血球成分の種類と働き

血液の働きと血球成分(赤血球、白血球、血小板)

血液は、全身の細胞に栄養分や酸素を運んだり、二酸化炭素や老廃物を回収する為の仲介者的な役割を持っています。ヒトの血液は、体重のおよそ 1/13(男性で約8%、女性で約7%)で、体重70 kgの男性の場合はの場合は、約5kgの血液が血管の中を流れています。血液に含まれる細胞成分(血球)と液体成分(血漿)とから成り立っています。血球成分は、赤血球白血球血小板に分けることができ、それぞれ固有の形と機能を持って生命の維持に欠かすことのできない大切な役割を担っています。また、血液を問題なく循環させる為には、血液を流す為のホースとなる血管や循環器系があります。血管系には、開放血管系と閉鎖血管系があります。ヒトをはじめとする脊椎動物は閉鎖血管系であり、特に外傷などが無い限り、血液は血管の内部のみを流ます。血管の外には組織液があり、液体成分と一部の血球は血管の壁を越えて出入りする。血管の周囲にある細胞は、組織液に浸っていると考えてよいです。また、血液の流れを血流もしくは血行といいます。心臓から送り出された血液は全身を循環し、30秒程度で心臓に戻ってきます。

赤血球(Red blood cell)

赤血球 Red blood cell-血球成分-

赤血球とは、血液中に含まれる血球成分の一つで赤い色をしています。この赤色はヘモグロビンという色素によるもので酸素と結合すると鮮やかな赤色になります。その為、酸素が多い動脈血では、赤血球中のヘモグロビンと酸素が結合して鮮やかな赤色を呈し、逆に静脈血では、赤血球中のヘモグロビンが酸素ではなく二酸化炭素と結合をし赤黒い色を呈します。赤血球の大きさは、直径が7-8μm、厚さが2μm強ほどの両面中央が凹んだ円盤状であり、正常な人の赤血球数は、血液1μLあたり成人男性で450-650万個、成人女性で380-580万個程度で血液の容積のおよそ4-5割程度が赤血球の容積になります。骨髄で作られる赤血球の寿命は120日程度で、毎日骨髄では2000億個弱程度の赤血球が造られると言われています。寿命が来た赤血球は、脾臓や肝臓で主に分解されます。赤血球は、ミトコンドリアを持たないため、細胞の活動に必要なエネルギーは嫌気性解糖系と呼ばれる酵素によって糖(グルコース)を分解して得れます。赤血球は、体のすみずみの細胞にまで酸素を供給するため、やわらかく非常に変形能力に富み、自分の直径の半分以下の径の狭い毛細血管にも入り込み通過することができる形状となっています。赤血球に関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

白血球(White blood cell)

白血球 White blood cell-血球成分-

白血球とは、外部からの細菌、ウイルスの侵入を防ぐ機能がある血球成分です。怪我などをすると出血は止まりますが、キズ口が開いたままです。血液には栄養がたっぷりと含まれておりウイルス達にとっては非常に攻撃しやすい侵入口となります。ウイルスが侵入する事で発熱したり、思わぬ病気になったりしますので、何としてでも侵入を防がなければなりません。この時に外部からのウイルス等の侵入に対し防衛する働きが白血球になります。一般にはリンパ球、顆粒球(好中球好酸球好塩基球など)、単球の総称とされている。顆粒球は骨髄で産出され、末梢血内の白血球の半分から3/4程度を占めている。細胞質には殺菌作用を持つ顆粒が存在する。リンパ球は末梢血内の20から40%を占め、単球は3から6%ほどを占めている。組織内には単球の分化が進み組織ごとに適応し、異物の呑食・不要になった体細胞の処理、体液性免疫細胞への抗原提示、サイトカインの放出などさまざまな役割を果たすマクロファージが存在する。白血球数の変化は、喫煙・運動・ストレス・月経・妊娠・ステロイド薬の服用などによっても起こります。健康な人でも基準値から外れることもあり「白血球数の異常=病気」とは限りません。何も症状が出ていない場合、重大な病気ではないケースが多いと考えてよいでしょう。一般的に、白血球数の正常範囲は、1マイクロリットルあたり約4000~1万1000個といわれています。個人差が大きく、範囲は広く設定されています。白血球数に明らかな異常があるときは、何らかの病気が疑われます。白血球に関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

好中球の成分と働き

好中球は、健康な人の白血球の約50~70%が好中球であり白血球の中で一番多い血液細胞になります。好中球は、1日に1000億個程度作られ大きさが12~15μmで寿命は約10時間~数日と非常に短いです。侵入してきた細菌やウイルスに対して殺菌効果がある顆粒を作り出し分泌する事ができる顆粒球の1つになります。同じように顆粒を作り出す事ができる白血球には、好酸球好塩基球があります。好中球はアメーバみたいな運動で血管内を移動し、生体内に侵入してきたウイルスや細菌類が起こしている炎症部に集合し、ウイルス、細菌・真菌等の異物を貪食し殺菌作用があります。我などをした後に傷口から発生する膿は、細菌との戦いで死んだ好中球の死骸です。好中球は無色透明で球状であるが核を持ち偽足を出しアメーバー運動し血液内を移動します。好中球に関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

好酸球の成分と働き

好酸球は、白血球の一種類であり、血球細胞内に顆粒を生成する事が出来る顆粒球です。核は通常2分葉で細いクロマチン糸でつながれ細胞周縁に偏在し、細胞の大きさは好中球に比べてやや大きく、直径10~15μm程度の大きさです。健康な人の血液には好酸球数が1マイクロリットル当たり100 〜 500程度存在をしており、血液中の白血球の7%未満と言われております。好酸球は、1879年に名づけられた白血球の一種です。好酸球はアレルギーとの関連性がある事は有名な話でありますが、寄生虫から体を守る為にも重要な働きをしている事もわかっています。気管支喘息などでは、炎症を起こしている部分には好酸球が集まり、集まった好酸球から多くの分泌物を出す事によって喘息の症状が発症している事がわかっております。好酸球から出される顆粒と言われる物質は強い殺菌効果があり、強い炎症を引き起こし炎症部分の細胞を死滅させ、さらに好酸球が炎症部分を攻撃すると細胞が線維化し本来の機能を失ったりもいたします。好酸球数が低下する好酸球減少症は、クッシング症候群やストレス反応によって起こりますが、その機能は他の免疫系によって補われるため、通常は問題を引き起こしません。好酸球に関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

好塩基球の成分と働き

好塩基球は、白血球の中で顆粒を産生する事ができる顆粒球の1つです。好塩基球で産生される顆粒には、ヒスタミン、ヘパリン、ヒアルロン酸などが含まれています。顆粒の中でも特にヒスタミンは、アレルギー反応の際こ放出され、アナフィラキシーショック・じんましん・気管支喘息などを引き起こすとされています。色々と研究はしているが、免疫に関わる機能があると考えられていますが詳しい事は解明されておりません。好塩基球は、普通染色の塩基性色素により暗紫色に染まる大型の顆粒(好塩基性顆粒)をもつものをいいます。大きさは直径10~15μmであり白血球の中でも数は少なく白血球全体の0.5%程度と言われております。好塩基球に関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

リンパ球の成分と働き

白血球の一種になり免疫能を担当する血液細胞です。リンパ球は、好中球よりやや小形の円い細胞で大きさは非常に小さく6~15μmです。リンパ球は、顆粒球のようにペルオキシダーゼは含みません。また、原形質は薄青色で、細胞質は少なく、核周辺は明るく、色素に核は濃く染まり、細く鋭い切れ込みがあるものが多いのが特徴です。リンパ球は、末梢血液中の白血球の中20~40%含み、血液1立方ミリメートル中に1500~2500個存在します。リンパ球は、免疫機能があり自身が出す抗体(免疫グロブリン)などを使ってあらゆる異物に対して攻撃をします。特にウイルスなどの小さな異物や腫瘍細胞に対しては、顆粒球ではなくリンパ球が中心となって対応しています。 T細胞(Tリンパ球)は、体液性免疫や抗体産生に携わっています。そのT細胞をサポートするのがヘルパーT細胞です。キラーT細胞やNK細胞は、腫瘍細胞やウイルス感染細胞の破壊など細胞性免疫に携わる細胞になります。リンパ球に関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

単球の成分と役割

単球は、他の白血球同様に骨髄で産生される血液細胞の一つです。末梢血における単球の白血球に占める割合は3~6%で、直径は20~30μmと白血球の中では最大の大きさを持っています。単球の寿命は血液中では1日以下から数日、組織中では数日から数か月、時には数年です。細菌などの異物をみつけるとアメーバ様運動を行って移動し細菌などの異物を細胞内に取り込み細胞内酵素を使って消化する働きがあります。マクロファージは存在する組織ごとに適応し、異物の呑食、体液性免疫細胞への抗原提示の他に、不要になった体細胞の処理、各種サイトカインの放出、骨髄において赤血球の育成などさまざまな役割を果たします。単球に関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

マクロファージの成分と役割

マクロファージ は単球が変化したものです。白血球の一種類であります単球は血管外の組織に到達すると大きな食作用を有する細胞に変化します。この大きな食作用がある大食細胞またはマクロファージと呼ばれます。マクロファージは結合組織内に広範囲に分布し、また肝臓、脾臓、リンパ組織や肺などの臓器内で集団を作っております。急性炎症では刺激物質が除去され、作用物質が分解されるとマクロファージは最終的には死ぬかリンパ管を通って消失しますが、慢性炎症に移行した場合はマクロファージの集積は持続し、Tリンパ球と相互に刺激しあっています。マクロファージに関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

血小板(Platelet)の役割

血小板は、骨髄の巨核球 の細胞質がちぎれてできたもので、細胞核はなく、大きさも不定形で2~4μmであります。機械的または化学的刺激を受けると突起を出して、不規則な型となります。血小板の表面は、糖蛋白質で覆われ、血管内皮細胞は、陰性荷電を帯びています。怪我をしたあとで自然に血が止まるのは、この血小板が正しく機能している証拠です。血管が破れると、血液中の血小板がその穴の部分に次々と集まってきて穴をふさぎ、やがて固まっていくのです。血管内皮細胞は、陰性荷電を帯びており、その為、正常な血管内では、血小板と血管内皮細胞は結合しないので、血小板の凝集は起らないのです。血管内皮細胞が産生するPGI2は、血小板の活性化を阻害する働きがあります。これら活性型凝固因子の複雑な連鎖反応の結果フィブリンという凝固塊(血餅)が出来て止血します。なお、凝固因子がかかわる検査には、出血時間、プロトロンビン時間、活性化部分トロンボプラスチン時間、トロンボテスト、ヘパプラスチンテスト、フィブリノゲン、FDP、Dダイマーなどがあります。血小板に関する詳しい情報はココで確認する事が出来ます。

血液には体を正常の状態に維持する機能がある

血液はホメオスタシスによりその成分・組成・温度などが一定に保たれているが、それらの定常性が乱れると、身体にさまざまな影響・病状が出る。血液もしくは血液中の水分が大量に失われ、血圧が急激に下がるとショック状態に陥る。これを低血量性ショック(もしくは出血性ショック)と呼び、もっとも多く見られるショックである。また、外見上の出血量はさほどではなくても、外傷性ショックに陥る事がある。強い打撲により毛細血管から水分が漏出すると「腫れ」となる。「腫れ」が広い範囲で発生すれば、血管内、すなわち血液の水分量が減少して血圧が低下し、低血量性ショックとなる。大火傷の場合の熱傷性ショックや、ひどい下痢のために起こる脱水ショックも、低血量性ショックの1つである。血液のpHが7.0 以下になると昏睡に陥り、7.7 以上になると痙攣を起こし、いずれも心臓が停止してしまう。輸液や手術の際には、血液 pH を常に監視し、pH の維持に努めなければならない。アシドーシスとアルカローシスを参照。また、血液中の糖分は、インスリン(インシュリン)の分泌量で調節されているが、分泌量が減ったり、分泌されなくなったり、あるいはインスリンに対する感受性が低下したりすると、血糖値が下がりにくくなる。この状態を糖尿病と呼びます。

酸塩基平衡

血液のpHは、7.35 から 7.45 の間で厳密に調節されております。「炭酸緩衝系および肺の二酸化炭素排出」と「リン酸緩衝系および腎臓の酸排泄」の2つの平衡機構が働いております。炭酸緩衝系および肺の二酸化炭素排出は、血液の pH は、主に炭酸水素イオン(アルカリ性)と炭酸(酸性)の比によって決まります。炭酸水素イオンが減るか、もしくは炭酸が増えると血液は酸性に傾く事になります。身体中ではさまざまな酸が発生しているが、特に呼吸を代表とする酸化反応による二酸化炭素(炭酸ガス)の発生は莫大であり、これは血液に溶解して大量の炭酸となります。これでは酸性になってしまうので、炭酸から炭酸ガスを遊離する方向に緩衝反応が進み、その結果発生した炭酸ガスは呼吸中枢を刺激し、呼吸が激しくなって肺から排出されます。リン酸緩衝系および腎臓の酸排泄は、炭酸以外にも、少量ながら硫酸、リン酸などの酸が体内では産出されます。これらは炭酸と違い、ガス化して肺から排出出来ないために、リン酸塩による緩衝作用、および腎臓からの排出によって調節されます。血液中には、リン酸二水素イオンとリン酸水素イオンが約1:4の比で存在し、これも緩衝液としての機能を果たします。また、過剰な酸は主にリン酸二水素イオンの形で尿中に排出します。

糖平衡作用

血液は全身のすみずみまで、エネルギー基質であるブドウ糖やアミノ酸、遊離脂肪酸などを運搬し、体細胞が常に一定のエネルギー基質を使えるようにしています。(ただし、タンパクやアミノ酸がエネルギーとして使われるのは、原則として非常事態の時に限られています。)。健常なヒトの場合、安静時には血液 100 ml 中の血糖(ブドウ糖)は、おおよそ 100 mg で安定しています。これは主に、膵臓のα細胞から分泌されるグルカゴン、β細胞から分泌されるインシュリンにより調節される。食事により血糖が上昇すると、β細胞からインシュリンが分泌され、血糖をグリコーゲンにして肝臓に貯蔵する仕組みとなっています。また、脂肪を脂肪組織に固定したり、逆に血糖が低下するとα細胞からグルカゴンが分泌されグリコーゲンを分解したりしてブドウ糖にしたり、また脂肪を分解して遊離脂肪酸となります。

水分量平衡作用

生命活動は、身体内の化学反応により維持されていると言えるでしょう。それらの生化学反応は、全て水溶液中で進行するため、身体内の水分量を保つ事は非常に重要であります。血液は、身体内での相当量の水分を保持しているため、体細胞に水分を供給する重要な役割も持っています。水分が不足すると、副腎皮質からアルドステロンが分泌され、ナトリウムが尿中に排泄されるのを抑制し、結果として水分を身体にとどめます。激しい運動をしたり発汗が多いと脳下垂体後葉から抗利尿ホルモン (ADH) も分泌され尿量を減少させたりして水分を調節しております。

温度平衡作用

動物の体組織が機能するには、ある範囲の温度が必要であります。また、その温度が高すぎたり低すぎたりすると生命を維持する事が厳しくなります。ヒトの場合は摂氏34度から43度でなければなりません。その温度が長く続くと体内の機能が働かなくなり意識が消失してしまう研究結果が出ています。ヒトが生きる為には許容範囲わずか10 度以内を維持する事が重要であります。しかし、寒中水泳や 100 度近いサウナまで耐えられる事を考えると、内部環境の温度変化の許容範囲はきわめて小さいコントロールしている事が考えられます。血液は、全身を循環するので、身体各部分の熱を交換する。これにより、全身の体温をある程度一定に保つ事に寄与しています。

血液を作る造血機能

ヒトとしての誕生以前には、発生の極めて初期には卵黄嚢で血液は作られます。その後、肝臓や脾臓で造血されるが、ヒトとしての誕生までには造血の場は骨髄に移ります。 成長が著しい子どもの時期には全身の多くの骨髄で造血されるが、体幹以外の骨髄は成人の前後までには造血能力を失い、成人では体躯の胸骨、肋骨、脊椎、骨盤などで造血が行われます。 特に骨盤を構成する腸骨には造血細胞が多く、血液の半分以上は腸骨で作られます。尚、発生生物学的には造血には2つの段階がある事が知られています。「一次造血」は、発生初期に胚体外の卵黄嚢組織で起こり一時的に胚に血液を供給し、生涯全身に血液を供給します。

血液が循環する血液循環

血液が流れている身体部分を特に循環器系と呼びます。循環器系は心臓と血管などから成り、ヒトの場合、血管は閉鎖回路を成しており血液は心臓によって加圧され、動脈を通じて全身へ送られます。毛細血管に達すると組織は酸素と二酸化炭素のガス交換を行い、栄養分と老廃物も交換し、最終的には静脈を経て心臓へと戻ります。ヒトな外傷などが無い場合を除いて血管外に血液が流れ出ない閉鎖回路の循環器系の場合、血液の経路には大別して2経路あります。1つは心臓と肺の間における肺循環(小循環)、もう1つは心臓と肺以外の全身との間における体循環(大循環)になります。血液のうち、血球成分は骨髄内の造血細胞で生産されています。血球毎に寿命は異なるが、赤血球の場合、約120日で寿命を迎え、老廃した赤血球は肝臓、脾臓で壊され、体外に排出される。ただし赤血球中のヘモグロビンは排出されず、再利用されております。

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