, Anti-B) b) 면역글로불린의 양 : IgG > IgA > IgM > IgD > IgE c) 생산물 : 항체(Ab) d) 방어대상 : 세균(bacteria) 4. 혈액응고(Coagulation) ① 혈소판의 응집(agglutination) : 상처 후 혈소판은 응집되어 손상혈관의 교원섬유에 부착, 혈소판은 혈관수축에 관여하는 serotonin과 혈소판이 많이 모여 혈소판전(thrombous)을 형성하도록 돕는 ADP를 혈액 속에 분비한다. ② 혈관의 수축(constriction) : 신경반사, 30분간 지속경련, 수축, 혈괴형성(clotting) ③ 제1단계 : 혈액과 파괴된 혈관의 조직액내 응고인자 혈액인자+ 조직인자 → thromboplastin (Ca++ 관여) ④ 제2단계 : 간에서 생성되어 혈장에 녹아있는 prothrombin이 thrombin으로 전환 prothrombin → thrombin (thromboplastin, Ca++, vit. K 관여) ⑤ 제3단계 : fibrinogen이 fibrin으로 전환하여 혈괴(clotting) 형성 fibrinogen → fibrin + 세포 또는 조직 파편→ 혈괴형성(thrombin, Ca++ 관여) ⑥ 혈액응고인자 * 혈우병(hemophilia) : 제1단계의 장애, 항혈우병인자(antihemophilic factor)인 Ⅷ의 결핍이 원인 * 제 Ⅵ 인자(accelerin)는 혈액응고인자로 인정하지 않음 5. 혈액형 1) ABO식 혈액형 ① 응집소(agglutinin) : 혈청에 존재하는 α(anti-A)와 β(anti-B)의 항체 ② 응집원(agglutinogen) : 적혈구막에 존재하는 A와 B의 항원 ③ 구분 : A, B, AB, O ④ 수혈관계 2) Rh 형