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生理学ノート02「血液」

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1.血液の組成と働き
ア.特徴
血液は比重1.06、ph7.4の液体
体重の約13分の1(8%)
血漿と細胞成分(赤血球、白血球、血小板)よりなる
血液の容積の55~60%が血漿、45~50%が細胞成分

*******************************************
5月6日

イ.主な働き
・物質の運搬:ヘモグロビンが酸素を運んだり
・内部環境の恒常性の維持
・身体の防御
・止血作用

■1)赤血球
(特徴)
無核
多量のヘモグロビンを含む
(役割)
主としてO2の運搬
CO2の運搬やPhの運搬

(1)形状と数
・直径 約7~8マイクロメートル
・厚さ:約1~2マイクロメートルの円盤状
・両面の中央がくぼんでいる
・1立方ミリメートル中に、成人男子で約500万個、成人女子で約450万個存在する
(2)ヘマトクリット(ヘマトクリット値)=赤血球容積比
全血液容積に占める赤血球容積の割合のこと
正常値は成人男子:45%、成人女子:40%
貧血で低下、脱水で上昇
(3)赤血球沈降速度(血沈、赤沈)
一時間で赤血球が沈降した長さのこと
赤血球の凝集度、血漿の粘性、赤血球の数などに左右される
正常値は成人男子:10ミリメートル以下、成人女子:15ミリメートル以下
数々の化膿性疾患、悪性腫瘍、重症の貧血で高くなり
赤血球増多症、ある種の肝疾患では低くなる
(4)ヘモグロビン(血色素、Hb)
ア.ヘモグロビンの構造と役割
グロビンというタンパク質とヘムという鉄を含む分子が結合したもの
O2、CO2の運搬や、血液のPhの緩衝に重要である
イ.ヘモグロビンと酸素の結合
ヘモグロビン1グラムは1.34ミリリットルのO2と結合可能
成人では約14~16グラム/デシリットルを含む
つまり、血液1デシリットルあたり、約20ミリリットルのO2を運ぶことができる

★酸素と結合したヘモグロビンを:酸素化ヘモグロビン
酸素を話したヘモグロビン:脱酸素化ヘモグロビン
★動脈血の色:鮮紅色
静脈血の色:暗赤色

ウ.CO2の運搬
一部はヘモグロビンと結合して運ばれ、大部分は重炭酸イオン(HCO3-)として運ばれる

(5)新生と寿命
ア.新生
赤血球は主に骨髄で産生される
幹細胞→前赤芽球→赤芽球→(脱核)→網状赤血球→赤血球
と分化成熟する
新生にはタンパク質、脂質、糖質などのほかに異化の因子が必要
a.エリスロポエチン
腎臓から分泌されるホルモン
骨髄に作用して赤血球新生をうながす
酸素不足が数日間続くと分泌が増加
b.抗貧血ビタミン
ビタミンB12や葉酸は骨髄における赤血球新生を促すビタミン
ビタミンB12が小腸から吸収されるには、胃液に含まれる内因子と結合しなければならない
c.鉄
ヘモグロビンの構成材料として不可欠
イ.寿命
約120日
一日に約1%が破壊され、新しいものと置き換わる

p29の絵参照
(6)破壊
脾臓の細網内皮系で溶血または食作用 によって破壊される
★細胞が古くなると細胞内皮のフィルターを通り抜けられなくなり、つまる。そこを食作用で食べられて破壊される
ア.ビリルビン
ヘモグロビンはヘムとグロビンに分解され、ヘムは鉄をはなしてビリルビンになる
この時点ではビリルビンは不溶性(=間接ビリルビンまたは非抱合型ビリルビン)
アルブミン(タンパク質)と結合して肝臓へ運ばれる
肝臓でグルクロン酸抱合を受けて、水溶性となる(=直接ビリルビン、抱合型ビリルビン)
胆汁の成分として、十二指腸に排泄される
腸内で最近の作用により還元(酸素を話す))され、ウロビリノゲンとなる
約80%は糞便中に排泄される
約20%は腸から吸収され、その一部は尿中に排泄され、一部は肝臓から再び腸管へ排泄される(腸肝循環)

***************************************
5月10日
イ.鉄・グロビン
鉄は肝臓や脾臓に蓄えられ、赤血球新生に再利用される
グロビンも再利用される
★血液中のビリルビン濃度は正常成人で0.2~1.2ミリグラム/デシリットルだが、約2ミリグラム/デシリットルを越えると黄疸が認められるようになる

(7)溶血
赤血球膜が壊れ内部のヘモグロビンが細胞外に流出する現象のこと
細胞外に出たヘモグロビンは酸素運搬能を失う
ア.原因
・低張液に入れたとき
★低張液:濃度の薄い液(水など)
・細菌の毒素
・血液型不適合輸血
・振動、超音波などの物理的刺激
・表面活性などの科学的刺激
など

(8)貧血
赤血球またはヘモグロビン量が減少した状態、それに伴う症状のこと
粘膜、結膜、皮膚、爪の色に反映される→蒼白色
全身倦怠、頻脈などの症状がでる
ア.原因
・栄養不足
・骨髄の障害
・溶血
・エリスロポエチンの分泌障害
など

p31
■2)白血球
(1)種類と形状
・赤血球より大きく、有核である
・種類
顆粒球…好中球、好酸球、好塩基球 に分類
酸、塩基、両方の物質に染色される
単球、リンパ球
・白血球中の割合
1.好中球(50~70%)
2.リンパ球(約30%)
3.単球(5%)
4.好酸球(1~2%)
5.好塩基球(1%未満)

(2)数
平均5000~9000個/リッポウミリ

(3)機能
ア.食作用
細菌などが進入した時、白血球が遊走し、それらを取込み分解、消化すること。
好中球と単球でこの作業が著しい
好中球を小食細胞とも言う
血中から組織中へ出た単球をマクロファージ(大食細胞)
好中球は炎症初期、単球は慢性期に出現

イ.抗体の産生
リンパ球は免疫機構をつかさどり、主にT細胞とB細胞に区別される
T細胞は直接抗原を攻撃し、B細胞は形質細胞となって抗体を産生し、それが抗原を攻撃する

(4)新生と寿命
次のように分化成熟する(この流れは暗記する必要なし)
・幹細胞→骨髄系幹細胞→骨髄芽球→骨髄球→顆粒球
・幹細胞→骨髄系幹細胞→単芽球→前単球→単球
・幹細胞→リンパ系幹細胞→リンパ芽球→前リンパ球→リンパ球

顆粒球の寿命は2~14日、
リンパ球の寿命は数日間~数十年までさまざま
老化した白血球は脾臓で破壊される

■3)血小板
(1)形状と数
直径2~5マイクロメートルの円板状をした無核の細胞
血液1立方ミリメートル中に15~40万個存在

(2)機能
ア.止血
a.血管収縮
血管が傷害されると、それが刺激となり血管が収縮する
→傷害部位の血流が減少
b.血栓(p34の絵参照)
血小板は血管壁の傷害部位の露出した膠原線維に付着
血小板からセロトニン(血管収縮に働く)やADP(血小板の凝集を促進する)などが萌出される
血小板はADPによって凝集し、血小板血栓を傾性する
c.血液凝固
血管収縮、血小板血栓傾性による止血は、一時的なものであり、続いて血液凝固が起こり止血が完了する

(3)新生と寿命
次のように分化成熟
幹細胞→巨核芽球→巨核球→血小板(巨核球の突起が血中に分泌されたもの)
寿命は5~10日、老化した血小板は脾臓で破壊

■4)血漿
(1)成分と機能
血漿は淡黄色の液体
①組成
水分…91%
タンパク質…7%
脂質…1%
糖質…0.1%
無機質…0.9%
②水
・物質の運搬
・溶解(成分を溶かす)
・血圧の維持
などに重要
③電解質(イオン)
・大部分はNa+とCl-である
・ミネラルの補給、体液の浸透圧やPh維持などに関与
★血漿と同じ濃度の食塩水(0.9%)を生理的食塩水
④血漿蛋白
血漿中に溶けているタンパク質のこと
その濃度は7.5グラム/デシリットルである
アルブミン、グロブリン、フィブリノゲンに分類される
アルブミンがもっとも多く、これらの60~70%を占め、次にグロブリンが多い。フィブリノゲンが一番少ない
アルブミンとグロブリンの比をA/G比という(正常では1.5から2.0)

ア.アルブミン
肝臓(※)で作られる
細胞へのアミノ酸の供給源である
血漿の膠質浸透圧の維持に関与する
★膠質浸透圧:血漿と細胞の間質液ではタンパク質の濃度が違う。血漿の方が濃いので間質液から血漿へ浸透圧がかかる
血液の酸、塩基平衡に特に関与する

イ.グロブリン
α1、α2、Β、γの四種類
・α1、α2、Β
肝臓で作られる
ホルモン(α1が甲状腺ホルモン)、ビタミン、鉄(α2)、銅(β)などの運搬に関与する
・γグロブリン
γグロブリンは形質細胞から作られ、抗体として免疫反応に関与する(リンパ球の働きを参照)

ウ.フィブリノゲン
肝臓で作られる
血液凝固に関与する

⑤糖質、脂質
細胞のエネルギー源となる

⑥老廃物
尿素、尿酸、クレアチンなど

(2)緩衝作用
血液のPhは通常7.35~7.45だが、酸または塩基が加えられてもそれによるPhの変化を緩和する作用のこと

*****************************
5月13日(緩衝作用の続き)
①血液の緩衝系
ア.重炭酸緩衝系
H+ + HCO3-(重炭酸イオン) ←→ H2CO(炭酸) ←→ CO2 + H2O
血中に酸が入ると、重炭酸イオンの働きにより弱酸炭酸へ変化する、その後水と二酸化炭素に分解され、二酸化炭素は肺から排出される
★H+があると酸性に傾く

イ.リン酸緩衝系
血中のリン酸濃度にはこの系の寄与は少ない
H+ + HPO4^2- ←→ H2PO4

ウ.血漿タンパク緩衝系
血漿タンパクも酸の中和に関与
特にアルブミンが括約

エ.ヘモグロビン緩衝系
ヘモグロビンは酸素とくっつくと水素イオンを放出しやすく、酸素をはなすと水素イオンとくっつきやすい
末梢では水素イオンと結合して酸を中和する

★酸塩基平衡の維持をつかさどるもの
①血液の緩衝作用
②肺:CO2の排出
③腎臓:H+の排泄、重炭酸イオンの再吸収

(3)アシドーシス、アルカローシス
血液のPhが正常範囲を超えて酸性側に傾いた状態をアシドーシス、アルカリ性側に傾いた状態をアルカローシスという
呼吸性によるものと、代謝性によるものとがある

ア.呼吸性アシドーシス
呼吸器疾患などで呼吸が傷害され、CO2が体内に蓄積した場合に起こる
イ.呼吸性アルカローシス
過換気により、CO2が過度に排出された場合に起こる
ウ.代謝性アシドーシス
糖尿病などで酸性物質が蓄積した場合などに起こる
エ.代謝性アルカローシス
激しい嘔吐による胃液中のHClの喪失によって起こる
★ここでいう酸性、アルカリ性は基準と成るPH7.35より高いか低いかで決まる

**************************************************
5月14日
p37
2.血液凝固の仕組み
ア.血餅
血液は血管外に出ると5~10分以内にゼリー状の塊となる
これを血餅という
イ.血清
血餅はやがて退縮して硬くなり、透明な淡黄色の液体がでる
これを血清という
血清=血漿 - (フィブリノゲン + 凝固因子)

→ア、イの流れが血液凝固

(1)血液凝固系
①第1相
種々の血液凝固因子が活性化される相
血漿に由来する内因性凝固機序と組織に由来する外因性凝固機序
ア.内因性凝固機序
血管が傷害されたりして血液が異物と接触すると、血漿中の第XⅡ因子、第XⅠ因子、第Ⅸ因子が次々に活性化される
活性第Ⅸ因子はカルシウムイオンと第Ⅷ因子の存在下で血小板因子と反応して第10因子を活性化する
★異物進入で12因子活性化

第11因子が活性化、

第9因子が活性化

第9、8因子、カルシウムイオン、血小板因子と反応

イ.外因性凝固機序
組織が破壊されて組織液が血液に触れると、組織中に存在する第Ⅲ因子(組織因子)が血漿中の第Ⅶ因子を活性化させる
活性第Ⅶ因子はカルシウムイオンの存在下で、血漿中の第Ⅹ因子を活性する

②第2相
トロンビンが生成される相
活性第Ⅹ因子は血小板因子(第Ⅴ因子)、カルシウムイオンの存在下で血証中のプロトロンビンを活性化してトロンビンに変える
ア.プロトロンビン(第Ⅱ因子ともいう)
ビタミンKの存在下において肝臓で産生される

********************************************************
5月17日
③第3層
フィブリンの生成される層
トロンビンがフィブリノゲン(線維素原)に作用して可溶性のフィブリン(線維素)の重合体ができる
この重合体に活性第13因子とカルシウムイオンが作用して、不溶性のフィブリン網が作られる
フィブリン網に血球が捕らえられ血液凝固が完了する

(2)線維素溶解(線溶)系
血管内で一度凝固した血液は、血管が完全に修復されると、再び溶解する
この現象はまずプラスミノゲンがプラスミノゲンアクチベーターの作用により活性型のプラスミンとなる
このプラスミンの作用により、フィブリンが分解される
ア.プラスミノゲンアクチベーター
血管内皮細胞や尿、唾液、涙液、など汗以外のほとんどの分泌液中に存在する

(3)凝固阻止物質
ア.ヘパリン
肝臓に存在し、アンチトロンビンⅢの作用を増強し、トロンビンを不活性化する
イ.アンチトロンビンⅢ
トロンビンや第Ⅹ因子と結合してその働きを抑制する
ウ.プロテインC、プロテインS
第Ⅴ因子と第Ⅷ因子を不活性化する
エ.クエン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、EDTA
試験管内の血液凝固阻止としてカルシウムイオンを除くために用いられる

3.血液型
(1)ABO式血液型
ア.凝集原
赤血球の膜に存在するA、Bの二種の抗原(凝集原)の有無によって分類される
Aのみを持つもの:A型
Bのみを持つもの:B型
AB両方持つもの:AB型
AB両方持たないもの:O型
イ.凝集素
血漿中には凝集原に対するα、βの二種の抗体(凝集素)が含まれる
A型:βをもつ
B型:αを持つ
O型:両方持つ
AB型:両方もたない
ウ.凝集反応
Aとα、Bとβの組み合わせで起こる
エ.遺伝子型
ABO式血液型はメンデルの法則にしたがって遺伝する
OはAとBに対して劣性で、ABの間には優劣はない
A型:AA、AO
B型:BB、BO
O型:OO
AB:AB

(2)Rh式血液型
Rh因子は赤血球の膜にある抗原で、アカゲザルの赤血球にあるものと同じためこのように名づけられた
Rh因子を持つ人をRh陽性(Rh+)、持たない人をRh陰性(Rh-)という
日本人の99.6%がRh+である
輸血を繰り返す場合や妊娠時に問題になる
★Rh-の人にRh+の血液を輸血すると一度目のときに抗体ができて、二度目以降は抗原抗体反応が起こる
Rh-の母親がRh+の子供を二回以上妊娠したとき





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