[일반생물학실험]혈구 관찰

실험 목적

사람의 혈액 중 혈구를 구성하는 세포를 현미경을 통해 관찰하고 관찰한 혈구들의 형태적 차이와 기능의 차이에 대하여 이해한다.

실험 이론 및 원리

1. 혈액의 구성

인간의 몸의 대부분을 차지하고 있는 혈액은 체내에서 운반용 매체이다. 혈액은 영양소, 산소와 같은 기체를 포함한 필요한 물질을 세포에게 운반해 주고 이산화탄소와 대사과정의 분해산물을 포함한 노폐물을 가져온다. 혈액은 액체성 결합조직으로 용해된 영양분, 단백질, 기체, 기타 분자가 포함된 용액에 떠 있는 세포와 포유류의 경우 세포조각(혈소판)으로 구성된다. 혈액을 원심분리기에 돌리면 혈장과 혈구(백혈구, 적혈구, 혈소판) 부분으로 나누어진다.

 

2. 혈장

혈액을 원심분리한 후 혈액 샘플의 위층에 있는 노란색의 용액을 혈장이라고 한다. 혈장은 대체로 용해성 염분(전해질)과 단백질을 함유한 물로 이루어지는데 90%는 물이며, 이 속에는 소화관에서 흡수하거나 세포가 분비한 유기 및 무기 영양분이 물에 녹아있다. 

이외에도 용해된 산소, 이산화탄소 같은 대사산물, 호르몬과 같이 세포가 분비한 분자가 들어있다. 혈장의 주요 단백질은 알부민이고, 알부민은 혈액 삼투압과 pH를 유지시키며, 호르몬과 특정 약물 등의 물질과 결합하여 그러한 물질을 운반한다. 이 외에도 신체를 보호하는 항체, 혈액 응고 인자인 파이브리노젠이 있다.

혈장은 신체 조직에서 추가 액체를 필요로 할 경우 혈장의 물이 일차 자원으로 활용된다. 또한 혈관의 수축 및 응고를 방지하며 지속적으로 혈관을 채우고 통과시킴으로써 신체 전체에서 혈압이 유지되고 혈액이 순환되도록 도와준다. 혈장 순환으로 인해 체온이 조절되고 단백질, 면역계 세포, 산소운반체가 수송된다.

3. 혈구

혈구란 혈액에서 혈장을 제외한 부분을 말하며, 적혈구, 백혈구, 혈소판이 있다. 혈구는 골수에서 생성되며, 세포에 산소와 영양분을 공급한다.

1) 적혈구

적혈구는 혈액 세포 중 가장 많은 수를 차지하며, 신체에 산소를 공급하는 중요한 기능을 한다. 적혈구는 혈장에 잘 녹지 않는 산소를 운반하기 위해 세포질에 많은 양의 헤모글로빈을 갖고 있으며, 산소운반능력을 최대화하기 위하여 세포핵과 다른 많은 세포내 소기관이 소실되었다. 이로 인해 붉은색을 띄며 중앙부가 오목한 도넛모양을 가진다.

 

1) 혈소판

혈소판은 거핵세포에서 떨어진 핵이 없는 세포의 조각으로 부상을 입었을 때 혈액응고에 중요한 역할을 한다.

 

3) 백혈구

모든 백혈구는 항체 생산 및 식세포 작용을 통해 감염과 질환으로부터 신체를 방어한다. 백혈구는 과립백혈구와 무과립백혈구로 나눌 수 있다. 과립백혈구에는 호중구, 호산구, 호염구가 있고, 무과립백혈구에는 림프구와 단핵구가 있다.

 

4. 과립 백혈구

1) 호중구

식세포로 백혈구 중 약 53%를 차지하며, 박테리아 및 진균감염에 대해 방어하며 모든 염증반응에 있어 초기 반응을 수행한다. 2~5개의 엽으로 구성된다.

 

2) 호산구

전체 백혈구 중 약 1~3%를 차지하며, 기생충의 침입에 대항하고 알레르기 반응에 관여한다. 세포질에 붉은색으로 염색되는 호산성 과립을 가지며, 핵은 연결된 두 개의 둥근 엽으로 구성된다.

 

3) 호염구

전체 백혈구 중 약분비세포로 감염부위에 항응고제인 헤파린을 분비하여, 혈액순환으로 감염부위를 씻어내는 것을 도와주고 알레르기 반응 및 항원에 대한 반응으로 히스타민을 분비하여 염증반응을 일으킨다. 세포질의 큰 과립이 어두운 파란색으로 염색되지만, 큰 과립으로 인해 핵을 관찰하기 어렵다.

 

5. 무과립 백혈구

1) 림프구

미생물이나 항원 등과 같은 다른 외부침입체와 결합하여 이들을 몸 밖으로 제거하는 일을 도우며 T-림프구, B-림프구, 자연살상세포로 이루어져 있다. 다른 백혈구에 비해 크기가 작으며 세포의 대부분이 청색으로 염색된다.

 

2) 단핵구

식세포로 감염부위에서 활성화되면 대식세포로 발달한다. 대식세포는 바이러스나 박테리아에 대해 식세포 작용을 한다. 핵이 콩모양의 1개의 엽으로 구성되어 있다.

실험 기구 및 시약

1.실험 재료

1) 광학현미경, 사혈기, 1회용 란셋알, 슬라이드글라스, 커버글라스, wright-giemsa 염색약

2) 여과지 알코올 스왑, 비이커, 킴와이프스, 증류수

실험 방법

1.실험 과정

1) 슬라이드 글라스에 혈액 한 방울을 떨어뜨린 후, 다른 슬라이드글라스를 이용하여 얇게 퍼뜨려 도말시킨다. (도말이 잘 이루어지지 않을 경우 혈구들이 겹쳐 보인다.) 2~3개의 슬라이드글라스에 준비한다.

 

2) 혈액이 완전히 마르도록 둔다.

 

3) Wright-Giemsa 염색용액을 마른 혈액위에 3~4방울 충분히 떨어뜨려 5분간 염색한다. (sample이 마르지 않도록 한다.)

 

4) 커버글라스를 덮고 현미경으로 관찰한다.

실험 결과

1.실험결과

1) 적혈구

광학현미경(400배)

현미경으로 관찰한 적혈구는 모양이 일정하지는 않지만 원반형이고, 중앙에 오목한 부분이 어둡게 보이며, 가장 많은 수가 관찰되었다. 또한 과립은 잘 보이지 않았다.

 

2) 백혈구

호중구 푸른색으로 염색된 3개의 엽으로 이루어진 핵이 관찰되었다.	호염구 다른 백혈구들과 크기가 비슷하고 진한 푸른색으로 염색된 큰 과립이 관찰되었다.
림프구 다른 백혈구들보다 크기가 작고 세포의 대부분이 진한 푸른색으로 염색된 모습이 관찰되었다.	단핵구 붉은색으로 염색되지 않았고, 핵이 콩모양의 1개의 엽으로 구성된 모습이 관찰되었다.

광학현미경(400배) 관찰

 

호산구와 혈소판은 관찰하지 못하였다.

토의 사항

1. 실험 고찰

본 실험에서는 사람의 혈액 중 혈구를 구성하는 세포를 광학현미경을 통해 관찰하고 관찰한 혈구들의 형태적 차이와 기능의 차이에 대하여 이해하기 위해 wright-giemsa 염색용액으로 염색한 혈구들을 관찰하였다. 그 결과 적혈구와 호중구, 호염구, 림프구, 단핵구는 관찰되었지만, 호산구와 혈소판은 발견하지 못하였다.

혈소판의 크기는 지름 2∼3㎛인 반면 적혈구의 크기는 지름 7~8㎛로 혈소판이 매우 작다. 또한 혈관이 손상되면 이 부위에 혈소판이 부착되면서 혈소판 마개를 형성하여 혈액이 새어나가는 것을 막는다. 이로 인해 슬라이드 글라스에 떨어뜨린 혈액에는 혈소판의 수가 적을 것이다. 이러한 이유로 인해 혈소판이 발견되지 못한 것 같다.

호산구는 전체 백혈구 중 1~3%밖에 차지하지 않고, 기생충 감염, 알레르기 등에 대한 면역반응을 하며 증가하는데, 실험당시 내 몸에는 기생충 감염이나 알레르기 반응이 일어나지 않았으므로 호산구의 수가 적었음을 짐작할 수 있다. 이러한 이유로 호산구가 발견되지 못한 것 같다.

호산구와 혈소판을 모두 발견하지 못한 것뿐만 아니라 적혈구 관찰과정에서 도말을 잘 하지 못하여 관찰된 적혈구들이 많이 뭉쳐져 있었던 점도 아쉬웠고, 기회가 된다면 항응고제를 사용하거나 알레르기 반응을 일으킬 때 등 더 적절한 환경을 만들어 혈소판과 호산구를 관찰해보고 싶다.

참고 문헌

브루커의 생명과학, 최준호 외, 홍릉과학출판사