생리학에 관하여 - 혈액3

1. 혈소판

 혈소판은 무색의 세포 조각으로 적혈구보다 훨씬 작으며 모양이나 크기가 일정하지 않다. 혈소판은 골수의 거핵세포의 세포질 일부가 떨어져 나와 형성된 후 순환계로 들어간다. 혈소판에는 핵이 없으며, 내부에는 미토콘드리아, 활면소포체, 혈액응고 단백질이 가득 찬 소낭 및 시토카인이 들어있다. 혈소판은 수명이 5~9일이며 혈액 중에 늘 존재하지만 혈관벽에 손상이 생기기 전에는 활성화되지 않는다. 혈소판은 다음과 같이 혈액응고과정에서 중요한 역할을 하며 혈병(피딱지)의 대부분을 구성한다.

1-1. 지혈과정

 외상을 입으면 출혈이 생기지만 1~3분 후에 출혈이 멈춘다. 이를 지혈이라 한다. 지혈이 일어나는 과정은 매우 복잡하지만 최종목적은 혈관을 기계적으로 폐쇄하여 혈액의 유출을 막는 것이다. 지혈과정은 3단계로 진행된다. 첫 번째로 국소적인 혈관수축으로 내경을 좁히고, 두 번째로 혈소판이 응집되어 손상된 부위를 일시적으로 봉합하며, 세 번째로 혈액응고를 유도하여 혈병이 형성되고 뒤이어 조직이 재생되는 과정을 거쳐 완성된다.

1-1-1. 국소적 혈관수축

 손상된 혈관의 내피세포에서 분비하는 신호전달물질에 의해 손상 부위 혈관을 중심으로 양쪽에서 즉각적인 수축이 일어난다. 혈관수축은 일시적으로 혈관 내부 혈액 흐름과 압력을 완화시키고 혈소판이 손상 부위를 쉽게 막을 수 있도록 해준다. 상처가 난 부위에 압박을 가해 주는 것도 손상 부위의 혈액 흐름을 감소시키는 역할을 한다.

1-1-2. 혈소판 마개에 의한 지혈전색

 혈관벽 상처 부위에서 혈관 내피가 파열되면 콜라겐이 노출된다. 혈소판은 내피세포와 혈소판에 의하여 분비되는 폰빌리브란트 인자라는 중간 매개체를 통해 콜라겐에 부착되어 많은 혈소판들이 손상 부위에 집적하게 된다. 콜라겐과 혈소판이 결합하면 혈소판의 분비 소낭에서 세로토닌, ADP, 트롬복산 A2 등이 방출된다. 이러한 현상을 혈소판 방출반응이라 한다. 혈소판에서 방출된 인자들은 혈관수축을 더욱 촉진하고, 더 많은 다른 혈소판이 서로 부착되도록 활성화하여 느슨한 형태의 혈소판 마개를 만들어 혈관의 파열된 부위를 봉쇄한다.

1-1-3. 혈액응고 연쇄반응에 의한 혈병 형성

 혈액응고는 혈액응고 기전에 관계하는 13종의 혈액응고인자들이 일련의 화학반응을 거쳐 마지막으로 피브린이라는 반고형 젤을 형성함으로써 혈소판 마개를 더욱 단단하게 고정시키는 과정이다. 단단해진 혈소판 마개를 혈병 또는 혈전이라 한다. 마지막으로 혈관조직의 새로운 성장과 분열을 통해 손상된 혈관이 수리되는데 이때 혈병은 떨어져 나오고, 플라스민이라는 효소에 의해 서서히 분해된다. 

1-2. 혈액 응고의 내인성 경로와 외인성 경로

 지혈과정의 세 번째 단계인 혈액응고 과정은 일련의 연속적인 효소반응에 의해 피브리노겐이 피브린으로 전환되는 과정이다. 

 혈액응고의 내인성 경로는 혈액이 콜라겐에 노출되면 혈장 내에 이미 존재하는 단백질들에 의해 혈병이 형성되는 과정이다. 내인성 경로는 인자 XII(하게만 인자)가 혈장단백질을 활성화시킴으로써 일련의 반응이 시작되는 과정이다. 활성화된 인자 XII는 다른 인자를 활성화시키고, 순차적으로 다른 인자들을 활성화시켜 최종적으로 액체인 피브리노겐(인자 1)을 불용성 피브린 섬유(인자Ia)로 바꾼다.

 혈액응고의 외인성 경로는 손상된 조직세포에서 조직 트롬보플라스틴을 방출하여 피브린이 빠르게 형성되는 과정이다. 조직 트롬보플라스틴은 혈액 성분이 아니기 때문에 이 짧은 경로를 외인성 경로라고 한다. 내인성 경로와 외인성 경로는 결국 하나의 공통 경로로 합쳐져서 불용성 피브린 중합체를 형성한다.

 이와 같이 혈액응고 과정은 내인성 경로와 외인성 경로 인자들이 상호작용하는 연쇄 반응들에 의해 일어난다. 최종적으로 혈장 단백질인 프로트롬빈(인자II)이 트롬빈(인자lla)으로 전환되고 이어서 트롬빈은 섬유소원(인자I)을 몇 개의 폴리펩티드로 분해하여 섬유소로 전환시키는 반응을 촉진한다. 또한 트롬빈은 피브린-고정인자를 활성화하여 섬유소의 그물망 구조를 안정화시키며, 형성된 피브린 섬유의 그물망은 적혈구를 가두게 된다.

 활성화된 응고인자 XII는 혈액응고 반응과 섬유소를 용해하는 플라스민 활성화 반응을 일으킨다. 손상된 혈관이 복구되면 혈전에 포획된 플라스민은 혈전을 서서히 용해시켜 혈관이 복구된 후에 불필요한 혈전을 제거한다.

1-3. 항응고 기전과 항응고제

 체내에는 혈액응고 기전과 반대로 혈액응고를 방지하는 항응고 기전도 있는데, 혈액응고를 촉진하는 항응고제와 응고를 방지하는 항응고제 사이에 평형이 이루어지고 있다. 혈액응고가 방지되는 기전은 혈관 내피세포에서 혈액응고를 방해하는 물질이 유리되어 스스로 혈병 형성을 제한하거나, 섬유소를 요해하는 시스템이 있기 때문에 형성된 혈병을 분해하기 때문이라고 생각되고 있다. 예를 들면, 혈소판 응집이 혈관의 손상된 내피를 따라 손상되지 않은 내피로 계속 퍼져나가 확장되지 않는 이유는 손상된 세포와 인접하고 있는 손상되지 않은 내피세포가 프로스타사이클린을 방출하여 혈소판 응집을 강하게 억제하기 때문이다. 또한 인접한 내피세포에서 일산화질소도 방출하는데, 일산화질소는 혈관확장제로 작용할 뿐 아니라 혈소판의 부착, 활성화 및 응집을 억제하는 작용도 있다. 이와 같이 프로스타사이클린과 일산화질소가 혈액응고의 크기와 범위를 축소하여 혈병 형성을 제한하게 된다.