これが赤血球の働きです。

赤血球数は、血液検査の際に最も気にされる数値の一つですが、ほとんどの人は赤血球の役割が何であるかを十分に理解していません。実際、赤血球の主な機能は酸素と二酸化炭素を運ぶことなので、赤血球の価値は私たち人体が正常に機能できるかどうかに直接関係しています。

1. 赤血球の形と数

赤血球は非常に小さく、直径はわずか 7 ～ 8 μm です。円盤状で、中央が凹んでおり、端が厚くなっています。弾力性と可塑性を持ち、自分より小さい直径の毛​​細血管を通過する際に形状を変化させ、通過後は元の形状に戻ることができます。赤血球の正常な形態を図に示します。

通常の成熟した赤血球には核はなく、ゴルジ体やミトコンドリアなどの細胞器官もありませんが、それでも代謝機能は持っています。赤血球には豊富なヘモグロビンが含まれており、これは細胞重量の約32％を占め、水は64％、残りの4％は脂質、糖、およびさまざまな誘電体です。

赤血球は血液中で最も数が多い血球であり、成人男性では平均 500 万 / mm3、成人女性では平均 420 万 / mm3 です。赤血球の数は外部条件や年齢によって変化することがあります。高原住民と新生児の割合は600万/mm3を超えることがあります。定期的にスポーツや運動をする人は赤血球数も高くなります。ヘモグロビン含有量は男性で12～15g/100ml、女性で11～13g/100mlです。

2. 赤血球の生理機能

赤血球の主な機能は、O2とCO2を輸送することです。さらに、酸塩基バランスの緩衝役としても機能します。これら両方の機能は、赤血球内のヘモグロビンによって実現されます。赤血球が破裂すると、ヘモグロビンが放出され、血漿中に溶解し、上記の機能が失われます。

ヘモグロビン（Hb）はグロビンとヘムで構成されています。血液はヘムを含んでいるため赤く見えます。酸素分圧が高い場合、この分子内の Fe2+ は酸素と結合して酸化ヘモグロビン (HbO2) を形成します。酸素分圧が低い場合、酸素から解離して O2 を放出し、還元ヘモグロビンになり、酸素を運搬する機能を果たします (呼吸の章を参照)。ヘモグロビン中の Fe2+ が Fe3+ に酸化されるとメトヘモグロビンと呼ばれ、O2 を運ぶ能力を失います。ヘモグロビンの CO に対する親和性は、酸素に対する親和性の 210 倍です。空気中の CO 濃度が増加すると、ヘモグロビンは CO と結合して O2 を運搬する能力を失い、生命を脅かす可能性があります。これを CO (または石炭ガス) 中毒と呼びます。ヘモグロビンは二酸化炭素の輸送にも重要な役割を果たします。

3. 赤血球の生理学的特性

1.浸透圧脆弱性（略して脆弱性） 通常の状態では、赤血球内の浸透圧は血漿の浸透圧とほぼ等しく、赤血球の形態を維持するために非常に重要です。体内の赤血球を等張液（NaCl/0.9%）に入れると、正常な大きさと形状を維持できます。しかし、赤血球を高張性NaCl溶液に入れると、細胞から水分が逃げてしまい、赤血球は水分損失により縮小します。逆に、赤血球を低張性塩化ナトリウム溶液に入れると、細胞内に水が入り、赤血球が膨張して球状になり、さらには膨張して破裂し、ヘモグロビンが溶液中に放出されます。これを溶血といいます。

正常なヒトの赤血球を、さまざまな濃度の溶液（0.85%、0.8%...0.3% NaCl溶液）に入れました。0.45%溶液では、一部の赤血球が破裂し始め、上部の液体がわずかに赤く見えました。赤血球を0.35%以下のNaCl溶液に入れると、すべての赤血球が破裂しました。臨床的には、0.45% NaCl から 0.3% NaCl 溶液が、ヒトの赤血球の脆弱性 (抵抗とも呼ばれる) の正常範囲であると考えられています。赤血球を 0.45% 以上の濃度の溶液に入れると破裂する場合、赤血球は非常にもろく、抵抗が低いことを示します。逆に、赤血球を 0.45% 未満の濃度の溶液に入れると破裂する場合は、もろさが少なく、抵抗が高いことを示します。

2.懸濁安定性 懸濁安定性とは、赤血球が血漿中に浮遊したまま沈みにくい性質を指します。抗凝固剤を混ぜた血液を赤血球沈降管に入れて垂直に立てます。一定時間経過すると赤血球は比重により徐々に沈んでいきます。赤血球が単位時間あたりに沈降する距離を赤血球沈降速度（略してESR）といいます。赤血球沈降速度は、赤血球懸濁液の安定性の尺度として使用されます。最初の 1 時間の終わりには、正常な男性の ESR は 3 mm を超えてはならず、正常な女性では 10 mm を超えてはなりません。 ESR は、妊娠中、活動性結核、リウマチ熱、および悪性腫瘍の患者では加速される可能性があります。赤血球沈降速度の臨床検査は、病気の診断や予後に役立ちます。

赤血球懸濁液の安定性が保たれる理由については、赤血球の表面が負に帯電しているからであると考える人もいます。同種の電荷は互いに反発するため、赤血球は凝集しにくく、懸濁液の安定性が向上します。血漿中の正電荷タンパク質が増加すると、赤血球に吸着され、表面電荷が減少します。これにより、赤血球の凝集と積み重ねが促進され、総表面積と体積の比率が低下し、摩擦が減少し、赤血球の沈降速度が加速されます。赤血球沈降速度は主に血漿タンパク質の種類と含有量に関係します。