* 혈액의 기능 –- 1. 1) 2) 3) 4) 2. 1) 2) 3. 1) 2) 3) * 혈액의 생성과 파괴 혈구생성부위 * 조혈자극인자 – * 적혈구의 분화와 성숙과정 – Pluripotent stem cell →

2. 적혈구 * 모양 -- 도너츠 모양 (biconcave) * 크기 -- 직경이 6 ～ 8μm * 핵 -- 없다 * 색 -- 적색 (Hg 때문 ) * 기능 -- 가스교환 ( 혈색소 내 철이 산소와 결합 )

1. 적혈구의 분화와 성숙 Pluripotenet stem cell( 다능성 줄기세포, 골수 내 )→ Myeloid stem cell→ 분화 → BFU-E(Burst forming unit-Erythroid)→ 분열 → CFU-E(CFU-Erythroid, 적혈구 전구세포의 집 단 )→ Erythroid stem cell( 적아구계 간세포 )→ 분열 → → → → Erythroblast( 적혈구계 미성숙세포 ) ↑ ( 혈장내의 erythropoietin. EPO) → 1 회분열 → pronormoblast → 2 회분열 → basophilic normoblast → 1 회분열 → polychromatophilic normoblast(16 개의 적혈구를 생성, 분열정지 )→ 성숙 → orthochromic normoblast → reticulocyte→ erythrocyte

1) 적혈구 생성 촉진인자 (1) Erythropoietin-- 적혈구 생성에 필수적인 홀몬. 분자량 35,000. α 2 -globulin, 성인의 혈청내 분포 : μml/ml. 남녀의 차이는 없다. 기전 : 동맥혈의 산소분압 저하, 빈혈, 산, 염기의 평형의 변화, 내분비 자극 → 콩팥의 근위곡세뇨관 (95%), 간 (5%) 에서 생성 → 혈류 → 골수 → CFU-E( 적아구 colony 형성세포 )→ 분화, 증식 → 적혈구 생성 증가 (2) 위 (stomach) 의 벽세포에서 나오는 내인자 (Intrinsic factor) (3) 외인자 (Extrinsic factor)-- folic acid, Vitamin B 핵산합성 (4) Fe, Cu, Co (5) Protein (6) 저산소 분압 ( 높은 산 → 공기희박 → 산소분압 저하 → 산소결핍 → 골수자극 → 혈구생산 ) (7) 실혈 ( 순환혈구감소 → 적혈구 감소 → 혈색소 감소 → 산소함유량 감소 → 골수자극 → 적혈구 생산 )

2) 적혈모구들의 공통적인 특징 (1) 세포 -- round (2) 핵 -- round, central (3) 세포질 -- 과립은 없다 3) 적혈모구의 성숙과정시 일반적인 변화 (1) 혈구세포의 크기 -- 미숙 ( 크다 ), 성숙 ( 크기 감소 ) (2) 핵 -- 농축되어 작아진다 [DNA( 핵 ) 와 RNA( 세포질 ) 소실 ] (3) chromatin-- 미숙 (fine, 섬세 ). 성숙 (coarse, 거칠다 ) (4) 핵소체 -- 미숙 ( 출현 ), 성숙 ( 소실 ) (5) 세포질의 염색성 – 미숙 ( 호염기성 --RNA) 성숙 ( 적등색 -- 혈색소의 합성과 RNA 의 감소 ) (6) 핵과 세포질의 비율 (N/C ratio)-- 미숙 ( 크다 ), 성숙 ( 작다 )

2. 적혈모구의 성숙 1) 풋정상적혈모구 ( 전 적혈모구. pronormoblast) ① 크기 ( 직경 ): 18 ～ 25μm ② 핵 (Nucleus): deep blue. 난원형. Large. 세포의 85 ～ 90% 차지. N/C ratio= 8:1 정도 chromatin-- fine 핵소체 (nucleoli)-- 1 ～ 3 개 ③ 세포질 (Cytoplasm): Dark blue( 골지체나 미토콘드리아가 분포 ). 양 -- 적다. 핵막과 세포막 사이에 좁게 (narrow) 분포. 과립 – No 핵주위에 후광 (perinuclear halo). Peroxidase 나 PAS 반응 -- negative * 분포 : 정상골수 내 1% 내외

2) 호염기적혈모구 (Basophilic normoblast) ① 크기 : 12 ～ 18μm 로 약간 작다. 형태 -- round, regular ② Nucleus: navy blue, Oval round, 자주색. 세포의 80 ～ 85% 차지. N/C ratio= 4-6:1 chromatin-- clumping, cartwheel, coarse 핵소체 -- 보이지 않는 경우가 많다 ( 인 소실 점 ). ③ Cytoplasm: Pale blue( 엷은 청색 ). 핵막과 세포막의 사이가 넓다 (wide). 과립 -- No. perinuclear halo 가 있다. * 분포 : 정상골수 내 유핵적혈구의 1 ～ 4% 정도

3) 다염적혈모구 (polychromatophilic normoblast) ① 크기 : 9 ～ 12μm. 분열에 의하여 세포수가 16 개 ② Nucleus: round. 중심성. 세포의 75 ～ 80% 차지. N/C ratio= 1 : 1 ( 농축되어 작고 핵막은 두껍다 ) chromatin-- 매우 농축, 결절상 (nodular masses) 핵소체 -- No * Feulgen reaction(PAS 염색 )-- 양성 (DNA 를 감별 ). cf. Myeloblast( 급성 골수성 백혈병 )-- 음성 ③ 세포질 : bluish red ( RNA 의 함량 감소, 혈색소 합성 ), 양은 점점 증가. * 분포 : 신생아 ( 가끔 )

4) 정염적혈모구 (orthochromatic normoblast) ① 크기 : 8 ～ 10μm. 가장 성숙된 적아구. ② Nucleus: 작고 둥글고 central 또는 eccentric. 세포의 20 ～ 25% 차지. 암청색 ( 암적색 ) chromatin-- homogeneous( 무구조 ). 농축 염색질과 핵이 최고로 농축. DNA 의 합성정지 -- 세포분열이 정지. ③ Cytoplasm: 정상적혈구와 비슷 ( 진한 pink 색 -- 염기성 물질 없다 ) 과립 -- No * 분포 : 정상골수에서 5-10%

* 골수 모세혈관내 내피세포 (endothelial cell) 에 유입되어 순환하다가 핵은 골수 대식세포에 탐식 * 핵의 변성 (Nuclear degeneration): 핵막의 잔존물인 Howell-Jolly body, Cabot ring 출현 원인 : ① 불완전 또는 비정상적인 핵의 소실 → 다핵적혈모구 출현 → pernicious anemia, 적백혈병, severe anemia ② 급성 알콜중독 (acute alcholism), 백혈병 (leukemia), 화학요법치료 (chemotheraphy), phenylalanine deficiency→ 공포를 가진 정염적혈모구 (vacuolated basohilic normoblast) 출현

5) 그물적혈구 (Reticulocyte ) ① 크기 : 8 ～ 9μm. 형태는 둥글다 (round). ② Nucleus: 무핵 ( 세포내 alkaline phosphatase 의 활성화로 파괴 → 용해 ) ③ Cytoplasm: * 일반염색 (Wright stain)-- bluish-gray 한 어린적혈구 (RNA 잔재물이 잔존 ) * 초생체염색 (Supravital stain)– 푸른그물 모양 (RNA 잔재물이 잔존 ) → 세포가 더욱 성숙하면 사라진다. * 초생체염색 시약 -- brilliant cresyl blue, methylene blue, Janus green, nile blue sulfate 등 ④ 분포 : 정상 성인 : 1 ± 0.5% ( 말초혈액 )-- 1 ～ 2 일 후 성숙 * 증가 : 급성출혈. 용혈성 빈혈, 철결핍성 빈혈 또는 악성빈혈 회복기 * 감소 : 조혈기능 저하, 재생불량성 빈혈.

6) 적혈구 Wright 염색 : 직경이 평균 6 ～ 8μm. 핵 (x). 세포질 – 연한 오렌지색, 중심이 창백 (central pallor)

3. 거대적혈모구계 정상성인의 골수에서는 나타나지 않는 병적인 상태 1) 원인 : Vitamin B 12 나 folic acid 의 결핍 → DNA 합성 장애로 생긴 이상적혈구 핵의 분열 – 정지 또는 지연, 세포질 분열 -- 정상 (→ 핵과 세포질의 성숙도 불일치 ) 2) 특징 : 세포 전체의 크기는 크고 염색질이 더욱 섬세하다. 세포질내 혈색소 합성은 정상과 거의 같다. 거대적혈모구계의 조혈은 정상 조혈로 전환 할 수 없다. 3) 성숙과정 : promegaloblast(19 ～ 27μm)→ basophilic megaloblast→ polychromatic megaloblast → orthochromatic megaloblast→ megalocyte( 거대적혈모구. 9 ～ 12μm)

4. 적혈구의 형태 모양 : 도너츠처럼 양면이 오목한 원판형 (biconcave) 핵이 소실되어 중앙이 움푹파인형 ( 평면상 -round) → ① 표면적이 넓다 → 혈구표면에서 가스교환율의 증가 ② 삼투압 변화나 외부충격에 저항력 증가 ③ 형태변화가 쉽다 → 좁은 혈관 통과 용이 크기 : 직경이 6 ～ 8μm, 두께가 2 ～ 2.5μm 핵 : 없다 ( 성숙한 적혈구는 농축되어 작아져 소멸된다 ) 세포질 : 오렌지 색 ( 혈색소 합성 ) 수명 : 120 일 ( 전 혈액의 1/120 이 매일 생성, 파괴 ) 측정 -- glycine(amino acid) 주사 후 혈액의 방사능 계측 적혈구 막 : 6 ～ 8nm( 지질과 단백질로 된 2 중 막 ) 수 : 성인 남자 (450 ～ 650 만개 ), 여자 (400 ～ 600 만개 /mm 3 ). 성분 : 수분 (2/3), 혈색소 (1/3), 기타 (protein, lipid, glucose, electrolyte, enzyme 등 )

5. 적혈구의 기능 1) 산소운반 -- 혈색소가 산소와 결합 산소를 허파에서 조직으로 -- 이산화탄소를 조직에서 허파로 정맥혈 (reduced Hb)→ 허파꽈리 ( 모세혈관 )→ 동맥혈 (Oxy-Hb, HbO 2 ) * 혈색소와 산소의 친화성 – 산소분압, 온도, pH, 2,3-DPG 2) 이산화탄소 운반 CO 2 ( 정맥혈 ) + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ HCO 3 - ( 혈장 ) + H + HbO 2 +CO 2 (23%)→ carbamino-Hb + O 2 carbamino-Hb → reduced Hb + CO 2 6. 산소결합에 영향을 미치는 인자 1) 혈액의 산소분압 -- 적혈구의 Hb 에 의해 이루어진다. Hb 와 산소의 결합 - 해리 결합 -- 폐포 모세혈관 -- O 2 분압 -- 高 (CO 2 분압 - 低 ) 해리 -- 조직의 모세혈관 -- O 2 분압 -- 低 (CO 2 분압 - 高 )

2) 혈액의 pH 결합 --pH 상승 -- CO 2 분압 低 -- 폐 해리 --pH 하강 -- CO 2 분압 高 – 조직 3) 적혈구내의 2, 3- DPG(glucose 중간대사 산물 ) 결합 -- 감소 해리 -- 증가 ( 혈색소가 산물과 결합 ) 7. 적혈구 막의 구조와 기능 LM-- 단층 EM-- 3 층 구조 - 外 – protein 中 – lipid- 外 - 친수성 (hydrophlic head) 內 - 소수성 (hydrophobic head) 內 -- protein 세포막의 조성 : lipid(42%), protein(50%), carbohydrate(8%)

(1) 막 지질 조성 : free cholesterol + glycolipid + phospholipid 2 중층. 세포막의 95% 차지 PL -- phosphatidyl ethanolamine(PE), phosphatidyl serine(PS) 세포질에 多. -- phosphatidyl corine(PC), sphingomyelin(SM) 혈장에 多 기능 : PE, PS-- 정상적혈구 수명 유지 PC, SM-- 1) 유동성 2) 친수성 물질에 낮은 투과성 3) 세포막 단백질에 대한 용매 (2) 막 단백 membrane skeleton 단백질 : 적혈구의 점성과 탄력성을 유지 cytoskeleton 단백질 : 세포내 다른 부분과 연결하고 이를 막과 연결 ** 전기영동상의 protein: 15 종

spectrin-- 세포질. 막골격의 주요단백. 2 개의 긴 polypeptide chain(α,β subunit) glycophorin-- 혈장. 세포내로 탄수화물을 수송. 131 개의 amino acid. ABO 혈액형 항원인식부위 Band III-- 혈장. 가스교환. 800 개의 amino acid 기능 : 1) 특정물질의 운반 2) 특정물질의 수용체 3) 세포막 형태 유지 (3) 막 탄수화물 구성 : 복잡한 ganglioside 형태 : * glycolipid(spingolipid) * glycoprotein * glucoceramide(cerebroside) + galactose, fructose 등 ABO 식 혈액형 의 특성 결정 기능 : 불분명. 적혈구의 항원성 좌우

5. 적혈구 대사에 의해 생성된 Energy 의 필요성 1) 세포내 양이온 농도 유지 2) 막인지질의 유지 : biconcave 모양 유지 3) 골격성 단백질의 조형자재성 유지 4) 혈색소의 기능적 철 (Fe ++ ) 유지 5) 산화적 변성으로부터의 세포단백질 보호 6) 해당작용의 시작과 유지 7) Glutathione 의 합성 8) 핵산 회수반응의 조정에 사용 9) 적혈구 효소의 SH group 환원형 유지