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血液・循環系
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血液
血液（けつえき、英: blood）は、動物の体内を巡る主要な体液で、全身の細胞に栄養分や酸素を運搬し、二酸化炭素や老廃物を運び出すための媒体である[1]。話し言葉では血(ち)と呼ばれる。
概説
血液は、生体内で細胞が生きてゆく上で必要不可欠な媒質であり、性状や分量などは恒常性が保たれるように働く[1]。ヒトの血液量は体重のおよそ 1/13[1]（男性で約8%、女性で約7%）である。例として、体重65 kgの男性の場合、約5 kgが血液の重さとなる。
動物一般について言えば、血液は体液とほぼ同意である。血液の流れを血流もしくは血行という。血液が管状の構造の中を流れている脊椎動物においては、この管を血管という[1]。体液を体内で流通させるしくみがある場合、これを「血管系」あるいは「循環器系」という。血管系には開放血管系と閉鎖血管系がある[1]。ヒトをはじめとする脊椎動物は閉鎖血管系であり、特に外傷などが無い限り、血液は血管の内部のみを流れる。血管の外には組織液があり、液体成分と一部の血球は血管の壁を越えて出入りする。血管の周囲にある細胞は、組織液に浸っていると考えてよい。甲殻類や昆虫など[1]開放血管系の動物および循環器系のない動物においては血液は血管外にも流れ出すので、血液と組織液の区別はなく、体液はすべて血液と見なして良い。
なお、本記事の以下においては、特に断りのない限り、ヒトの血液について述べている。
主な役割・機能
ボーアの原論文を元にした説明。酸素に富み、二酸化炭素の少ない肺（酸素分圧100 mmHg、二酸化炭素分圧5 mmHg程度)ではヘモグロビンの酸素飽和度はほぼ100%になる。赤血球はそのまま酸素の少ない組織（例えば酸素分圧30 mmHg、図の赤線）に行くが、もしも二酸化炭素が無い環境だと持っている酸素の内18%程度しか放出できないが、組織内に二酸化炭素（40 mmHg）があると約50%、二酸化炭素（80 mmHg）があると約70%もの酸素を放出することが出来る
呼吸（血液ガス、すなわち酸素および二酸化炭素の運搬）[1]
酸素
血液は肺胞（酸素分圧100 mmHg程度）の毛細血管を0.75秒ほどで通過する間に、ほぼ平衡に達し動脈血の酸素分圧も約100 mmHgとなる。肺で酸素を取り込んだ血液は血液循環で末梢組織に循環するが、体組織の細胞周囲の酸素分圧は20-30 mmHgであり動脈血と酸素分圧に差があることと、組織液内で発生している二酸化炭素を赤血球内に取り込み炭酸脱水酵素が炭酸に変換することによる酸性化でボーア効果が起きることによって、酸素が血液から組織液に移る[2]。こうして酸素が体組織に運ばれている。酸素を運び終えた静脈血の酸素分圧は、40 mmHg程度である。
血液は一般的な液体に比べると、同じ酸素分圧でもはるかに多くの酸素を含んでいる。これは赤血球内に高密度で存在する血色素ヘモグロビンが酸素と結合することによる。
二酸化炭素
酸素とは別に3種類の方法で運搬される。炭酸脱水酵素で変換された炭酸水素イオンの状態が85%、ヘモグロビンと結合したカルバミノヘモグロビン（英語版）の状態が10-20%、残りが血漿に溶解した形で運ばれる[3]。
栄養の運搬（糖、脂質、アミノ酸、タンパク質等のエネルギー基質）[1]
小腸の毛細血管から血液に取り込まれ、栄養を保存する役割を持つ肝臓に移動し、必要な時に血液によって栄養が運ばれる[4]。
各種ホルモンなど作用物質の運搬（全身の情報・指令伝達）[1]
防御（凝固・線溶系、免疫)
外傷に対しては血小板の凝集や血液凝固因子によるフィブリン塊を形成し止血や傷を塞ぐ作用を起こす。細菌への免疫機能発露や異物に対する抗体生成も行う[1]。
体温調整[1]
排出[1]
組織で産生された代謝老廃物を肺、腎臓・肝臓・皮膚・腸管などの器官に運搬する[1]。
代謝産物運搬[1]
体内に分布する化学受容器、圧受容器に適合刺激を与える。
体内の酸と塩基の平衡を維持してpHを調節する[1]
水分代謝を調整し、血圧や組織液の浸透圧などをコントロールする[1]。
組成・成分
ヒトの血液成分（Enzyklopadie 1979から[5]）
成分血液100 cm3
あたりの量(mg)赤血球100 g
あたりの量(mg)
水8100063000
ヘモグロビン1500033000
総タンパク質1900035000
総脂質560600
中性脂肪13595
リン脂質245350
総コレステロール175
グリコーゲン5
ブドウ糖9075
非タンパク質窒素30
尿素15
クレアチン3.98
クレアチニン0.91.8
RNA64
ナトリウム19042
カリウム190370
カルシウム72
マグネシウム3.86.2
鉄48100
塩素290270
非有機態リン2.54
総リン数3566
重炭酸塩220
血球成分（細胞性成分、血液細胞）と血小板、これらを浮遊させる血漿成分（液性成分）からなり[1]、その比率は およそ40 - 45:60 - 55である[6]。また、血球成分（血液細胞）は重量比で赤血球96%、白血球3%、血小板1%で構成される。血漿成分は水分90%、血漿蛋白質7%、そのほか微量の脂肪、糖、無機塩類で構成される[6]。
血の色
色はヒトを含む脊椎動物の場合、赤く見える。これは赤血球に含まれるヘモグロビン（鉄を含むタンパク質）という色素に由来する[7]。ヘモグロビンは多くの無脊椎動物においても血液中の酸素運搬に寄与する[7]。ゴカイやミミズ等の環形動物の血液も赤いが、これはヘモグロビンと同じく鉄系ではあるがエリスロクルオリンという成分による。ただし、補欠分子族や機能面で大きな差異が無い為、これもヘモグロビンの一種と取り扱うことができる[8]。
無脊椎動物である頭足類または軟体動物やカニ・エビなど甲殻類は銅系タンパク質のヘモシアニン（血青素）のために青みがかっていたり[9]、ホヤなどではバナジウムを含むポルフィリン化合物のヘモバナジン（バナドクロム、バナドヘモクロモーゲン、ヘモバナジウム[10]）のため緑色に見えるものなど多数の血色素が存在し、同じような色であっても異なる色素成分によることも多い。また、呼吸色素の種類により、酸素の運搬能力（効率）も異なる。
造血
哺乳類の場合、血球（血液細胞）はいずれも骨髄で造血幹細胞から分化・成熟したものである[11]（造血の場は哺乳類と鳥類では主に骨髄、魚類では主に腎臓、両生類では脾臓である。爬虫類は種によってさまざまである[12][13]）。健康人では未熟な細胞は骨髄から血液内に移動することは出来ず、血液内には赤血球、白血球、血小板のみが存在する[注 1]。
ヒトの血液物性や成分は以下の値となる[1]。
比重 男1.055 - 1.063 女1.052 - 1.060
赤血球数 男500万/mm3 女450万/mm3
白血球数 5000 - 8000/mm3
血小板 20万 - 50万/mm3
ヘマトクリット値 男42% 女37%
血漿タンパク質 7% （うちアルブミン56%）
pH 7.4
この他、各種イオンや有機酸、グルコース、脂質、尿素などを含む
血液を抗凝固剤と共に遠沈管に入れて遠心分離すると、血液中の細胞成分が底の方に移動するが、大部分が暗赤色の赤血球部分で、赤血球部分と上澄みの間に白血球部分ができる。
赤血球
様々な脊椎動物の赤血球細胞の比較
→詳細は「赤血球」を参照
中央がやや凹んだ直径約7.5 μm、厚さ約1-2 μmの円盤状で[15]、ヘモグロビン量が体積の1/3に相当する。酸素の運搬を担い、細胞核やミトコンドリアを持たない[11]。膜は弾性に優れて容易に変形できるため、毛細血管など細いところも通りやすい[15]。
赤血球は成人男子で430万 - 570万/mm3、女子で380万 - 500万。全身細胞の1/3に相当する[16]。全血液中容量中の赤血球容量の割合をヘマトクリットという。正常値は成人男性約45%、女性約40%であり、貧血時に下がり、脱水症状になると上がる[16]。
ヘモグロビンは酸素と結びつくと鮮やかな紅色となり、分離すると暗い赤色になる。これがそれぞれ動脈血と静脈血の色を特徴づける[15]。仮にヘ
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循環系（じゅんかんけい、英語: circulatory system）とは、動物の器官系のうちで、体液を決まった形で体内を循環させる器官、すなわち循環器の系（システム）を指すものである。循環器系（じゅんかんきけい）とも言う。
概要
動物の体腔は体液で満たされ、これを通じて消化管からの栄養の供給、呼吸器系、排出系とのやりとりが行われるのが普通である。そのためには体液は体内を規則正しく流れる方がよい。それを確保するため、体液を流す管状の構造や、そこに流れを作るポンプのような器官が見られることが多い。具体的には、血液の通り道である血管と、血液を循環させる役割をする心臓などをまとめて、循環系という。
一般に体液を流すための管状の構造を血管といい、連続した血管の全体を血管系という。血管系は大きくは解放血管系と閉鎖血管系に分けられる。解放血管系では、血管の先端が口を開いていて、血液はそこから出ると自由に体腔内を流れることができる。閉鎖血管系では、そのような口がなく、血液が血管内に閉じこめられている。実際には血管の壁を通って液体成分は出入りする。
なお、脊椎動物では、血管系とは別にリンパ管とリンパ節からなるリンパ系がやや独立した循環系として存在する。リンパ管を通る体液はリンパ液と呼ばれる。
血管系の一部に筋肉が集中し、血液を強制的に流すようになったものが心臓である。脊椎動物では心臓は腹面側の胸部にかたまり状に生じるが、節足動物や環形動物では背中側を通る腸管の背面を走る太い血管の特定の体節に生じる。
循環系を持たない動物も多い。刺胞動物や扁形動物では体腔そのものがない。いずれも消化管が体内に枝を出してその役割の一部を担う。腹毛動物や線形動物では、体液はあるが特に循環系に当たるものがない。身体の運動によって体液循環をおこなうものである。また、特に名付けられた特殊なものとして、刺胞動物のクラゲ類に見られる胃水管系、棘皮動物の水管系なども循環系の役割を果たしている。