[성인간호학] 혈액의 구조와 기능 - 혈액 (추가)

혈액

 혈액은 혈장(55%)과 혈구(45%)로 구성된다. 혈장은 세포외액으로 성분이 조직세포 사이에 있는 간질액과 비슷하지만 간질액보다는 단백질 성분이 몇 배 더 많다. 혈장에 함유된 주요 단백질은 알부민, 글로불린 및 섬유소원이다. 알부민은 혈액의 정수압을 증가시켜 혈장이 조직 내로 누출되는 것을 막는다. 섬유소원은 하나의 단백분자로서 섬유소의 형태로 활성화될 수 있다. 적혈구, 백혈구, 혈소판은 구조나 그 기능이 제각기 다르다. 

 

 (1) 적혈구

   적혈구는 혈액에서 가장 많은 비율을 차지하며, 그 수는 성별, 연령, 건강상태에 따라 다양하다. 혈액 1ml당 약 500만 개 이며, 혈색소의 양은 혈액 100ml당 약 14g이다. 

 

① 적혈구의 생성

 적혈구는 골수에서 형성되어 망상적혈구라고 하는 미성숙한 형태로 혈중에 방출된다. 망성적혈구는 내형질성 망상질을 포함하는데, 이 망상질은 골수에서 성숙하는 동안 혈색소를 형성하는데 사용된다. 내형질성 망상질은 1~2일 내에 상실되며, 세포는 적혈구로 전환된다. 주로 신장에서 생성되는 적혈구 조혈인자는 골수 내의 줄기세포를 적혈구아 세포로 성숙시킨다. 

 높은 고지대에서 살거나 심한 출혈이 있는 경우와 같이 장기간 저산소 상태에 노출되면 적혈구 조혈인자가 증가하여 적혈구 생성을 자극한다. 

 골수에서 적혈구를 생성하기 위해서는 철분, 비타민b12, 엽산, 구리, 비타민b6 등과 같은 요소가 필요하다. 적혈구 형성 과정에서 이러한 물질이 부족하면 적혈구 생성률이 저하되고 빈혈이 생긴다. 

 

② 철분 저장과 대사작용

 철분은 헤모글로빈을 구성하는 가장 중요한 요소다. 정상적인 적혈구는 헤모글로빈 분자를 포하만다. 헤모글로빈은 heme 부분은 철분을 필요로한다. 인체 내 철분 함량은 약 4gm이며, 이중 3gm은 혈색소에, 0.5~1gm은 간과 골수에 저장되어 있고, 나머지는 조직과 효소에 포함되어 있다. 인체는 매일 식사에서 약 10~15mg의 철분을 섭취하는데, 이 중에 10%인 약 1mg정도가 체내로 흡수된다. 철분의 1일 배설량은 1mg이하로 소변, 땀, 담즙, 대변 등을 통해 배설되거나 탈락세포의 형태로 피부를 통해 배설된다. 월경시에는 하루 0.5mg씩 철분이 더 배설된다. 성인 여성들은 월경으로 인한 혈액 소실을 보충하기 위해 매일 2mg의 철분을 흡수해야 한다. 성인이 철분 결핍이 되는 이유는 일반적으로 출혈이나 월경 과다로 혈액이 상실되기 때문이다. 

 

  혈액의 철분 포함량은 남성은 대체로 80~180ug/dL이며, 여성은 60~160 ug/dL이다. 체내에 철분이 부족하면 골수에 저장된 철분이 빠르게 고갈되고 혈색소 합성이 저하되며, 골수에서 생성하는 적혈구가 적어지고 적혈구 내의 혈색소 수준도 낮아진다. 

 

③ 비타민 b12와 엽산의 대사작용

 비타민 b12와 엽산은 DNA 합성에 필요하다. 이 중하나라도 부족하면 비정상적인 거대적혈구를 생산한다. 비타민 B12와 엽산은 모두 음식을 통하여 흡수된다. 비타민 B12는 위에서 생산되는 내적 인자와 결합하여 원위회장(distal ileum)에서 흡수되며, 엽산은 근위소장(proximal small intestine)에서 흡수된다.

 

④ 적혈구의 수명 주기

 적혈구의 수명은 보통 120일이다. 오래된 적혈구는 망상내피계, 특히 비자오가 간에서 처리한다. 망상내피세포는 적혈구를 파괴하여 혈색소를 유리시키고, 혈색소는 heme과 globin으로 분해된다. heme은 철불과 bilirubin으로 다시 분해되고, 노폐물인 bilirubin은 담즙으로 배설된다. 철분은 혈장 내의 단백질과 결합하여 골수로 이동하여 새로운 혈색소를 생성하는데 도움이된다. 

 

⑤ 적혈구의 기능

 산소운반 : 적혈구의 주 기능은 폐에서 조직으로 산소를 운반하는 것으로, 적혈구 안에 있는 고농도의 혈색소가 이러한 기능을 한다. 혈색소의 중요한 속성은 산소와 즉각적으로 결합하고 필요시 바로 분리된다는 것이다. 폐에서는 혈색소가 산소와 쉽게 결합하여 동맥혈의 산화혈색소가 되어 조직으로 운반되고, 조직에서는 산소를 바로 분리하여 조직에 산소를 내어 놓고 환원 혈색소가 된다. 

 산의 완충 작용 :  절맹혈에서 혈색소는 세포의 대사작용에 의ㅑ해 생성된 수소 이온과 결합하여 다량의 산을 완충시킨다. 

 

 

 (2) 백혈구

 백혈구는 과립구와 무과립구로 분류된다. 혈액내의 정상적인 백혈구수는 5,000~10,000/mm3로서, 이 중 60%는 과립구이고 40%는 무과립구이다. 백혈구는 적혈구와는 달리 핵이 있고 크며, 염색이 된다. 

 

① 과립구 Granulocyte

 과립구는 세포질 내에 과립이 있는 것이 특징이다. 지름은 적혈구의 2~3배로, 염색되는 형태에 따로 호산구, 호염기구, 호중구의 3가지로 구분한다. 성숙한 과립구의 핵은 2~4개의 엽으로 이루어져 있으며, 다형핵이라고 부른다. 미성숙한 괴립구는 단엽의 난형핵을 가지고 띠세포라고 한다. 보통 혈중에 순환하는 띠세포는 적지만 다형핵의 백혈구가 증가할 때 증가한다. 건강한 사람의 순환 백혈구수는 비교적 일정하나 감염시에는 증가한다. 

 

② 무과립구 Agranulocyte

 림프구와 단핵구는 과립이 없으며, 백색이고 단엽핵이다. 림프구는 백혈구의 30%를 차지하며, 림프절, 소장과 비장의 림프조직, 흉선의 림프성 조직에서 생성된다. 

 단핵구는 백혈구 중 가장 큰 세포로서 골수에서 생성되며, 백혈구는 5%를 차지한다. 단핵구는 간의 Kupffer 세포, 복막 대식세포, 폐포의 대식세포, 망상내피계의 조직구로 변화한다.

 

③ 백혈구의 기능

 백혈구의 기능은 세균이나 이물질의 침입으로부터 산체를 보호하는 것이다. 

 

 - 호중구 : 호중구는 염증 부위에 도착하여 이물질을 삼키는 식균작용을 하지만 수명은 비교적 짧다. 

 - 단핵구 : 감영반응 후기에 유입되며 세균이나 세포 부스러기들을 처리하는 식균작용은 장시간 지속된다. 성숙 후 대식세포가 된다. 

 -림프구 : 1차적으로 이물질의 침입을 막는 물질을 생성한다. T-림프구와 B-림프구의 2가지 종류가 있다. T-림프구는 출생 전에 골수에서 흉선으로 이동하여 저장된다. T-림프구는 정상 신체조직과 이물질을 구별하는 능력이 있어 세포성 면역에 관여하는데, 이물질에 부작된 세포 독성 물질을 분비하여 파괴한다. B-림프구도 역시 출생 전에 골수에서 나오는데, 정확한 저장 장소나 저장기전은 아직 발혀지지 않고 있따. 이는 항원반응이 일어나는 경우 항체를 생산하여 체액성 면역에 관여한다. 

- 호염기구 : 히스타민, 세로토닌, 헤파린의 저장소로 작용한다. 이 물질들은 감염시 혈류를 증진시켜 신체 방어기전을 돕는다.

 - 호산구 : 과민반응에 관여하며, 알레르기 반응일 때 증가한다. 

 

 (3) 혈소판

 혈소판은 골수에서 다능성 줄기세포로부터 거핵구로 분화된 다음 혈소판으로 성숙되어 혈류 내로 나온다. 혈소판의 수명은 10일이다. 혈소판은 혈액 응고기전에 중요한 역할을 하는데, 작은 혈관의 파열을 막아주므로 혈소판이 없는 경우 혈액이 누출되어 피부에 점상출혈을 일으킨다. 혈소판 유착은 거친 표면과 접촉하거나 혈액이 정체된 부위에서 혈소판이 팽윤되고 딱딱해지며 서로 엉겨붙는 특성을 말한다. 혈소판 응지은 혈소판이 손상 부위로 이동하여 누출을 막는 현상이다. 혈소판은 세로토닌을 유리시키는데, 세로토닌은 손상 부위에 국소적으로 혈관 수축을 일으켜 출혈량을 감소시킨다. 혈소판은 또한 혈병 형성에도 중요하다. 

 

(4) 지혈/혈액 응고 단계

 혈액 응고기전은 혈소판의 혈병 형성에 의해 촉발되며, 빠르게 진행된다. 응고는 혈소판 외에 대부분 간에서 생산되는 많은 응고인자가 관여한다. 응고인자와 기능은 표 와 같다. 

 

응고인자        번호                                                                                       응고기능    Ⅰ             Fibrinogen                                                       Thrombin에 의해 섬유소로 전환된다.     Ⅱ             Prothrombin                                                    Thrombin의 전구물질로 Ⅴ인자를 활성화시키며, 비타민 K가 있어야 합성된다.     Ⅲ             Tissue Thromboplastin                                   Ⅶ 인자를 활성화시키며, 외적 응고기전을 유발시킨다.       Ⅳ             Calcium                                                           외적 및 내적 응고단계에 필요하다.     Ⅴ             Proacelerin                                                      prothrombin을 thrombin으로 전환시키는데 필요하다.       Ⅶ             proconvertin(안정인자)                                   Ⅹ인자를 활성화시킨다.      Ⅷ             항 혈우병인자(Antihemophilic factor)              Ⅸ 인자와 함께 작용하여 Ⅹ 인자를 활성시킨다.      Ⅸ             혈장 thromboplastin 성분, Christmas 인자     Ⅹ인자를 활성화시켜 prothrombin을 thrombin 으로 전환시킨다.    Ⅹ              Stuart - Prower 인자                                        Prothrombin 활성화를 촉진한다. 비타민 K가 있어야 합성된다.    ⅩⅠ          혈장 thromboplastin 전구 물질                         Ⅸ 인자의 활성화를 돕는다.    ⅩⅡ          Hageman 인자                                                 내적응고기전에서 XI 인자를 활성화시킨다.    ⅩⅢ          섬유소 안정인자                                               섬유소를 더 강하게 하고 용해되지 않도록 단단한 응어리를 만든다.

 

① 혈소판 응집

 혈소판은 정상적으로 혈액 내에서 활성화 될 때까지는 서로 접촉되거나 덩어리를 형성하지 않는다. 그러나 혈소판막이 손상되면 활설화되어 불규칙하게 응집되어 응괴가 생긴다. 혈소판이 활성화되면 혈관 벽과 내강에서 형태가 크고 반고형적인 마개가 되어 혈류를 국소적으로 방해하지만 완전하게 지혈시키지는 못한다. 혈소판 자체에서 분비하는 ADP(adenosine diphosphate), 칼슘, 트롬보산(thromboxane), 콜라겐(collagen) 같은 물질들은 혈소판이 응집되도록 한다. 혈소판 마개들은 혈액응고를 유도하게 된다. 

 

② 혈액응고 반응

 혈액 응고 반응은 내외적 요인에 의해 이루어지며, 매우 빠르게 진행된다. 혈액응고의 연쇄반응은 한번 일어나면 중단되기 어렵다. 

 

 내적요인

 내적 요인들은 혈액 자체내의 물질들로 먼저 혈소판 응괴를 만든 다음 혈액응고 반응을 활성화시킨다. 이러한 내적 요인에는 항원-항체 반응, 순환 혈액 중의 조각, 정맥의 정체, 세균 독소 등이 포함된다. 섬유소 덩어기가 형성되는 반응의 지속성 여부는 혈액 내에 있는 여러 인자들의 양에 따라 달라진다. 

 외적요인

 혈소판 마개는 혈액 자체보다는 혈관의 변와에 의해 형성된다. 가장 일반적인 외적 사건은 혈관의 손상으로, 혈소판이 콜라겐에 노출되는 것이다. 콜라겐은 혈소판을 활성화시켜 응괴를 만든다. 손상 후 수초만에 혈소판 마개가 형성된다.

 혈소판 마개 형성에서부터 섬유소 덩어리 형성까지는 여러 단계가 있으며, 칼슘과 특정 응고인자들의 존재 여부에 따라 달라진다.  

 

③ 섬유소 덩어리 형성

 섬유소원은 간에서 만들어지는 비활성 단백이다. 트롬빈은 섬유소원의 끝 부분을 제거하여 섬유소로 전환시킨다. 

 응고인자 XIII은 형성된 섬유소 그물을 팽팽하게 당겨 더 조밀하고 안정되게 만든다. 

 

④ 섬유소 용해

 혈액응고기전이 몸 전체의 혈관에서 광범위하게 일어난다면 사망에 이르게 되므로, 혈액응고기전이 시작될 때마다 항응고기전도 시작된다. 혈액응고와 항응고기전이 정상적으로 균형을 이루게 되면 손상된 부위에서만 응고기전이 제한적으로 일어나며 다른 혈관에서는 정상적으로 혈류가 유지된다. 

 섬유소 용해는 특정 효소에 의해 섬유소 덩어리가 분해되는 것이다. 즉 플라즈미노겐이 플라즈민으로 전환되면 활성 효소인 플라즈민 섬유소, 섬유소원, 프로트롬빈을 소화, 분화함으로써 섬유소 덩어리가 파괴된다. 

 

⑤ 항응고제, 섬유소 용해제, 혈소판 억제제

 혈액응고작용을 감소시키거나 혈병을 파괴시키기 위한 약제들로는 항응고제, 섬유소 용해제, 혈소판 억제제 등이 있다. 

 

항응고제

 항응고제는 혈액응고기전의 일부 단계를 방해하여 새로운 섬유소 덩어리가 형성되는 것을 억제하지만, 이미 형성된 덩어리를 퇴축시키는 효과는 없다. 헤파린과 비타민 K 길항제가 항응고제에 속한다. 

 

섬유소 용해제

 섬유소 용해제는 형성된 섬유소 덩어리에 있는 섬유소사를 선택적으로 퇴화시키며, 비활성 조직단백인 플라즈미노겐을 활성 형태인 플라즈민으로 전환시킨다. 

 플라즈민은 섬유소 분자에 직접 주착되어 섬유소를 퇴화시키며 이미 형성된 섬유소 덩어리에 선택적으로 작용해 이를 파괴한다. 가장 흔히 사용되는 섬유소 용해제는 tissue plasminogen cativator, streptokinase, reteplase, anistreplase, urokinase 등이 있다. 

 

혈소판 억제제

 혈소판 억제제는 혈소판의 활동이나 활성화된 혈소판이 응집되는 것을 막는다. 혈소판억제제로 가장 많이 사용되는 약제는 aspirin 이다. 

 

 

 

출처 : 현문사 성인간호학 (하)