적혈구

 적혈구는 혈액의 구성 성분이다.

 적혈구는 산소 운반을 위해 특화된 세포로, 세포핵이 없는 대신 산소 운반을 위해서 헤모글로빈이라는 단백질을 갖고 있다.

 혈액의 혈구세포 중 가장 많으며 1mm3 당 남자는 약 500만 개, 여자는 450만 개 가량 들어 있다. 직경은 7.2~8.4μm 두께는 가장 두꺼운 부분이 2~3μm 중심부위는 1μm이며 모양은 포유류에서는 양면이 오목한 쌍요면체이여서 좁은 모세혈관을 통과할 수 있다. 헤모글로빈은 적혈구 건조 중량의 95%를 차지하며, 포도당을 에너지 원으로 사용한다. 혈액형은 적혈구 세포 막의 탄수화물에 의해 결정된다.

 작동 원리

 적혈구에서 실제로 산소를 운반하는 생물질은 철이온을 가진 헤모글로빈이다.이 헤모글로빈이 붉은 색이 적혈구의 붉은 색을 나타낸다. 헤모글로빈이 붉은 이유는 헤모글로빈에 있는 철이온이 붉기 때문이다(산화된 철의 색은 붉다.). 이 철이온이 산소와 결합을 잘하기 때문에, 헤모글로빈은 산소와 잘 결합한다.

 헤모글로빈의 산소에 대한 친화도(affinity)는 2,3-bisphosphoglycerate(2,3-BPG)와 수소 이온의 농도에 영향을 받는다. 우선 수소 이온의 농도(pH)가 낮을 수록 헤모글로빈의 산소에 대한 친화도는 떨어진다. 이산화탄소가 체액에 녹으면 탄산칼슘이 되어 체액이 산성이 되기 때문에 이산화탄소의 농도가 높을수록 pH가 낮아지고 산소에 대한 헤모글로빈의 친화도가 떨어지는 것이다. 결국 이산화탄소의 농도가 높으면 헤모글로빈에서 산소가 떨어져 나가는 확률이 높아진다. 그렇기 때문에 이산화탄소가 많은 곳에서는 산소가 헤모글로빈으로 부터 떨어져나오는 것이다. 생체 조직은 산소에서 에너지를 얻고 결과물로 이산화탄소를 발생시키는데, 이산화탄소가 많다는 것은, 따라서, 에너지원이 부족하다는 의미이고, 이 때 헤모글로빈에서 산소가 떨어져 나오는 것이다. 이것을 목적론적 관점에서, 헤모글로빈에서 산소가 공급된다고 생각하는 것이다. 다음으로는 2,3-BPG에 의한 헤모글로빈의 산소에 대한 친화도의 변화이다. 순수한 헤모글로빈은 산소에 대한 친화도가 매우 높다. 실제로, 순수하게 분리해 낸 헤모글로빈은, 오직 8%만의 산소만을 풀어 놓는다. 이것은 일반적인 생체 환경에서 77%의 산소를 풀어 놓는 것과 매우 대조적이다. 이러한 차이는 생체 내에 존재하는 2,3-BPG에 의해 발생한다. 2,3-BPG는 헤모글로빈이 산소를 잃은 상태를 안정화시킨다. 즉, 헤모글로빈이 산소를 잃은 상태는 불안정한데, 이 상태를 2,3-BPG가 안정화시키기 때문에, 헤모글로빈은 산소를 잃어도 2,3-BPG가 있다면 안정하게 존재할 수 있는 것이다. 이러한 이유 때문에, 2,3-BPG가 있는 생체 환경에서는 헤모글로빈이 산소를 떼어 낸 상태로 존재하기가 쉬운 것이다. 2,3-BPG는 체액에서 완충 용액을 하는 물질로, 체액에 일정 정도는 항상 존재한다.

 적혈구가 모자라면 빈혈이 일어난다. 왜냐 하면, 생체 조직은 산소를 에너지원으로 사용하므로, 산소가 꼭 필요한데, 적혈구가 모자라게 되면, 산소를 운반해주는 분자가 부족한 것이므로, 에너지원을 정상적으로 공급받지 못하기 때문이다.