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血液・免疫系 P143(無料公開)

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A 血液

1 血液の成分

血液
約55%液体成分(血漿)約45%有形成分(血球)よりなる

成人の全血液量:体重の約8%

血球
赤血球,白血球,血小板がある

・血漿中には,アルブミン血液凝固因子などの多様な蛋白質が含まれている


■血液に抗凝固薬を加えずに放置すると,血液は凝固して液体成分と固体成分に分離する。この液体成分のこと

血餅
■凝固した塊

2 血液系の役割

血液は血管の中を全身くまなく循環し,細胞・臓器の機能を維持するという生命維持には欠かせない多様な役割を担っている


①酸素と二酸化炭素の運搬

赤血球の最大の機能
肺で吸気中に含まれる酸素を取り込み,全身臓器へ酸素を運搬し,末梢組織で酸素を放出すること
■これを担うのがヘモグロビン
オキシヘモグロビン
酸素と結合したヘモグロビン

デオキシヘモグロビン
組織で酸素を放出したヘモグロビン

・組織では代謝によって産生された二酸化炭素を取り込み,これを肺へ運搬し呼気中に排出する

・組織から出てきた二酸化炭素の多くは炭酸水素イオンとして呼気中に排出される

・生理的条件下では血液による酸素運搬のほとんどがヘモグロビンを介して行われる

ごくわずかな酸素は血液に物理的に溶解する


②物質の運搬

・消化管から吸収された栄養素(ブドウ糖,アミノ酸,脂質)は肝臓で代謝された後,血流を介して全身に運ばれる
副腎や甲状腺などの局所で分泌されたホルモン
血流により全身の組織へ運ばれて作用を発現する

■全身臓器における代謝の結果産生された尿素窒素,クレアチニンなどの老廃物:血液によって腎臓へ運ばれ尿中に排泄される

③生体内部環境の維持

血液による生体の内部環境維持機能
体温調節,酸塩基平衡の調節,浸透圧体液量の調節
血液
■血液循環によって体内に熱を均等に分布させ,必要に応じて放散・保持を行うことで体温調節に関与している

運動により体内で熱が産生された場合
皮膚の血流を増加させ発汗により熱を体外へ放散する
・血液は二酸化炭素の肺からの呼出とともに,腎臓血液自身の緩衝作用により,体内の酸塩基平衡を保ち血液pHを維持している
血漿蛋白質のなかでもっとも多いアルブミンは,血液の膠質浸透圧を維持することにより血漿の水分を血管内にとどめる役割を果たしている

④生体防御機能

生体内を自由に移動できる白血球は,その貪食能や免疫応答により感染あるいは異物に対抗しており,生体防御機構の重要な担い手である


⑤止血・凝固機能

・外傷などにより血管が破綻し,出血が起こった場合:血小板凝固因子の作用による止血機構が作動し,失血に対抗する

・出血部位にはまず血小板が粘着凝集し,血小板血栓による止血が行われ,引き続き血液凝固機序が作動しフィブリンによる止血が完了する

B 血球

血球
赤血球,白血球,血小板に大別

血球の産生の場である骨髄では,末梢血に認められる血球のみならず,それらのさまざまな成熟段階の細胞が認められる

1 赤血球

・両面に陥凹を有する直径約7〜8μm,厚さ約2μmの扁平な円盤状を呈する無核細胞

・毛細血管床など狭い空間を通過する際に十分な変形能発揮する。高い変形能のおかげで容易に破壊されない

・球形に比べ表面積が大きいため肺および組織におけるガス交換の効率が高い

赤血球は血液1mm3当たり
■成人男性500万個
■成人女性450万個

・血液の総容量に対する容積の割合(ヘマトクリット値)は40~45%である

赤血球の主成分
ヘモグロビンであり,酸素および二酸化炭素の運搬を担い,血液緩衝系としても作用している

・ヘモグロビン1gは最大1.34mLの酸素と結合

2 白血球

・細胞内に顆粒を有するものと有さないものがある(単球とリンパ球)。さらに顆粒を有するもののなかでも染色性が好酸性(好酸球),好塩基性(好塩基球)および中性(好中球)のものなどに分かれる

白血球数
■健康成人で血液1mm3当たり5,000~1万個が目安

寿命:赤血球の80〜120日と比べるとはるかに短い

・血球数は健康時においても変動する
■例えば
寒冷刺激,運動,精神的ストレス激痛時など
には増加傾向を示す

感染症,熱傷手術など
の外科的ストレスが加わった場合,あるいは白血病などでも白血球数増加する
血液中で増加する白血球の種類から,ある程度は原因を推測することができる
好酸球が増加する場合
▶アレルギー性疾患寄生虫感染症など
好中球の増加する場合
▶細菌感染症,炎症,組織損傷など

好中球
■白血球のなかで最多数を占める

・白血球の主な機能
■体内に侵入してきた細菌や異物を貪食作用により無差別に白血球内に取り込み消化・分解して無毒化すること
リンパ球により特異的な生体防御機構である免疫能を獲得すること

リンパ球

・リンパ球は骨髄のみで分化・成熟するB細胞と骨髄から胸腺に移行して分化・成熟するT細胞がある

B細胞
■特異的抗体(免疫グロブリン)を分泌して液性免疫を担う

T細胞
免疫を記憶するリンパ球を増産して細胞性免疫機能を発揮

出典:ゴロ−@解剖生理イラスト

3 血小板

血小板
■骨髄の巨核細胞の細胞質から生成される直径2~5μmの不正形をした小体

・血液1㎥当たり
15万~50万個程度存在

・血小板は非常に壊れやすく,その寿命8~11日

血小板の主たる役割
■小さな血管の破綻による出血に対し初期的止血を図ること

4 血球の産生

・血球の産生は胎生期生後大きく異なる

・生後は骨髄が造血の中心場所となり,加齢に伴って部位が変わっていく

・すべての血球は,その源をさかのぼると1種類の幹細胞という血球にたどりつく


赤血球

・骨髄で幹細胞から赤芽球を経て産生

・主成分であるヘモグロビン鉄,ポルフィリン,グロビンから合成される

寿命を迎えた赤血球は,その大部分が脾臓で破壊される

赤血球の増生を促すホルモン
エリスロポエチン
エリスロポエチン
■血液中の酸素分圧低下に伴い,尿細管間質細胞から分泌される

・慢性腎不全により腎機能が低下すると
エリスロポエチンの産生が低下するため貧血を引き起こす

白血球

・骨髄で幹細胞から分化した骨髄系細胞リンパ系細胞から産生

骨髄系細胞
顆粒球単球が産生

リンパ系細胞
リンパ球が産生

・白血球のなかでもっとも多い好中球は、幹細胞から分化・成熟した骨髄芽が球から産生

・好中球は血流中では約10時間しか滞留せず,すべてが組織へ移行する

・好中球の寿命
約4日で,寿命に達した好中球は自己崩壊する


血小板

・骨髄の幹細胞が巨核球系細胞に分化し,成熟巨核球となった後に産生される
・巨核球は細胞質から小片が分離し,これが血小板になる
・血小板は最終的には脾臓破壊される

C 血漿

1 血漿とその成分

体液(水分)
■成人男子では体重の約60%を占めており,その
約2/3は細胞内液
約1/3は細胞外液
に存在

細胞外液
約3/4間質液か,
約1/4血管内に血漿
として存在

2 血漿の役割

・血漿の機能
■生体の恒常性を維持している

血漿中のアルブミン
膠質浸透圧を維持し,血管内に水分をとどめるために大きな役割を担っている

D 血液型

・輸血においては赤血球の血液型がもっとも重要

・なかでもABO式血液型とRh式血液型がとくに重要である

1 ABO式血液型

・ABO式血液型
■赤血球表面のA抗原およびB抗原の存在により決定される

A型(40%)O型(30%)B型(20%)AB型(10%)

2 R式血液型

テキストP147参照

E 骨髄の構造と機能


骨膜に覆われ,骨の表層は硬い皮質骨からなり,全骨量約80%を占める

深層海綿骨で,全骨量約20%であるが,表面積は皮質骨の2倍以上を占める

骨髄
■海綿骨の間隙および髄腔を満たす組織

・骨の表面には栄養孔が存在し,髄腔につながり,血液が供給されている

骨髄
赤色骨髄黄色骨髄に分けられる

色骨髄
■毛細血管に富み,赤血球,血小板,白血球作る造血組織として働く

小児の骨髄組織はすべて赤色骨髄

加齢とともに脂肪に富んだ黄色骨髄に置き換わる

成人赤色骨髄は主として
扁平骨腸骨,頭骨,肩甲骨,胸骨など)に存在

F 脾臓

脾臓
リンパ組織,造血組織が変化・発達したもので,正常では80~120g

・膵臓の尾側端脾動静脈を介してつながり腹腔のもっとも左上背側,左側腎臓腹側に位置する

脾門部
血管の出入口

中央では脾動静脈を介して膵臓
上部では短胃動静脈を介して胃大彎側
下部では脾結腸間膜を介して横行結腸,左結腸曲(結腸脾彎曲部)とつながる

・機能
■成人では老朽化した血球破壊し,骨髄で新生された血球との間の調節を行う

・細網内皮細胞異物,細菌,毒素の貪食,これらの刺激を受けて各種サイトカインの分泌を行い,刺激環境の変化に対する全身的反応の調節を司る

免疫系の中枢としても重要

G 止血と凝固

出血
■血液が血管外に流出する状態

出血が続けば循環血液量が減少し,末梢組織への酸素供給が障害され,生体は危機に陥る

1 一次止血

・血管が破綻すると血管内皮が剝がれ,露出した血管内皮下組織のコラーゲン血小板が粘着

血小板凝集塊(一次血栓)により応急的な止血がなされる

2 二次止血

・血管が破綻すると血小板粘着・凝集が起こる一方で,凝固因子が活性化され,フィブリン線維形成される

・活性化された第Ⅹ因子がトロンビンを形成し,トロンビンフィブリンを形成する

フィブリンは重合し,最終的に安定化したフィブリン二次血栓)ができあがる

3 凝固因子

血液凝固機序
12の血液凝固因子リン脂質(血小板膜) などが関与

・これらの因子が次々と活性化されてフィブリンが形成される

4 血栓

フィブリン血小板が凝集した一次血栓を強化・安定化し,これにより持続的な血栓(二次血栓)ができる

・血栓内の血小板は自己融解により徐々に消失し,24~48時間後の血栓は完全にフィブリンに置き換えられる

5 線容

フィブリン血栓
血管損傷部の修復が完了した時点で不要となるばかりか,長期にわたって残存すれば生体に不都合を及ぼす

線維素溶解系(線溶系)
■生体には不要となったフィブリン血栓を溶かそうとする機構

プラスミン
フィブリンあるいはフィブリノゲンを分解する

H 免疫

1 免疫の役割

免疫
■体内にある物質が「自己」か「非自己」かを認識し,自己以外のものを排除しようとすること

白血球のうちのマクロファージ好中球細菌やウイルスを貪食する

自己免疫疾患
自己の体の構成成分に対して自己以外のものと誤って認識したりして免疫反応が進み,種々の臓器・系に機能障害をきたす

免疫は生体に対して有利に働く場合と,不利に働く場合がある

2 免疫の仕組み

生体防御機構
外界からの異物の侵入に対して自己を防御するメカニズム

生まれながらにして備わっている生体防御作用と,生後獲得する生体防御作用とがある


自然免疫あるいは先天免疫
生まれながらにして備わっている生体防御作用

獲得免疫あるいは後天免疫
後獲得する生体防御作用


①自然免疫

白血球のなかでも
単球,マクロファージ,顆粒球(好中球,好酸球,好塩基球)
による生体防御作用としての食作用が中心となる

皮膚や粘膜のバリア,胃酸などの防御体制自然免疫に含める

②獲得免疫

・ある抗原の侵入を受けた結果,その抗原に対して特異的に成立する免疫

B細胞T細胞


出典:ゴロ−@解剖生理イラスト

3 免疫系

免疫系には非特異的免疫特異的免疫の2つの機構がある


①非特異的免疫

ヒトが生まれながらにもっているもの

先天免疫あるいは自然免疫という

非特異的免疫にかかわる細胞
食細胞ナチュラルキラー細胞の2種

■これらの細胞は多くの細菌,ウイルスなどの微生物が処理する

・またこれらの細胞が機能を発揮するのには,血液中の特定の物質(液性因子)が関与


食細胞

・血液中に微生物が侵入した際に、白血球のなかでも大型の好中球単球
また組織内ではマクロファージと呼ばれる大食細胞が液性因子の助けを借りて微生物を識別し,
細菌,ウイルスを貪食する

ナチュラルキラー細胞(NK細胞)

・大型のリンパ球で,
細菌のほかに腫瘍細胞ウイルス感染細胞などを破壊する

Tリンパ球の仲間

液性因子

・これら大型細胞の食作用は,ある種の免疫グロブリンや補体,サイトカインなど液性因子により仲介されている


出典:ゴロ−@解剖生理イラスト


②特異的免疫

・病原物質(抗原)との接触の結果,抗体ができて抗原と反応し,抗原を変性させ,抗体産生を記憶している状態

病気にかかった後や,予防接種などにより生じた免疫状態

獲得免疫(後天免疫)ともいう

・ヒトの身体には,食細胞よりももっと高度に発達した特異的免疫系が2系統存在する。それらの主役は液性免疫を担う免疫グロブリン細胞性免疫を担うリンパ球である

・リンパ球は大きく2種類に分けられる
Bリンパ球Tリンパ球


液性免疫

免疫グロブリン抗体

IgM,IgD,IgG,IgA,IgEの各タイプに分類される

抗体は,侵入してきた細胞を取り囲んで食細胞に貪食されやすくしたり,細菌の分泌する毒素を中和したり,ウイルスが細胞に吸着し侵入するのを阻止する作用をもっている

細胞性免疫

・微生物や微生物に感染した細胞を標的として,免疫を担当する細胞が攻撃する

Tリンパ球がその主役を担っている

ヘルパーT細胞は,液性免疫を担当するB細胞が免疫グロブリンを産生するのを助ける


出典:ゴロ−@解剖生理イラスト


③能動免疫と受動免疫

能動免疫

・病原体の弱毒株や毒性をなくした毒素(トキソイド)を与えて,抗体を産生させて免疫性を獲得させる方法

・多くの予防接種破傷風に対するトキソイド投与がこれにあたる


受動免疫

直接に抗体を与えて免疫性を獲得させる方法

・マムシに対するまむしウマ血清投与や,破傷風などの重症感染症における人免疫グロブリン投与など

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