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血液(けつえき)は動物の主要な体液で、全身の細胞に栄養分や酸素を運搬したり二酸化炭素や老廃物を運び出すための媒体である。

機能から見ると、臓器の一種と言ってもよい。構造的には結合組織の一つと見なす。

ヒトの血液量は体重のおよそ 1/13(男性で約8%、女性で約7%)であり、体重 70 kg の場合は、約 5kg が血液の重さとなる。

動物一般について言えば、血液は体液とほぼ同意である。血液が管状の構造の中を流れている動物においては、この管を血管という。体液を体内で流通させるしくみがある場合、これを血管系・あるいは循環器系という。血管系には開放血管系と閉鎖血管系がある。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れる。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。開放血管系の動物および循環器系のない動物においては血液は血管外にも流れ出すので、血液と組織液の区別はなく、体液はすべて血液と見なして良い。

なお、本記事の以下においては、特に断りのない限り、ヒトの血液について述べている。

◆ 主な役割・機能

・ 血液ガス、すなわち酸素および二酸化炭素の運搬

・ 糖、脂質、アミノ酸、タンパク質等のエネルギー基質(栄養分)の運搬

・ 各種ホルモンの運搬(全身の情報・指令伝達)

・ 免疫機能

・ 体温運搬

・ 組織で産生された代謝産物を肺、腎臓などの排泄器に運搬する

・ 体内に分布する化学受容器、圧受容器に適合刺激を与える

・ 体液の浸透圧、pHを調節する

◆ 組成・成分

血球成分(細胞性成分)と血漿成分(液性成分)からなり、その比率は 45:55 である。また、血球成分(重量比)は赤血球96%、白血球3%、血小板1%で構成される。血漿成分は水分96%、血漿蛋白質4%、そのほか微量の脂肪、糖、無機塩類で構成される。大きな分子を除いた残りのものの組成は、古代の海水に近い事が、1904年フランス人のルネ・カントンの実験を契機として明らかになった。

色はヒトを含む脊椎動物の場合、赤く見える。これは赤血球に含まれるヘモグロビン(鉄を含むタンパク質)に由来する。ゴカイやミミズ等の環形動物の血液も赤いが、これはヘモグロビンと同じく鉄系ではあるがエリスロクルオリンという成分による。無脊椎動物であるカニ、エビやタコは銅系タンパク質のヘモシアニンのために青みがかっていたり、ホヤなどではバナジウム系のヘモバナジンのため緑色に見えるものなど多数の血色素が存在し、同じような色であっても異なる色素成分によることも多い。また、呼吸色素の種類により、酸素の運搬能力(効率)も異なる。

◆ 造血

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造血がされ、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る。

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る。

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る。

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る。「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する「二次造血」は、胚の AGM( aorta-gonad-mesonephros )組織で起る。この、二次造血を行う細胞がどこから来たのか明らかでなかったが、理化学研究所の研究グループは、卵黄嚢にある造血細胞が二次造血にも関与していることを突き止めた。[外部リンク] 血液は体の外からやってきた 独立行政法人 理化学研究所

◆ 循環

血液が流れている身体部分を特に循環器系と呼ぶ。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いる。

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る。毛細血管に達すると細胞と栄養分等を交換し、静脈を経て心臓へと戻る。

閉鎖回路の循環器系の場合、この経路には大別して2経路あり、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)である。従って、血液は以下の経路で全身を循環する。

・ 体循環 心臓→動脈→肺以外の全身→末梢部毛細血管→静脈→心臓(肺循環に続く)

・ 肺循環 心臓→肺動脈→肺→肺胞部毛細血管→肺静脈→心臓(体循環に戻る)

(血液が上記のように全身を循環している事は、ウィリアム・ハーベイにより1628年に提唱された)

血液のうち、血球成分は骨髄内の造血細胞で生産される。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、再利用される。

◆ 緩衝・平衡

血液には緩衝液としての機能があり、内部環境(cf. ホメオスタシス)維持のために、様々な平衡を保っている。「主な役割・機能」で述べた事柄は、基本的には内部環境の平衡のためのものと言ってよい。

◇ 酸塩基平衡

血液のpHは 7.35 から 7.45 の間で厳密に調整されている。この調整には、主に次の2つの平衡機構が働いている。

・ 炭酸緩衝系および肺の二酸化炭素排出

・ リン酸緩衝系および腎臓の酸排泄

  炭酸緩衝系および肺の二酸化炭素排出

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