1. 혈구의 구성(Composition of Blood Cell)

1) 적혈구(Erythrocytes)
적혈구는 중심부 가까이는 얇고 둘레 주위는 두꺼운 작고 중심부 양측이 오목한 원반이다. 이같이 특수한 형태는 기체를 수송하는 적혈구의 기능과 관계가 깊다. 이것은 기체가 확산할 수 있는 표면적을 증가시켜 주며 산소를 실어나르는 헤모글로빈이 존재하는 다양한 내부부분들과 보다 밀접하게 세포막에 접하도록 해준다. 이같은 형태 때문에 적혈구는 또한 좁은 통로의 모세혈관을 통과할 때 빠져나갈 수 있도록 쉽게 변형될 수 있다.

각각의 적혈구는 ⅓정도 용적을 헤모글로빈이 차지하고 있으며 이 물질이 혈액의 색깔과 관계가 깊다. 세포의 나머지는 주로 세포막, 수분, 전해질, 효소 및 세포 호흡 기전 성분으로 구성되어 있다. 헤모글로빈이 산소와 결합하면 그 결과 나타난 산화헤모글로빈은 밝은 적색이 되며 산소가 방출되어 생긴 탄산화헤모글로빈은 어두운색이 된다. 비록 적혈구는 발달 초기 단계 중에는 핵을 가지고 있지만 세포가 성숙하면 이들 핵은 없어진다. 적혈구의 형태처럼 이러한 특징은 산소를 수송하는 기능과 관계가 있다.

왜냐하면 핵에 의해 이전에 차지했던 공간을 헤모글로빈이 차지하여 이용할 수 있기 때문이다. 핵이 없기 때문에 적혈구는 DNA에 의한 단백질 합성을 할 수 없어 증식을 할 수 없다. 한편, 이들의 세포질 효소는 기능이 남아 있어 생명 에너지 발생 과정을 수행 할 수 있다.

그러나 나이를 먹으면 적혈구는 적어지고 활성화 덜 된다. 혈액의 입방 ㎜(㎣)당 적혈구를 적혈구계수(RBC 또는 RCC)라 부른다. 비록 이 숫자는 건강한 사람에게서 조차도 시간에 따라 변화하지만 성인 남자의 정상 범위는 4,600,000~6,200,000개/㎣이며 성인 여성은 4,200,000~5,400,000개이다. 아이들의 경우 정상 범위는 4,500,000~5,100,000개이다. 적혈구수는 일반적으로 운동, 과식, 온도상승 또는 고도 상승 후에는 증가한다.

순환중인 적혈구수는 혈액의 산소 운반 능력과 밀접한 관계가 있고 이 숫자의 변화는 중요하다. 이런 이유 때문에 적혈구 계수는 다양한 질병의 결과를 진단하고 평가하는데 도움을 주기 때문에 일상적으로 측정된다.

2) 백혈구(White Blood Cells)
백혈구는 근본적으로 여러 질병을 조절하는 기능을 가지고 있다. 비록 이들 세포는 순환기계 외곽에서 대부분 기능하고 있지만 감염 부위로 수송되기 위해서 혈액을 이용한다. 순환하는 혈액중에 정상적으론 5가지 종류의 백혈구가 있다. 이들은 크기, 세포질의 특성, 핵의 형태 및 염색되는 특징으로 구별된다.

예를 들어 어떤 형태는 과립성 세포질을 가지고 있어 과립구라 구별되어지며 반면 다른 것은 세포질 내 과립이 없어 무과립구라 불린다. 전형적인 과립구는 적혈구의 약 2배 크기이다. 이들의 종류에는 3가지 백혈구가 있다. - 중성호성구, 산성호성구, 염기성호성구. 이들 세포는 적색 골수에서 발달하며 적혈구와 거의 같은 방식으로 혈구모세포에서 만들어진다. 그러나 이들의 생존주기는 비교적 짧은 평균 12시간이다.

중성호성구는 중성염샘에서 분홍색으로 염색되는 작은 세포질 과립의 존재로 특징지워진다. 산성호성구는 거칠고 균일한 크기의 세포질 과립이 산성 염색에서 진한 붉은색으로 염색된다. 핵은 대개 2개의 엽으로(이중엽) 되어 있다. 이들 세포는 순환하는 총백혈구 수중 1%~3% 정도를 차지한다.

염기성 호성구는 산호성구와 크기와 핵의 형태에서 유사하다. 그러나 이들은 매우 드물고 좀더 불규칙한 형태의 세포질 과립이 염기성 염색에서 짙은 청색으로 염색된다. 이런 형태의 백혈구는 대개 전체 백혈구중 1%미만이 된다. 무과립백혈구에는 단핵구와 림프구가 있다. 단핵구는 일반적으로 적색골수에서 생성되지만 림프구는 적색 골수뿐만 아니라 림프계의 기관들에서도 형성된다.

단핵구는 혈액중에서 발견되는 세포중 가장 크며 직경은 2~3배 정도 크다. 이들의 핵은 형태가 다양하여 둥근형, 신장형, 계란형 또는 엽형등이 있다. 이들은 대개 혈액 표본중 백혈구의 3%~9%를 차지하며 여러 주일 또는 심지어 몇 달 동안 생존한다. 비록 커다란 림프구도 때때로 혈액 중에서 발견되지만 대개 이들은 적혈구보다 약간 크다. 전형적인 림프구는 상대적으로 크고 둥근핵이 얇은 테두리의 세포질로 감싸여 있다.

이들 세포는 순환하는 백혈구의 25%~33%을 차지한다. 이 세포는 상대적으로 긴 생존 기간으로 수년에 이르기도 한다. 정상적으로 사람의 혈액에서 입방 미리미터당 5,000~10,000개의 백혈구가 있다. 전체 백혈구수는 비정상적인 상태와 반응하여 변화하기 때문에 백혈구계수는 임상적으로 흥미가 있다.

예를 들어 몇몇 감염성 질환에는 순환하는 백혈구 수의 증가가 수반한다. 그리고 만약 전체 백혈구 수가 혈액의 입방 미리미터당 10,000개를 넘어서면 백혈구 증다증에 걸렸다고 말한다. 이런 질환은 충수염 같은 어떤 급성 감염증 동안 일어난다. 또한 격렬한 운동, 정서장애 또는 체액의 과도한 손실 후에 일어나기도 한다.

만약 전체 백혈구수가 혈액 입방 미리미터당 5,000이하로 떨어지면 이런 질환을 백혈구 감소증이라 부른다. 이같은 결핍증은 장티푸스열, 인푸루엔자, 홍역, 이하선염, 수두 또는 회백수염에 수반하여 나타난다. 또한 여러 가지 빈혈 또는 납, 비소, 또는 수은중독의 결과로 나타나기도 한다.

3) 혈소판(Blood platelets)
혈소판은 완벽한 세포가 아니다. 이들은 적색 골수의 거대 핵세포라 불리는 세포에서 발생한다. 이들 세포는 자기 자신의 세포질 조각들을 분비하여 이들 조각이 떨어져서 순환기계로 들어가서 더욱 작아진 것들이 혈소판이 된다. 거대핵세포의 큰 조각은 폐의 혈관을 지날 때 크기가 감소하여 혈소판이 된다.

각각의 혈소판은 핵이 없는 둥근 원판이며 적혈구 크기의 반 이하의 크기이다. 이들은 아메바 운동을 할 수 있고 약 10일동안 생존한다. 정상 혈액에서 혈소판 계수는 입방 미리미터당 130,000~360,000개로 다양하다. 혈소판은 손상된 표면에서 서로 들러 붙음으로써 손상된 혈관의 틈새를 밀봉시켜 준다.

이같은 틈새가 존재하면 혈소판은 세로토닌이라 불리는 물질을 분비하여 혈관벽에 있는 평활근을 수축시켜 줌으로써 혈류를 감소시키는 작용을 일으킨다. 게다가 혈소판은 혈액응고를 촉발시키며 이번장의 다음 부분에서 잘 설명되어 질 것이다.

2. 혈구의 기능(Function of Blood Cell)

1) 적혈구의 파괴(Destruction of Red Blood)
적혈구는 매우 탄력성이 있고 유연하며 작은 혈관을 통해 지나갈 수 있을 만큼 쉽게 모양도 변화시킨다. 그러나 시일이 지나면 이들 세포는 훨씬 깨어지기 쉬워 종종 손상을 입는다.

예를 들어 이들이 모세혈관을 통해 강제로 들어갈 때 손상을 입으며 특히 활성 근육이나 또는 비장에 있는 좁고 갈라진 틈같은 통로로 통과하기 위해 적혈구가 구부러질 때 손상을 입는다. 손상을 입은 적혈구는 주로 간과 비장에서 큰포식세포라 불리는 커다란 세망내피 세포에 의해 탐식되고 파괴된다.

파괴된 세포의 조각과 내용물은 또한 큰포식세포에 의해 탐식되고 소화된다. 파괴되고 있는 적혈구의 헤모글로빈 분자는 철분을 함유하고 있는 heme과 단백질인 globin의 분자 조각으로 분해된다. heme은 더욱 분해되어 철과 biliverdin이라 불리는 녹색 색소로 나누어진다. transferrin이라 불리는 단백질과 결합된 철은 혈액에 의해 적색 골수에 있는 혈구 형성 조직으로 운반되어 새로운 헤모글로빈의 합성에 재사용된다.

그렇지 않으면 철분은 ferritin이라 불리는 철단백 복합체의 형태로 간세포 내에 저장된다. 때를 맞추어 biliverdin은 빌리루빈이라 불리는 오렌지색의 색소로 바뀐다. Biliverdin과 bilirubin 은 담즙 색소로서 담즙으로 배설된다.

2) 적혈구의 생산과 조절 (Red Blood Cell Productionand Its Control)
적혈구 생성(조혈)은 처음에는 난황, 간 및 비장에서 일어나지만 신생아가 태어난 후에는 적혈구는 거의 적색 골수의 내막에 분포하고 있는 조직에 의해 만들어진다. 적색 골수 내에 혈구모세포라 불리는 세포가 헤모글로빈을 합성할 수 있는 적혈구 모세포로 바뀐다.

적혈구모세포는 또한 재증식하여 많은 딸세포를 만들어낸다. 이들 새로이 형성된 세포의 핵은 곧 위축되고 세포질과 세포막의 얇은 층에 싸여 뽑히듯 빠져나온다. 그 결과 만들어진 세포가 적혈구이다. 이들 어린 적혈구의 일부는 하루나 이틀 동안 그물 같은 구조물을(망상) 포함하고 있다. 이들 그물망은 세망내피계를 나타내며 이같은 세포를 망상 적혈구라 부른다. 적혈구의 평균 생존기간은 약 120일이며 이들 세포의 많은 숫자가 매일 순환되면서 제거된다.

그러나 순환 혈액중의 세포의 숫자는 상대적으로 안정되어 존재한다. 이같은 현상은 생체 항상성 기전이 적혈구 생성 속도를 조절하는 것으로 추측된다. 적혈구 생성 속도는 erythropoietin이라 불리는 호르몬을 포함한 음성 되먹임 기전에 의해 조절된다. 지속적인 산소 결핍으로 일차적으로 신장에서 그리고 약간은 간에서 erythropoietin이 방출된다. 산소 농도의 저하는 erythropoietin의 방출을 촉진시켜 혈액을 경유하여 적색 골수로 들어가 적혈구 생성을 증가시키도록 자극한다.

며칠 후 보다 많은 수의 새로이 형성된 적혈구가 순환 혈액 중에 나타나기 시작하고 생성속도의 증가는 신장과 간조직이 산소 결핍인 동안은 계속 지속된다. 결국 순환하는 적혈구 수는 조직의 산소 요구도를 만족시키기에 충분해진다. 이렇게 되면 또는 PO2가 정상으로 되돌아가면 erythropoietin의 방출은 중단되고 적혈구 생성 속도는 감소한다. 낮은 PO2를 만들어내고 erythropoietin 방출을 자극하는 또 다른 상황은 순환 기계의 산소 운반 능력을 감소시키는 출혈과 가스교환에 이용되는 호흡기 표면적의 감소를 유발하는 만성 폐 질환이 포함되어 있다.

3) 백혈구(White Blood Cells)
앞에서 언급했듯이 백혈구는 미생물에 의해 유발되는 감염과 같은 질환을 조절하는 기능이 있다. 예를들어 몇 가지 백혈구는 신체에 침입한 세균을 탐식하고 다른 것은 이같은 이물질을 파괴하거나 불활성화시키도록 반응하는 항체를 만들어 낸다. 백혈구는 혈관벽을 형성하는 세포 사이를 빠져나갈 수 있다.

삼출이라 불리는 이같은 운동은 백혈구가 순환 중에서 빠져 나가도록 해준다. 한번 혈액중에서 빠져나가면 이것은 아메바 운동이라 불리는 자가 전방 전진의 형태를 사용하여 세포사이의 공간을 통해 움직인다.

가장 운동성이 크고 활동적인 탐식성 백혈구는 중성호성구 단핵구이다. 비록 중성호성구는 세균보다 더 큰 입자들을 소화시킬 수는 없지만 단핵구는 비교적 큰 대상물을 삼킬 수 있다. 이들 식세포 모두는 수많은 리소좀을 가지고 있고 여기에는 세균의 세포막에 존재하는 것과 같은 여러 유기 분자를 분해시킬 수 있는 소화효소로 채워져 있다.

이것의 활성 때문에 중성호성구와 단핵구는 종 소화될 물질들과 자기도 또한 죽게 될 세균독소도 아주 게걸스럽게 먹어치운다. 조직이 미생물에 의해 침입을 받으면 어떤 체세포는 국소 혈관을 확장시키는 물질을 분비하며 반응한다. 히스타민과 같은 물질은 또한 근처의 모세혈관과 작은 정맥(소정맥)벽의 투과성을 증가시켜준다. 이런 변화가 일어나면 조직은 발적하고 과량의 체액이 세포간질로 빠져나온다.

이런 염증성 반응에 의해 일어난 부종은 침입한 미생물이 다른 영역으로 퍼져가는 것을 지연시켜 주는 경향이 있다. 동시에 백혈구는 손상된 세포에서 분비된 화학 물질에 끌려가며 이들 물질이 있는 장소로 이동해 간다. 이런 현상을 양성 주화성이라 부르며 이 결과 수많은 백혈구가 염증부위로 재빨리 이동해간다.

산성호성구는 매우 약한 식작용을 가지고 있다. 그러나 이것은 체내에 침입한 여러 가지 기생충에 몰려가며 이들 침입한 기생충을 제거한다. 산성호성구는 또한 염증과 알러지 반응과 연관되어 있는 어떤 물질들을 제거함으로써 이들 반응을 조절하는데 도움을 준다. 염기성호성구의 세포질과립의 일부에는 혈액응고 저해제인 헤파린이 포함되어 있고 다른 과립에는 히스타민이 들어 있다. 염기성호성구는 헤파린을 분비하여 혈관내 혈액 응고 형성을 억제하는데 도움을 주며 히스타민을 분비함으로써 손상된 조직으로 혈류를 증가시켜 준다.

이것은 또한 어떤 알러지 반응에서 중요한 역할을 수행한다. 림프구는 면역기전에서 중요한 역할을 수행한다. 예를 들어 일부는 항체를 형성하여 체내에 침입한 여러 이물질에 대하여 작용한다.