적혈구 용적률

혈액을 가는 모세관에 채우고 한쪽 끝을 막은 뒤 원심 분리기에 넣어 5분 동안 빠르게 돌렸다. 꺼내 보니 관의 아래쪽에는 짙은 붉은 층이, 그 위에 얇은 흰 층이, 맨 위에는 연한 노란 액체가 있었다. 전체 혈액 기둥이 75 mm였고 붉은 층은 33 mm였다. 이 비율은 몸에 대해 무엇을 알려 줄까? 그리고 높은 산에 사는 사람이나 빈혈이 있는 사람은 이 값이 어떻게 다를까?

1.12.1무게에 따라 나뉘는 혈액

혈액은 액체인 혈장에 적혈구, 백혈구, 혈소판이 떠 있는 것이다. 그대로 두면 섞여 있지만, 원심 분리기로 빠르게 돌리면 밀도가 큰 것이 바깥쪽, 곧 관의 바닥으로 밀려난다. 가장 무거운 적혈구가 아래에 모이고, 그 위에 백혈구와 혈소판이 얇은 흰 층을 이루며, 가벼운 혈장이 위로 간다. 전체 혈액에서 적혈구가 차지하는 부피의 비율을 적혈구 용적률이라 한다. 적혈구는 산소를 나르므로, 이 값은 혈액이 산소를 얼마나 나를 수 있는지를 어림하는 지표가 된다.

건강한 어른의 적혈구 용적률은 남자가 약 40%에서 50%, 여자가 약 36%에서 46%이다. 철분이 부족해 적혈구를 충분히 만들지 못하는 빈혈이면 이 값이 낮아지고, 몸에 물이 모자라 혈장이 줄면 높아진다. 반면 높은 산에 오래 머물면 공기 속 산소가 적어 콩팥이 적혈구를 늘리라는 신호를 보내므로, 몇 주에 걸쳐 적혈구 용적률이 높아진다.¹

1.12.2안전하게 다루기

혈액은 감염의 위험이 있으므로 학교 실험에서는 사람의 혈액 대신 동물의 혈액이나 혈액과 같은 성질로 만든 모형 시료를 쓴다. 사람의 혈액을 다룰 때는 반드시 일회용 기구를 쓰고, 장갑을 끼며, 쓴 기구는 정해진 의료 폐기물 통에 버린다. 또 원심 분리기는 무게가 같은 관을 마주 보게 넣어 균형을 맞추어야 돌 때 흔들리거나 깨지지 않는다. 층의 높이는 흰 층을 빼고 붉은 층의 맨 위까지 잰다.

1.12.3예제 풀이

적혈구 용적률은 \(33/75 \times 100 = 44\)%로 기준 범위 안이다. 혈액 5.0 L 가운데 적혈구는 \(5.0 \times 0.44 = 2.2\) L이다.

혈액 1 L에서 적혈구가 0.44 L를 차지하고 그 수가 \(5.0 \times 10^{12}\)개이므로, 한 개의 평균 부피는 \(0.44/(5.0 \times 10^{12}) = 8.8 \times 10^{-14}\) L, 곧 88 fL이다. 그런데 빈혈 가운데는 적혈구 수는 비슷한데 한 개가 작아져 적혈구 용적률이 낮아지는 경우도 있어, 평균 부피를 함께 보면 원인을 좁힐 수 있다. 즉 관 속 붉은 층의 비율 하나로 혈액이 산소를 나르는 능력과 적혈구의 상태를 어림한다.

아래 탐구 카드에서 모형 혈액 시료를 원심 분리하여 적혈구 용적률을 재고, 여러 상황의 값과 비교해 보자.

1. 일부 운동선수들은 높은 산에서 훈련하여 적혈구를 늘리는데, 적혈구 생산을 늘리는 호르몬을 몰래 주사하는 것은 금지된 약물 사용이다. 적혈구 용적률이 지나치게 높으면 혈액이 끈적해져 혈관이 막힐 위험도 커진다.