모세혈관, 림프계의 특징과 심장순환계와의 관계

모세혈관과 림프계

1. 모세혈관의 특징

체순환을 통해 혈액 중의 산소가 체조직으로 이동하고 체조직에서 형성된 노폐물과 이산화탄소가 혈액으로 이동합니다. 한편, 폐순환을 통해서는 폐포에서 혈액 쪽으로 산소가 이동하고 체조직에서 싣고 온 이산화탄소가 혈액에서 폐포 쪽으로 이동합니다. 이와 같은 순환계의 궁극적인 임무인 조직과 혈액 간의 물질교환이 이루어지는 실제적인 장소가 모세혈관입니다. 생체의 모든 조직에서는 각 세포가 요구하는 대로 물질교환이 이루어져야 하므로 모세혈관의 수는 많아야 합니다. 즉, 모세혈관의 총 표면적이 넓어야 효과적으로 물질교환이 이루어질 수 있으며 성인에서 모세혈관의 총 표면적은 6,300㎠에 달합니다. 또한 모세혈관을 지나는 혈액의 속도도 물질교환의 효율성과 관련이 있으며 속도가 낮을수록 물질교환은 더욱 효과적으로 이루어질 수 있습니다. 실제로 모세혈관의 총단면적은 매우 크기 때문에 혈액이 흐르는 속도가 매우 낮습니다. 모세혈관은 한 층의 내피세포로 이루어진 관 구조입니다. 모세혈관의 내경은 8~20㎛로 각 조직이나 기관마다 차이가 있는데 약 7㎛ 크기의 적혈구가 억지로 비집고 지나갈 수 있을 정도로 좁은 경우도 있습니다. 모세혈관들은 세동맥의 말단부에서 시작하여 세정맥까지 연결하며 망상 구조를 이루고 있습니다. 모세혈관을 통한 물질의 이동은 확산과 여과 과정을 통해서 이루어집니다. 산소와 포도당은 혈관 밖의 간질액보다 혈액 중의 농도가 더 높으므로 혈액에서 간질액 쪽으로 확산되는 반면에, 이산화탄소는 간질액 중의 농도가 더 높으므로 간질액에서 혈액 쪽으로 확산됩니다. 액체는 혈압 또는 교질 삼투압 등의 압력 차이에 의해 이동하게 되는데, 예를 들어 혈압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로, 삼투압이 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하게 됩니다. 피부나 신장, 소화관 등에 분포하는 모세혈관들은 운동을 하든 안정한 상태이든 어느 정도는 열려 있지만, 골격근 내의 모세혈관들은 안정 시에는 대부분 닫혀 있다가 운동을 시작하게 되면 점차 열려 안정 시의 100배까지 열릴 수 있습니다. 조직 내에 있는 모세혈관들은 조직의 기능 상태에 따라 활동 상태가 변화하게 되는 것입니다. 굴맥관은 모세혈관의 원시적 형태로서 간, 골수, 뇌하수체 등의 특수조직에 분포하며, 벽의 두께나 구경이 불규칙하고 투과성이 매우 높아 다른 조직에 비하여 간질액과의 물질교환이 상당히 빠르고 쉽게 이루어집니다. 또한 관 내에 식균세포가 있는 경우도 있습니다. 그 밖에도 동맥에서 나온 가지가 모세혈관을 거치지 않고 직접 동정맥연결을 통하여 정맥으로 연결되는 경우도 있는데, 이것은 조직에서의 물질교환이 목적이 아니라 국소로 관류하는 혈액량을 조절해 주는 맥관계의 한 형태로서, 일부에 혈류 장애가 있는 경우에도 혈류가 유지될 수 있도록 하며 체온 조절에도 중요한 구조입니다. 대표적인 예로는 뇌에 혈류를 공급해 주는 대뇌동맥고리와, 체온이 증가할 경우에 혈류가 증가되어 체온의 발산을 쉽게 해주는 피부와 발바닥 등에 분포하는 동정맥연결 등이 있습니다.

2. 림프계의 특징과 심장순환계와의 관계

림프는 림프계 전반을 흐르고 있는 알칼리성을 띤 황색 액체로서 림프액이라고도 합니다. 림프가 흐르는 림프절과 림프관의 망을 통틀어 림프계라고 합니다. 림프계는 기능적으로 심장순환계의 한 부분은 아니지만 동맥·정맥·모세혈관 등의 일반 혈관과는 달리, 신체의 모든 조직에 고르게 분포하여 간질액이 심장순환계로 배수되도록 하는 역할을 담당하고 있습니다. 모든 기관과 조직의 간질액에는 수많은 림프모세관이 분포하는데, 림프모세관의 벽은 단지 한 겹의 내피세포로만 구성되어 있고, 내부에 많은 물을 함유하고 있어서 분자량이 작은 단백질 등 간질액의 성분이 림프관 내로 쉽게 투과하여 들어갈 수 있습니다. 간질액은 계속하여 소량씩 림프모세관 쪽으로 흘러 들어가 림프를 형성합니다. 림프의 화학조성은 혈장과 비슷하나 분자량이 큰 단백질과 적혈구는 여과된 상태이며, 피브리노겐이 포함되어 있어 응고성이 있습니다. 림프계에 문제가 발생하면 해당 부위에 과량의 간질액이 축적됨으로써 거대한 부종이 초래됩니다. 림프모세관 내의 림프는 점차 큰 림프관으로 이동하면서 다양한 지점의 림프절을 지나갑니다. 림프절은 한쪽이 오목한 강낭콩 모양으로, 작은 것은 반지름이 1mm, 큰 것은 반지름이 1~2cm에 이릅니다. 몸 전체에 걸쳐 약 500~600개 정도의 림프절이 분포하는데 주로 겨드랑이, 사타구니, 목, 가슴, 배에 모여 있습니다. 전체 백혈구의 약 25%를 차지하는 림프구는 림프의 중요한 구성 성분 중 하나입니다. 만일 체내에 침투한 항원들이 림프절로 흘러 들어가게 되면, 이들 항원이 혈관으로 들어가 전신을 순환하기 전에 림프절에 모여 있던 다수의 림프구가 면역반응을 일으키게 됩니다. 따라서 림프계는 간질액의 배수로뿐 아니라 면역 기능에 관여함으로써 내적 환경의 항상성을 유지하는 매우 중요한 역할을 하고 있으나, 그 메커니즘에 대해서는 아직도 명확하게 밝혀지지 않은 점이 많습니다. 심장순환계의 다른 혈관들과 달리 어떠한 혈관도 림프모세관 쪽으로 향하고 있지 않기 때문에, 림프계의 시작은 림프모세관이며 림프액은 항상 정맥 쪽으로만 흐를 수 있습니다. 림프모세관과 림프관들은 점차적으로 모여 결국 2개의 큰 림프관을 형성하고, 최종적으로는 하나의 거대한 림프관으로 모아진 뒤 목의 하부에 위치한 쇄골하정맥으로 이어집니다. 림프관은 정맥과 유사한 판막 구조를 가지고 있습니다. 림프계는 내적 환경의 항상성 유지 역할 이외에도 위장관에서 흡수한 지방 성분을 이동하는 운반 경로의 역할을 합니다. 또한 암이 진행된 경우 암세포가 처음 발생한 곳으로부터 신체의 다른 부위로 퍼져 나가는 이동 경로가 되기도 합니다.