순환기계(Circulatory System)
순환계는 음식물, 산소, 물과 그외 필수 물질을 세포 조직으로 운반하고 노폐물을 제거하는 체내의 전달계이며 혈액(물질을 조직간 운반하는 수송체), 심장(혈액을 내보내는 추진력), 혈관(조직간 이나 조직을 통한 혈액의 이동 경로)의 3부분으로 구성된다.
■ 혈액(Blood)
순환 혈액은 체내의 가장 중요한 유체 전달 기구이다. 이것은 짠맛과 독특한 ‘피 냄새’를 특징으로 하는 짙고 붉은 알부민성 액체로 약알칼리성 이다. 동맥의 혈액은 선홍색으로 산소가 풍부하며, 정맥의 피는 조직에 산소를 공급하였으므로 산소가 부족하여 어두운 붉은 자주 빛을 띤다. 다만 폐의 동맥은 폐에 산소를 공급하여 산소가 부족한 혈액을 운반하며 폐의 정맥은 폐로부터 산소를 공급받은 혈액을 운반한다.
혈액은 유체부 (혈장:91%의 물과 8-9%의 고체 포함)와 세포질부 (혈소판과 혈장 중에 떠다니는 적혈구와 백혈구)로 구성된다. 이는 전체 몸무게의 1/20을 차지하며 평균 용적은 3-5리터이다.
■ 혈장(Plasma)
혈장은 선명한 밀짚 색깔의 보통 수포 내의 액체와 유사한 수성의 알부민성 액체이다.
혈장 구성 성분 | 1) 물: 전체의 90%를 차지 |
혈장은 조직에 물, 염, 호르몬, 영양 물질 등을 운반하고 노폐물을 제거하는 등 조직의 수명에 가장 중요하다.
혈장 중에 포함된 물은 체내의 세포간 액과 세포내 체액을 보충한다.
혈장 중의 염은 전해질을 공급하여 혈액의 알칼리 반응을 유발하고 완충제로서 작용하여 체내에 유입된 산과 염기를 중화하여 정상적인 반응을 유지시킨다. 정상적인 혈액은 pH 7.4의 약알칼리성이다. 탄산염과 인산염이 일정하게 사용되며 어느 정도까지는 체내에서 손실되어도 우리가 섭취하는 야채와 과일에 의해 보충될 수 있다. 이들을 보통 신체의 ‘알칼리 저장고 (alkali reserve)’라고 하며 산혈증으로 죽음에 이르는 것을 방지하도록 유지되어야 한다.
혈장 중에 포함된 거대 단백질 분자는 혈류가 다공성 모세혈관벽을 통해 조직으로 과량 유입되는 것을 방지한다. 알부민과 글로불린은 혈액의 삼투압을 유지하는 역할을 한다. 피브리노겐은 트롬빈(thrombin)에 의해 불용성의 피브린(fibrin)으로 전환되어 혈액 응고에 중요한 역할을 한다. 글로불린은 생체가 질병에 저항하여 면역을 가질 수 있도록 하는 항체를 생성 한다. 글로불린의 일종인 프로트롬빈은 비타민 K에 의해서 간에서 생성되며 혈액 응고 과정에서 필수적인 효소인 트롬빈의 전구체이다. 여러 가지 방법으로 혈장에서 피브리노겐을 제거할 수 있는데 그 나머지 부분을 혈청이라고 한다. 즉 *혈장=혈청+피브리노겐 *혈청=혈장-피브리노겐으로 설명할 수 있다.
질병의 예방과 치료에 사용될 수 있으므로 혈청이 무엇인가를 이해하는 것이 중요하다. 혈청은 피브리노겐만이 제거된 혈장이므로 여전히 감마 글로불린이라는 중요한 항체를 포함한다.
■ 혈구(blood corpuscles)
혈구는 주로 적혈구(erythrocytes)와 백혈구(leucocytes)가 주종이며 그 외 혈소판(thrombocytes)이 있다.
적혈구
적혈구는 무핵, 이중 오목 원형 디스크이며 해면 골격이 헤모글로빈을 지탱한다. 적혈구는 적골수에서 생산된다. 이것들은 부분적으로 이자에서 분해되고 간에서 그 과정이 완성된다. 정상적인 적혈구 수는 혈액 mm2당 5,000,000 개이다.
▶ 적혈구의 일생: 태아기에 적혈구는 간과 이자에서 발생되지만 성인기에는 적골수에서 생성된다. 처음 발생 시에는 태아기, 성인기 모두 각 혈구는 핵을 포함하지만 순환에 들어가기 전에 핵은 소멸된다. 이것은 세포 그 자체에 의한 산소 소모를 최소한으로 하기 위한 것일 것이다. 핵의 손실로 적혈구는 성장이나 재생산을 할 수 없어 결국은 조직구 특히 골수, 이자, 간에 있는 세포군에 의해 붕괴된다.
▶ 적혈구의 발생: 적혈구의 수명은 약 120일로 알려져 있다. 적혈구 발생의 각 단계는 다음과 같다.
거대적아구(megaloblasts)-정적아구(normoblasts)-헤모글로빈의 집적과 핵의 손실-성숙한 적혈구. 이들 과정에서 (1) 비타민 B12(적혈구 성숙 인자 또는 항빈혈 인자)는 거대적아구를 정적아구로 성숙시키는데 필요하며 (2) 철은 적혈구가 성숙하기 전에 헤모글로빈으로 정적아구를 채우는데 필요하며, (3) 단백질과 철, 소량의 코발트, 구리, 엽산, 비타민C를 포함하는 정상식이도 필요하다.
헤모글로빈
헤모글로빈은 철을 포함하는 색소인 헴(heme) 내지는 헤마틴(haematin)과 단백질인 글로빈의 결합 물질이다. 헤모글로빈은 산소와 느슨한 가역적 결합을 하여 상당한 친화력을 가지고 있다.
백혈구
백혈구는 더 큰 핵을 가지며 (1) 비과립 백혈구(agranular leucocyes) (임파구: lymphocytes와 단핵구monocytes) (2) 적골수에서 생성되는 다형 핵 백혈구(polymorphs)라 불리는 과립성 백혈구의 2종이 있다.
정상인의 백혈구 수는 mm2당 약 6000-10000개이다. 이들은 동일한 개인에서도 날마다 상당한 차이가 있다.
다형핵 백혈구(polymorphonuclear leucocyte) 또는 과립성 백혈구는 골수의 특수 세포(골수모세포: myeloblasts)로부터 유래한다. 이 백혈구의 이름은 핵이 비정형이고 다양한 모양을 가지며, 원형질이 과립을 포함하는데서 유래되었으며 전 백혈구의 70%를 차지한다. 이들 세포는 특징적인 모양을 하고 있어 독립적으로 이동할 수 있으며 이런 면에서 아메바와 닮았다. 그들은 (1) 세균의 침입으로부터 생체를 보호하며, (2) 사멸되었거나 상처 난 조직을 제거하는 중요한 기능을 한다.
과립 백혈구가 때때로 식세포(phagocyte: Gr –Phagos- I eat)라 불리고 그 작용을 식작용이라 하는 것은 다양한 효소로 세균과 사체를 파괴하는 능력 때문이다.