혈액과 조직세포 사이의 물질교환
특정한 경우를 제외하고는 혈액은 세포와 직접 접촉되어 있지 않다. 그러나 모세혈관의 수와 분포는 모든 조직세포가 모세혈관으로 부터 50 μm 이내에 있을 정도로 많다. 그러나 물질은 혈액과 세포 사이의 공간을 통과하여야 되는데 이는 대부분 확산에 의하여 이루어진다. 그러나 혈액성분 중의 어떤 것은 모세혈관을 빠져나간다. 심실의 수축에 의하여 생기는 모세혈관의 압력은 아주 낮으나(약 35 torr) 이 압력의 결과로 혈액은 모세혈관벽을 통하여 여과(filtration)가 일어난다. 모세혈관벽을 구성하고 있는 상피세포 사이에는 작은 구멍들이 있어 여과는 이 구멍을 통해서 일어난다. 그러나 혈장 속에 있는 약간의 물과 단백질은 모세혈관벽을 통하여 세포를 포함하고 있는 조직공간(tissue space)으로 들어간다. 조직액(interstitial fluid)이라고 부르는 이 액체는 혈장에서 대부분의 단백질이 제거되게 된다. 조직공간에서 이 조직액은 세포를 담그고 있으며 이 액체 속에 있는 어떤 물질이라도 확산이나 능동수송에 의해서 세포 속으로 들어 갈 수가 있다. 또한 세포에서 남은 어떤 물질(예, 이산화탄소)이라도 조직액으로 확산되어 나올 수가 있다.
모세혈관의 정맥쪽 끝부분에서 혈압은 급격히 감소(15 torr)하며 한편 여기에 또 다른 힘이 작용하게 된다. 조직액의 조성은 혈장과 비슷하지만 단백질이 혈장보다는 적고 물보다는 약간 많다. 이러한 차이 때문에 삼투압(osmotic pressure)이 생기는데 이 삼투압은 아주 작지만(약 25 torr) 정맥끝의 모세혈관안의 혈압보다는 크다. 결과적으로 여기서 조직액은 모세혈관으로 다시 들어가게 된다. 대부분의 모세혈관은 조직공간 속에서 말굽 모양으로 굽어 있다. 이런 모양을 함으로써 모세혈관의 동맥쪽 끝에서 형성된 조직액은 조직공간을 거쳐서 정맥끝에 있는 모세혈관으로 다시 들어온다. 이러한 구조적 배열이 없는 곳에서는 정맥쪽의 다른 모세혈관이 조직 공간의 반대편에 존재한다.
림프계
모세혈관으로 들어가는 혈장의 1/3 내지 2/3가 조직공간으로 들어간다. 이들 중 대부분은 모세혈관의 소정맥쪽 끝으로 돌아오지만 일부는 그렇지 않다. 나머지 소량의 간충액은 모세혈관벽을 여과해 나오며 여기에는 혈청단백질이 많이 존재한다. 이것은 확산에 의해 모세혈관으로 돌아오지 못하지만 다행히도 혈류는 이 액체와 단백질을 오랫동안 방치해 두지 않는다. 조직공간 속에 남아 있는 여분의 체액은 모세림프관(lymph capillary)이라 불리는 가는 관에 의하여 회수된다. 이 모세림프관을 구성하는 세포는 엉성하게 짜여져 있어서 관벽에 구멍이 많으며, 내포작용과 외포작용이 매우 활발하게 일어난다. 비록 큰 단백질 분자일지라도 조직공간으로부터 모세림프관 안으로 쉽게 통과할 수 있다. 유미관(lacteal)이라고 불리는 작은 창자 융모의 모세림프관은 지방입자를 흡수한다. 모세림프관은 더 굵은 림프관으로 합쳐져서 림프계를 이루며, 그 속을 흐르는 림프액은 매우 느리게 이동한다. 그것은 정맥혈의 흐름과 비슷한 방법으로 이루어지고 근육수축은 림프관을 압박해서 림프액이 생기게 한다. 림프액은 많은 판막 때문에 한쪽 방향으로만 흐를 수 있다.
몸의 좌측과 소화관 및 몸의 오른쪽 아랫부분에서 모아진 모든 림프액은 단일 림프관인 흉관(thoracic duct)으로 들어간다. 이 흉관은 매 시간 약 100 m/의 림프액을 좌측 쇄골하정맥(subclavian vein)으로 보낸다. 머와 목과 가슴의 오른쪽에서 생긴 림프액은 오른쪽 림프관이 모아서 우측 쇄골하정맥으로 보낸다. 이러한 방법으로 단백질을 함유한 림프액은 혈액 속으로 되돌아온다.
여러 가지 원인이 림프의 정상적인 흐름을 방해한다. 모세혈관 속의 혈압의 증가나 혈장단백질의 감소(영양실조 등)는 림프액을 다량으로 생성하게 한다. 림프계는 증가한 림프액을 잘 처리하는 능력이 없다. 그래서 림프액은 조직 속에 축적될 것이고 마침내 조직은 붓기 시작하는데 이러한 상태를 부종 (edema)이라 한다.
여러 곳에 퍼져 있는 림프계(특히 서혜부, 겨드랑이, 복부, 목 등에서)에는 많은 림프절(lymph node)이 있다. 이 림프절은 림프액이 흘러들어오는 많은 강(cavity)과 동(sinus)을 포함하고 있다. 이 강과 동의 내면벽을 형성하는 세포는 림프액 속에 있는 이물질 입자를 삼키는 내포작용세포이다. 이러한 여과기작은 혈액을 세균의 침입으로부터 방어하며 이는 전염성 질병으로부터 몸을 보호하는 중요한 방어 기작의 하나이다. 세균의 99% 가 림프절 속으로 이동되며 이 림프절을 제거하면 분산되는 것을 실험을 통하여 알 수 있다. 심한 감염과 싸울때는 림프절이 붓는데 이것을 가래톳(swollen gland)이라 한다. 림프절은 항체를 생성하는데 이는 쇄골하정맥을 통하여 혈액으로 들어간다.
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