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순환계통

적혈구에서 산소와 결합하는 물질은?

1 알부민
2 트롬빈
3 글로불린
4 헤모글로빈 ✓ 정답
5 피브리노겐

해설

•헤모글로빈은 산소와 결합하여 운반한다.

•적혈구의 주요 기능과 직접 관련된다

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적혈구가 산소를 운반할 수 있는 이유는 세포질에 고농도로 존재하는 헤모글로빈(hemoglobin, Hb)이라는 철(iron) 함유 단백질 때문입니다. 헤모글로빈은 폐포 수준의 높은 산소분압에서는 산소와 가역적으로 결합하고, 말초조직의 낮은 산소분압에서는 결합한 산소를 해리시켜 조직으로 내어줍니다. 이러한 산소의 가역적 결합과 해리는 헤모글로빈의 구조적 특성과 알로스테릭 조절에 기반합니다.

헤모글로빈은 4개의 소단위(글로빈 사슬)로 구성된 사량체이며, 각 소단위에는 산소와 직접 결합하는 헴(heme)이 하나씩 자리합니다. 헴의 중심에는 철 이온(Fe²⁺)이 있어 산소 분자와 배위결합을 형성합니다. 핵심! 산소와 결합하는 자리는 알부민이나 글로불린 같은 혈장 단백질이 아니라, 적혈구 내부의 헤모글로빈 분자 안에 있는 철 이온입니다. 알부민은 콜로이드 삼투압 유지와 지방산·호르몬 운반, 글로불린은 면역글로불린과 수송 단백질, 피브리노겐은 혈액응고의 전구물질, 트롬빈은 피브리노겐을 피브린으로 전환하는 효소로서 산소 운반과는 직접 관련이 없습니다.

산소 운반의 효율은 헤모글로빈의 산소 친화도에 따라 조절됩니다. 산소해리곡선(oxyhemoglobin dissociation curve)이 왼쪽으로 이동하면 산소 친화도가 높아져 폐에서 산소 결합은 유리하지만 말초조직에서 산소 방출이 어려워집니다. 반대로 오른쪽으로 이동하면 산소 친화도가 낮아져 조직으로의 산소 공급이 증가합니다. 혼동 주의! 산소 친화도가 높다고 무조건 좋은 것이 아니라, 폐에서의 결합과 조직에서의 해리 사이 균형이 중요합니다. 예를 들어 만성 고혈당 상태에서는 헤모글로빈의 당화(glycation)가 증가하여 산소 친화도가 높아지고 곡선이 왼쪽으로 이동하면서 조직 저산소증이 유발될 수 있습니다.

임상적으로는 동맥혈 산소분압(PaO₂)과 산소포화도(SaO₂)를 통해 헤모글로빈의 산소 결합 상태를 평가합니다. 헤모글로빈 농도가 정상이어도 산소 친화도 이상, 빈혈, 일산화탄소 중독 등이 있으면 실제 조직으로 전달되는 산소량은 감소할 수 있습니다. 일산화탄소(CO)는 산소보다 헤모글로빈에 대한 친화도가 훨씬 높아 헴의 철 이온에 경쟁적으로 결합하므로, 산소 운반 능력을 급격히 떨어뜨리는 대표적 요인입니다. 물리치료 중 호흡곤란이나 피로를 호소하는 환자를 평가할 때는 산소포화도뿐 아니라 헤모글로빈 수치와 산소해리곡선에 영향을 주는 요인(체온, pH, PaCO₂ 등)을 함께 고려해야 합니다.

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