[7] 체액 및 혈액, 혈관의 구조
7 | 체액 및 혈액, 혈관의 구조 |
학습포인트 |
순환계통에서는 심장의 구조와 혈액의 흐름이 반복적으로 출제되고 있어 심장의 외부·내부 구조와 심방·심실을 통한 혈액 순환 경로를 정확히 이해하는 것이 중요하다. 또한 동맥과 정맥의 순환, 혈관의 구조, 혈액의 구성과 기능은 여러 해에 걸쳐 출제되고 있으므로 체순환과 폐순환을 중심으로 혈액의 흐름과 혈관의 역할을 함께 정리할 필요가 있다. 최근에는 림프순환, 체액, 혈압과 같은 생리적 조절 기전도 출제되고 있어 순환계의 구조와 기능을 통합적으로 이해하는 학습이 요구된다. |
중요포인트 | 출제연도 |
심장의 구조 | 19 20 21 24 |
심장의 혈액흐름 |
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동맥의 순환 | 19 20 23 24 |
정맥의 순환 | 20 22 |
태아순환 | 22 |
림프순환 | 23 24 |
체액 | 21 22 26 |
혈액 | 19 20 23 25 |
혈관의 구조 | 19 25 |
심장의 전도계통 |
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심장주기와 심전도 | 23 |
심음 |
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심장반사 | |
혈압 | 24 26 |
[1] 체액
1. 체액의 구성
• 체중의 약 60%[세포내액 40%, 세포외액 20%(사이질액 15%, 혈액 5%)]
• 1일 섭취하는 수분량 2.5 L, 1일 소변량 1.5 L
• 세포내액의 기능: 수분평형조절, 능동적 운반, 삼투작용, 산·염기평형
• 세포외액: Na+, Ca2+, Cl–가 많음
• 세포내액: K+, Mg+, PO42–가 많음
2. 체액의 이동
액압 = 모세혈관압 | • 액체성분이 모세혈관 밖으로 여과되는 힘 • 세동맥 35 mmHg, 세정맥 15 mmHg |
혈장교질삼투압 | • 모세혈관 밖에서 액체를 내부로 밀어 넣는 힘, 25 mmHg |
조직압 | • 조직액을 모세혈관 내로 밀어내는 힘, 2 mmHg |
조직교질삼투압 | • 조직 밖에서 액체를 모세혈관으로 밀어 넣는 힘, 2 mmHg |
3. 체액과 관련된 질환 21 22 26
부종 | • 혈장교질삼투압(알부민)이 감소하면 부종 발생 • 부종의 원인: 모세혈관내 액압 상승, 혈장단백질 감소(예 콩팥질환), 나트륨 정체, 림프 폐쇄, 모세혈관의 투과성 증가, 혈장교질삼투압 감소 • 증상: 체온하강, 구토, 경련, 혼수상태 등 |
탈수 | • 탈수: 세포외액의 불균형으로 발생 • 탈수의 원인: 세포 위축, 혈압 감소, 체중 감소, 소변 농축, 몸무게 감소, 산염기평형 장애로 산증, 체온상승, 맥박 증가, 심박출량 감소, 피부건조, 주름 등 |
MEMORY KEY | 체액의 이동과 관련된 질환이 최근 출제되고 있으니 반드시 알고 있어야 한다. |
[2] 혈액
1. 혈액의 기능
운반 | • 산소, 이산화탄소, 영양소, 노폐물, 호르몬 운반 |
조절 | • 산–염기평형, 체온, 삼투압, 수분, 혈압 |
보호 | • 면역, 혈액응고 |
2. 혈액의 조성과 특성
• 물 80%, 단백질 18%, 기타 2%
• 혈액의 형성: 태생초기에는 지라나 간, 태생 5개월 이후부터는 적색골수 및 림프계
• 혈액량: 체중의 약 8%(1/13), 약 5 L
• 적혈구용적률(헤마토크리트): 혈액 중 적혈구가 차지하는 용적의 비(약 45%)
• 혈액의 pH는 약 7.4
3. 혈액의 구성
혈구 | • 45% • 세포성분: 적혈구, 백혈구, 혈소판 • 혈구의 크기: 백혈구 ＞ 적혈구 ＞ 혈소판 |
혈장 | • 55% • 원심분리 후 상층액, 액체성분 • 액체성분: 물(90%), 혈장단백질(7%), 전해질(나트륨, 칼륨, 칼슘 등), 유기영양분(지질, 콜레스테롤, 포도당, 아미노산 등) |
• 혈청 –응고된 혈액의 상층액 –혈장 중 섬유소원과 혈액응고인자가 제거된 액체 • 혈장단백질: 교질삼투압과 산–염기의 균형에 관여 –알부민(60%): 간에서 생산, 교질삼투압 조절 –섬유소원(4%): 간에서 생산, 혈액응고에 관여 –글로불린(36%): α와 β(간에서 생산, 용질 수송), γ (형질세포에서 생산, 면역반응) |
그림 혈액의 구성성분
적혈구 25 | |
• 핵이 없음 • 수명: 120일 • 기능: 산소운반 • 남성 500만개, 여성 450만개 • 적색골수–혈액세포 생산 • 적혈구 수명: 약 120일 • 적혈구 파괴장소: 간, 지라 • 산소해리곡선: 산소분압에 따른 헤모글로빈의 산소포화도 –헤모글로빈의 포화도가 높은 경우: O2분압 ↑, CO2분압 ↓, 온도 ↓, pH ↑ –헤모글로빈의 해리도가 높은 경우: O2분압 ↓, CO2분압 ↑, 온도 ↑, pH ↓ • 적혈구 조혈: 적색골수(복장뼈, 척추뼈, 골반, 갈비뼈, 위팔뼈 등) | • 적혈구 생성인자: 철, 구리, 엽산, 비타민 B12 • 적혈구 조혈인자(erythropoietin)–적혈구 생산 촉진, 간이나 콩팥에서 생성 • 적혈구가 파괴되면 헤모글로빈은 글로빈(1개)과 헴(4개)으로 분해 • 글로빈: CO2 운반 • 헴(heme): 철(O2 운반) ＋ 빌리루빈(쓸개즙 색소) • 황달: 혈중의 빌리루빈 농도 ↑ • 정상인의 헤모글로빈 농도: 15 g/100 mL • 헤모글로빈: CO와 친화력 200배 • 빈혈의 일반적인 원인: 헤모글로빈 속의 철분 부족 • 악성빈혈: 비타민 B12 부족 • 재생불량성빈혈: 적색골수의 기능장애, 적혈구 생산 저하 |
그림 저산소혈증에 대한 적혈구 생성기전
혈색소 감소, 고산 등정, 심폐질환 등으로 인한 저산소혈증이 발생하면 신장에서 적혈구 조혈인자(erythropoietin) 분비가 증가되며, 조혈인자는 골수를 자극하여 산소공급이 정상화될 때까지 적혈구 생성을 증가시킨다. 적혈구 조혈인자는 정상인의 경우 약 90% 정도는 신장에서 생성되나 일부는 간이나 다른 조직에서도 생성된다.
백혈구 | ||
• 핵이 있음 • 수명: 과립(80%, 약 2주), 무과립(20%, 2~3일) • 포식작용: 몸 안에 들어온 이물질을 잡아먹는 작용 • 아메바운동: 모세혈관 밖으로 누출 • 화학주성: 세균이나 이물질 주변으로 이동 • 숫자: 중성구 ＞ 림프구 ＞ 단핵구 ＞ 산성구 ＞ 염기성구 • 백혈병 –골수와 림프조직에서 악성화된 백혈구 수가 증가되는 일종의 혈액암 –원인: 방사선 조사, 유기용매 접촉 • 백혈구 감소증 –원인: 화학물질, X–ray 또는 약물의 과다 자극 | ||
과립 | 중성구 | • 가장 많음, 급성염증에 관여 • 화학주성으로 탐식능력이 큼 |
산성구 | • 알레르기, 기생충질환, 천식에 관여 | |
염기성구 | • 가장 적음 • 히스타민, 헤파린 분비 | |
무과립 20 | 단핵구 | • 가장 큼, 만성염증에 관여 • 큰포식세포로 성숙(간: 쿠퍼세포, 중추신경계: 미세아교세포) |
림프구 | • B림프구: 골수에서 유래, 체액성면역, 형질세포 생산 • T림프구: 골수에서 생성, 가슴샘에서 분화, 세포성면역 | |
그림 백혈구의 분화 및 성숙과정
백혈구의 기능적 특성인 누출과 화학주성의 과정에 의해 조직손상 부위로 호중구가 이동한다.
그림 백혈구의 기능
혈소판 19 | |
• 거대핵세포의 세포질 조각 • 핵이 없음 • 수명: 약 10일 • 기능: 혈액응고, 혈병 수축작용, 섬유소 용해억제 • 트롬보키나아제(제3인자, 트롬보플라스틴) 함유 • 프로트롬빈(제2인자): 합성 시 비타민 K 필요 • 항응고제: 혈액응고 방지 –Ca2+(제4인자) 제거제: 옥살산염, 구연산염 –트롬빈 작용 억제제: 헤파린, 히루딘 –비타민 K 작용 억제제: 쿠마린 | • 혈액응고단계
혈액응고의 세 단계(①, ②, ③)를 보여주고 있다.
• 혈우병: 제8인자 결핍 • 제6인자: 혈액응고인자로 인정하지 않음 |
▣ 혈액응고인자
인자번호 | 인자명 | 생성장소 | 존재장소 | 기능 | 성상 |
I | Fibrinogen | 간 | 혈장 | • 섬유소(fibrin)의 전구물질 | 용해성 단백질 |
II | Prothrombin | 간 | 혈장 | • 트롬빈(thrombin)의 전구물질 | α2–글로불린 |
III | Thromboplastin | 혈장, 조직, 혈소판에 있는 전구물질들 | 일시적 혈액응고작용 | • 혈중의 여러 응고인자들이 조직과 혈소판에서 유래하는 인지질과 복잡한 반응으로 생성되는 종산물 • factor II를 factor IIa로 활성화 |
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IV | Ca2+ |
| 혈장 | • 대부분의 응고인자들이 활성화되거나 전화하는데 필요한 물질 |
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V | Proaccelerin | 간 | 혈장 | • factor II를 factor IIa로 전환을 촉진, 트롬빈과 Ca2+에 의해서 활성화 | 용해성 글로불린 |
VI | 활성화된 factor V |
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VII | Proconvertin | 간 | 혈장 | • Ca2+ 존재하에 factor X을 활성화하여 트롬빈 형성을 촉진 | β–글로불린 |
VIII | Antihemophilic Globulin | 간, 신장, 비장 | 혈장 | • 응고의 초기단계에서 내인성 트롬보플라스틴(thromboplastin)의 생성에 긴요함 • factor IXa와 Ca2+에 의해 활성화됨 | β2–글로불린 |
IX | Christmas factor | 간 | 혈청 | • factor VIII처럼 작용, factor XIa와 Ca2+ 존재하에서 활동 |
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X | Stuart–Prower factor | 간 | 혈청 | •factor III의 촉진물, factor VII, Ca2+ 및 factor VIIIa에 의해서 활성화 |
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XI | Thromboplastin Antecedent | 간 | 혈청 | • 접촉–감수성 단백분해효소, 혈액응고 초기에 factor XIIa에 의해서 활성화 | 용해성 글로불린 |
XII | Hageman factor | 간 | 혈청 | • 접촉–감수성 단백 분해효소 | 산성 당단백 |
XIII | Fibrin–stabilizing factor | 간간, 골수 | 혈청 | • Ca2+ 존재하에 섬유소를 안정화, 트롬빈에 의해서 활성화 | 트랜스펩티다제(펩티드 전이효소, transpeptidase) |
4. 혈액형
1) ABO식 혈액형
• 응집원: 적혈구막에 존재하는 A와 B의 항원
• 응집소: 혈청에 존재하는 α와 β의 항체
혈액형 | 응집원 | 응집소 | 응집반응 | |
A 혈청 | B 혈청 | |||
A | A | β | – | ＋ |
B | B | α | ＋ | – |
AB | A, B | – | ＋ | ＋ |
O | – | α, β | – | – |
그림 혈액형과 수혈방향
O형은 만능공혈자이고 AB형의 혈액을 지닌 사람은 만능수혈자이다.
2) Rh형
Rh＋ | Rh– |
• D응집원(D–antigen) 有 • 유전에서 항상 우성 | • D응집원(D–antigen) 無 |
• 태아적아구증: Rh– 여성이 Rh+ 태아를 임신할 경우 혈액형이 달라 적혈구가 용혈되어 유산 또는 사산됨(두 번째 아이부터) | |
그림 태아에 영향을 미치는 Rh 인자
5. 면역기전
• 면역: 체내에 들어온 이물질에 대항하여 몸을 방어하는 것
1) 선천적 면역
비특이적 면역
2) 후천적 면역
특이적 면역
• 구분
능동면역 | 수동면역 | ||
숙주 스스로 면역체를 형성하여 면역 획득 | 다른 숙주로부터 면역체를 받아서 면역 획득 | ||
자연능동면역 | 숙주 스스로 획득 | 자연수동면역 | 모체로부터 획득 |
인공능동면역 | 예방접종을 통한 항체형성 | 인공수동면역 | 다른 숙주로부터 항체를 주입, 항체형성 못함 |
체액성면역 23 | 세포성면역 |
• B림프구에 의한 면역 • 항체(γ–글로불린) 생산 –IgA: 눈, 코, 입안, 기도, 소화관의 점막(분비기능) –IgD: B세포의 표면에 국한 –IgE: 알레르기반응(히스타민 방출), 기생충 감염 –IgG: 태반통과, 항바이러스, 항박테리아 작용 –IgM: 감염 초기에 작용, 적혈구 응집에 관여 • 면역글로불린의 수: IgG ＞ IgA ＞ IgM ＞ IgD ＞ IgE | • T림프구에 의한 면역 • 감작세포 생산 • 이식거부반응 |
그림 림프구의 생성 및 기능
면역과 관련한 림프구에는 크게 B 림프구와 T 림프구가 있다. B 림프구는 특이적으로 항체를 생산하는 체액성면역을 담당하고, 형질세포와 기억 B세포로 분화된다. T 림프구는 세포성면역을 담당하는데, 보조 T림프구, 억제 T림프구, 세포독성(살해) T림프구, 기억 T림프구로 분화한다.
[3] 혈관의 구조
1. 혈관의 구조
속막 | • 내피세포(단층편평상피) |
중간막 | • 탄력조직, 민무늬근육 • 수축과 이완 조절 |
바깥막 | • 성긴결합조직(아교섬유와 탄력섬유) |
동맥 | • 심장에서 밀려나간 혈액을 모세혈관까지 운반하는 혈관(저항혈관) • 속막, 중간막(가장 두꺼운 근육층), 바깥막으로 구성 |
정맥 25 | • 심장으로 들어오는 혈액이 들어있는 혈관(저장혈관) • 동맥과 같은 3층 구조, 근육층이 얇음 • 중력에 의해 역류방지를 위해 판막이 존재(허파정맥, 배꼽정맥 無) |
모세혈관 19 | • 동맥과 정맥사이에서 물질교환이 일어나는 혈관 • 한 개의 층인 내피세포로 구성, 단면적이 가장 넓음 |
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