小さなヘモグロビンが、大きな体を支えている!

小さなヘモグロビンが、大きな体を支えている!

ヘモグロビンといってもピンとこない方も多いと思いますが、健康診断などではいつも目にしている身近なものなのです。 血液は私たちにとってなくてはならないものですが、その理由にはヘモグロビンが多く関わっています。 ヘモグロビンの構造から働き、そして関連する疾患まで詳しくご説明していきます。


ヘモグロビンとは、どこにあってどんな役割?

血液成分から考えるヘモグロビンとは

ヘモグロビンを知るためには、血液の赤血球から理解する必要があります。
血液には赤血球、白血球、血小板、血漿(けっしょう)の成分が含まれています。

人の体の60%程度が水分で満たされているといわれますが、この水分の多くは血漿にあたり、他の成分は有形成分となります。
血液成分の割合を見てみますと、血漿が55%、赤血球が44%、残りは白血球と血小板です。
採血された際に採血スピッツの中には赤い血液が見られます。この赤色を作っているのが実は赤血球なのです。

赤血球は細胞であり、他の細胞と違って核を持たないため細胞分裂はしない血球です。その赤血球の中のほとんどが「ヘモグロビン」で満たされています。このヘモグロビンを数にすると赤血球1個につき2.5億個含まれていることになります。

ヘモグロビンもまた、鉄とタンパク質から成り立っている化合物となります。
鉄を「ヘム」、タンパク質を「グロビン」と呼び、用語を合わせて「ヘモグロビン」と呼ばれています。

ヘモグロビンの働き

ヘモグロビンには体中を循環する際に酸素の多い場所では酸素を引き寄せて結合し、酸素の少ない場所では酸素を放出するといった特殊な性質があります。
私たちは呼吸をすることで肺に酸素を取り込みます。肺ではたくさんの酸素と結合して「酸素ヘモグロビン」となり心臓を通り動脈血管の中を流れていきます。

ここからヘモグロビンの旅が始まるのですが、途中途中で酸素の足りない各組織へ酸素を拡散しながら動脈から静脈へと移り、最終的にはまた肺にもどってきます。
この時点のヘモグロビンは酸素タンクが空っぽなので、また酸素を受けやすくなっているということになります。

組織が酸素を必要とする理由はエネルギーを作るためなのです。組織に運ばれた酸素が細胞内に取り込まれると化学反応を起こし水と二酸化炭素に分解されます。その際に生じるエネルギーが体の身となり神経となっていくのです。
こういったことからも、ヘモグロビンの役割は命を維持するための物質を運ぶ運送車の役割といえます。

ヘモグロビンが作られる過程

ヘモグロビンは赤血球の誕生に不随します。
赤血球をはじめとした血球成分の製造工場は、骨の中心に位置する「骨髄」にあたります。
しかし手足の骨の骨髄ではなく、成人になると脊椎、骨盤、胸骨、肋骨などに限定されてしまいます。
医学や人の体のしくみが解明されていない時代では、消化管のどこかで作られているものだと認識されていたようです。

骨髄では造血幹細胞と呼ばれる重要な細胞があります。状況によってはどんな細胞にも変われるという幹細胞の一つになります。
またサイトカインという体の変化に対応して状況の連絡をしたり、組織の活性化を図ったりと補助的な役割をする物質も存在します。

造血細胞にこのサイトカインが刺激を与え、細胞を分化させ赤血球を作り上げていきます。
赤血球は核を持たない細胞ですが、造血細胞から変化する過程においては、一時的に核が存在しています。最終的にはこの核が吐き出され、赤血球本来の形となります。
赤血球は毎日製造され、全身の骨髄に存在する赤血球の数は約2,000億個にもなると言われます。

こうしてできた赤血球は血液中に出ていき、酸素供給の役割を果たしながら休まずに全身を巡回します。しかし赤血球には約120日という寿命があり、時が来ると脾臓などで分解され、再びグロビンとヘムの形になります。

グロビンはリサイクルされタンパク質に、ヘムは更に分解されて鉄とプロトポリフィリンになります。鉄は新しいヘモグロビンの材料となり、プロトポリフィリンはビリルビンに姿を変えて最終的には胆汁の成分として排泄されます。

ヘモグロビン濃度とは

ヘモグロビン値が高いまたは低いという言葉は、健康診断などを通して聞いたことがあるかもしれませんが、血液中のヘモグロビンが占める割合、つまり濃度の測定となります。
検査の項目では「Hb/血色素量( けっしきそりょう)」と呼びます。
成人男性の基準値は、血液1dl中に13.0~16.6g、成人女性の基準値は、11.4~14.6gとなっています。

1個の赤血球に含まれているヘモグロビン量は正常であるが赤血球の数が減る、赤血球の数も、赤血球に含まれるヘモグロビン量も減るという結果では、疾患が異なってきます。
そういった疾患の判定や区別を目的とした検査や、輸血が可能かどうかの指標としても必要な項目となります。

ヘモグロビンが不足する疾患は?

代表的な鉄欠乏性貧血

ヘモグロビンの材料がなければ、酸素運搬どころか、ヘモグロビンが産生できなくなります。ヘモグロビンの材料となる鉄分の不足で起きる鉄欠乏性貧血です。

鉄はヘモグロビンが壊された時に再利用される分もありますが、偏食ばかりの食生活や無理なダイエットなどで摂取量が減ることで生じます。
もう一つは摂取量が多くても体が吸収する分が決まっているため、妊娠や授乳によっての消費量が多かったり、生理や出血などで排泄されてしまうといったことも原因となって鉄が欠乏してしまいます。

主な症状は、体のだるさや疲れの持続、立ちくらみ、突然のめまい、軽度の運動でも息切れや動悸が生じる、顔色や爪の色が悪くなる、血行不良で肩こりや頭痛が起きるなどと多くあります。
しかし貧血の自覚がない方も多いため、特に男性では貧血を起こす基礎疾患にも気付かないといったケースも少なくありません。

その他の疾患

体内で出血を伴う疾患が進行している場合にもヘモグロビン値は減少します。
事故などで急激な大量の出血があった場合などでは当たり前ですが、目に見えない出血がじわじわと起きているときは自覚を伴わないことがあります。
胃潰瘍、十二指腸潰瘍、悪性腫瘍、白血病などが関わってくることが多いとされます。

出血以外の原因としては、赤血球が作られる骨髄の故障で起こる「再生不良性貧血」。
血液の破壊が激しく産生量が追いつかない「溶血性貧血」。赤血球を産生するときに必要なエリスロポエチンを分泌する腎臓機能の低下から生じる「腎性貧血」などがあげられます。

ヘモグロビンが多すぎる疾患は?

ヘモグロビンが少なければ、多くは貧血と理解することが多い反面、多くても体の異常ではないという意識が潜在しているのではないでしょうか。
実は多くても体にとっては異常であり、血液の粘度を高めてしまいドロドロとした血液が常に流れるため、高血圧症をはじめ、脳梗塞や心筋梗塞の原因になり兼ねないとされます。

代表的な病気として多血症(または赤血球増加症)と呼ばれる病気が疑われ原因によって3つに分類されます。

真性多血症

他の病気が原因ではない原発性の多血症。ほとんどが遺伝とされ、血液を作り出す細胞(造血幹細胞)自体が癌化してしまう病気です。
製造元がコントロールできないため、消化管出血、脳出血、脳梗塞、心筋梗塞などに発展する可能性のある危険な病気です。

治療としては献血と同じような用法で血液を抜き取る「瀉血(しゃっけつ)療法」や血を固まらせないようにアスピリンなどを使用した「抗血栓療法」、時には抗がん剤を使用して造血を抑制する方法が用いられます。

二次性多血症

原因は酸素不足です。肺気腫などの慢性的な肺疾患や、心疾患、喫煙者などに発症します。
基礎疾患がなくても高い場所に住んでいる人などにも見られます。
体内に酸素が不足だと判断することで造血作用を行うエリスロポエチンという物質が増えてしまい、過剰な生産によって逆に多血になってしまう仕組みです。
治療は酸欠の原因を除去することと、酸素補給です。

相対的多血症

血液成分のなかの液体である血漿量が少なくなると、血液全体から見たヘモグロビン値は当然と言えるほど高くなります。他の多血症とは異なり赤血球が増えるということではありません。

血漿量が少なくなる原因としては、発熱や下痢、嘔吐、飲水量不足などで起きる脱水。尿の排泄を促す利尿剤の副作用などがあげられます。
治療としては、患者さんが経口的に水分摂取可能であれば薬剤は必要ありませんが、衰弱状態であれば補液を点滴していくことになります。

ヘモグロビンエーワンシーは糖の指標

ヘモグロビンエーワンシー(HbA1c)とは?

血液中を循環しながら酸素を運んでいるのは赤血球です。赤血球が酸素を運べるのは、酸素と結合できるヘモグロビンがあるおかげです。
しかし酸素意外にヘモグロビンには血液中に浮遊する糖分とも結合しやすいという性質があり、この現象を「糖化」といいます。
またこうして糖化したヘモグロビンを「ヘモグロビンエーワンシー(HbA1c)」と呼びます。

複雑な構造をしたヘモグロビンに糖がすぐに絡みつくのではなく、定着するまでには、付いたり離れたりを繰り返しながら1ヶ月程度でしっかりと結合します。確実に結合してしまうと今度は離れることなく赤血球の寿命(120日)まで共に血液内を循環することになります。

酸素を運ぶ作業はヘモグロビンにとって欠かせない仕事ではありますが、糖化したヘモグロビンは全身に悪影響を与えてしまいます。
糖化によってAGEsという物質が発生します。これが酸素を運搬する機能を邪魔し、各細胞の酸欠を招いてしまうため新陳代謝の低下が起きます。
他にもコラーゲンなどに有害作用を与えてしまい、肌はもちろんのこと動脈硬化、認知症、さまざまな疾患に結びつくことになると言われます。

ヘモグロビンエーワンシーと血糖値の違い?

糖尿病をかかえている方では、空腹時血糖値とヘモグロビンエーワンシーの数値に敏感になると思いますが、同じ糖に関わる数値ではありますが、それぞれ時間も内容の基準も違うということを覚えておくと良いでしょう。

空腹時血糖とは、血液中にその時点でどのくらいの糖が存在するかという内容を知るためのものです。単位が「mg/dl」となりますので、血液1dl中に何mgの糖が含まれているのかというのが基準です。

一方ヘモグロビンエーワンシーでは、赤血球の寿命までは離れませんので過去1~2か月において、どのくらいの糖が存在していたかという内容が明らかにされます。単位が「%」ですので、何%のヘモグロビンが糖と結合しているかということを表します。

ヘモグロビンA1cの正常値は4.6~6.2%で、これを基準に高い低いという言われ方をします。空腹時血糖が低いのにヘモグロビンエーワンシーの値は高かったという場合は、検査数日間は気を付けた食生活でも、それまでの2か月程度の食生活が乱れていたことを物語っています。不規則で暴飲暴食、糖質の多い食品の選択、ドカ食いなどが証拠として現れてしまったということになります。

ヘモグロビン尿と血尿は同じこと?

健康診断などで尿検査を行ったことがあると思いますが、潜血という項目があります。
尿の中に血液が含まれているかどうかということですが、厳密にいうと赤血球の混入があるかどうかという検査になります。

一般的に言う血尿は目に見える赤い尿だと考えますが、赤くても赤血球が含まれていないものもあるため、「尿潜血陽性 =血尿」ということにはなりません。
尿潜血陽性であるけれども赤血球が含まれない尿ではヘモグロビン尿またはミオグロビン尿が疑われます。

ミオグロビン尿というのは、激しい運動によって筋肉が障害されることでミオグロビンというるタンパク質が尿中に排泄されたものです。
ヘモグロビン尿とは、赤血球が壊されることでヘモグロビンだけが尿中に排泄されたものです。赤血球の破壊量が少しぐらいであれば血管内で処理されるのですが、大量となると処理に追いつかずに尿中に放出されてしまいます。

ヘモグロビン尿を症状とする代表的な疾患に、発作性夜間ヘモグロビン尿症があります。
発作性夜間ヘモグロビン尿症の原因は、異常遺伝子によるものです。赤血球をつくる細胞の変異によって、外からの攻撃に耐える因子が作られないため、赤血球が破壊されヘモグロビンが流出してしまう(溶血)といったメカニズムになります。
特徴的な症状は、起床時にコーラ様の色をした尿が排泄されます。

希少な疾患ですがヘモグロビン尿が見られると、ヘモグロビンが腎臓の網のような尿細管を閉塞してしまい、急性腎不全に移行することが心配されます。

ヘモグロビンの構造は複雑であり精密

赤血球は中央にくぼみがある楕円形をしています。その中にぎっしりとヘモグロビンが集結していることになりますが、ヘモグロビン自体の形は球形ではありません。
ヘモグロビンの「グロビン」はポリペプチドというたんぱく質の鎖が4つ結合した形になっています。この鎖もα鎖とβ鎖と2種類あり、それぞれ2つずつ入ってひと固まりになっています。

そして「ヘム」の方はちょうど土星のような小さな輪状の分子で、ポリペプチドの鎖一つに対して、ヘム一つが結合しているので、ヘモグロビン1個につき4つのヘムが付いていることになります。

酸素が血液内に流れてくると結合し、酸素の運搬的な存在であるのがヘモグロビンですが、酸素分子も付着する部位が決まっています。
ポリペプチドではなくヘムの分子にだけ結合することになりますので、一つのヘモグロビンで4つの酸素分子が運ばれるということなのです。

グロビンが鉄分をかかえ、ヘモグロビンとなった塊を覆い包んで運んでいるのが赤血球となるわけですが、この複雑な構成が作られているのには理由があるのです。
グロビンはタンパク質であるため、そのまま血液という液体の中を浮遊すると血液の質がドロドロになってしまいます。その中を血球や酸素が流れるとしたら、思うようにスピードも上がらず、どこかに引っかかってしまうこともあり得るでしょう。
こうした様々な負の連鎖が起きないように、人の体一つ一つが意味を持った構造となっているのです

ヘモグロビンと鉄の違いはこれ!

血液検査項目に「血清鉄(Fe)」があることはご存知でしょうか?
血清鉄の基準値は、男性:60~200μg/dl、女性:40~160μg/dlです。

鉄分が存在するヘモグロビンは赤血球内に含まれているのに対して、血清鉄は血液成分の血漿内に含まれる鉄となります。
そして血清鉄は、ヘモグロビンの材料となるミネラルとして大きな役割を担います。

鉄分は食べ物から摂取しなければなりません。胃を通過し小腸で吸収されるものですが、1日に1~1.5 mg程度しか体内に残らないという特徴があります。

血清鉄がヘモグロビンとなるには、トランスフェリンというタンパクが接着剤となって骨髄に運びますが、何らかの原因で赤血球からヘモグロビンが放出してしまった場合にも、ある程度は、このトランスフェリンが再度結合し、再生しようとするしくみになっています。吸収する量も少ない代わりに、体外への排泄量も少ないというわけです。

吸収された鉄分の60~70%はヘモグロビンに存在しますが、残りは貯蔵鉄として肝臓、脾臓、骨髄、筋肉に保管されることになります。
血清鉄が低い場合に疑われる病気は、鉄欠乏性貧血をはじめとして、慢性リウマチや慢性腎不全、悪性腫瘍などが考えられます。
また生理による血液の排出があるため、男性より女性の方が鉄分不足になりやすいのが現状です。

ヘモグロビンa1cを下げるためのポイントは?

ヘモグロビンa1c(エーワンシー)は、急激に下がるものではなく、長い目で見ながら1~2ヵ月で1%ずつ落としていくことが適度な改善となっていきます。
ヘモグロビンa1cを下げるには、毎食毎に上昇する血糖値に留意していくことです。

突然絶食を始めたり、激しいダイエットなどを行うことは、体に負担がかかるだけで良法とは言えません。
急激な血糖下降が、血管の炎症を誘発し出血など起こす場合があるため要注意となります。
食事と運動の両方をバランスよく行っていくことが大切です。

食事

糖分の多いものや炭水化物の食品を好む方は、血糖値が上がりやすいのですが、だからといって糖質をシャットアウトするのではなく、減らすように心がけましょう。

偏った食生活をしがちな方では、血糖値を下げるのに必要な成分が不足し、食物のバランスが悪くなっている傾向があります。
DHA、EPAが多く含まれた魚は、インスリン感受性を高めるため、糖尿病を指摘されている方にとっては好ましい成分です。

またビタミンやミネラルは、インスリンの分泌を活発にしたり、血糖値の上昇を抑える効果などがあるため、野菜を積極的に摂りましょう。
さらに野菜には食物繊維が多く含まれているため、糖の吸収を緩やかにする効果も期待できます。

大豆製品も血糖値を下げる働きをしますので、豆腐や納豆などはできるだけ食品に多く取り入れていきましょう。

運動


血糖値を意識し、激しい運動をいきなり行っても効果はそれほど上がりません。
ただ行えば良いというわけではなく、効果的なやり方で楽に行うことが長続きする秘訣のもなります。

酸素を取り入れながら脂肪を燃焼させる有酸素運動は、食後に上がった血糖値を直ちに処理してくれます。
ウォーキングや軽いジョギング、水泳などの運動が有効とされます。
食後30分~1時間後くらいに30分程度を目安に行うといいと思われます。

開始したばかりは苦痛ばかりだと思われますが、徐々に習慣づくと気分転換にもなってくるでしょう。
ストレスは血糖値を上げる遠因にもなりますので、運動しながらのストレス解消は体にとって一石二鳥となります。

ヘモグロビンを増やすには食事と運動の工夫が大切!

ヘモグロビンを増やすためには、まずは原因を明らかにすることが先決です。
骨髄に異常がある場合では治療に専念することが必要です。
単純に鉄分の不足となればきちんとした診断のもとで鉄剤やビタミン剤などの服用を継続していくことや、できる範囲で自己対策していくという方法になります。
対策法としては食事と運動の2点です。

食事では

ヘモグロビンの材料となる鉄分を食べることで体内に増やしていくというシンプルな方法です。
鉄分含有量が多いのは、肉類ですが特にレバーや、脂身よりは赤身、魚介類でも赤身の魚や貝類。野菜ではほうれん草や小松菜が代表的ですが緑黄色野菜全般。他には大豆製品やチーズなどの乳製品もあげられます。

鉄はミネラルの一つですが、消費されにくい反面吸収しづらい特性をもっていることから、吸収しやすくするたんぱく質、アミノ酸、ビタミン Cを含んだ食品と一緒に摂ることが望ましいでしょう。

また反対に鉄吸収を阻害する食品を避けることが必要です。
コーヒーや緑茶に含まれるタンニンが一つと、ほうれん草は効果的ではありますが、成分中のシュウ酸が阻害するということで、多く食べれば良いということにはなりません。
効果があるものだけを食べるということは「食事の偏り」となりますので、食事はバランスよく摂ることが最も重要な点となります

運動では

ヘモグロビンa1cを下げる効果としてあげられたのも有酸素運動ですが、逆にヘモグロビンを増やすことにも流用されるのが有酸素運動なのです。

適度な運動によって、内臓の機能が活発になると、鉄分が多く吸収されます。それに連なり赤血球の生産も促進し、ヘモグロビンが増えるというメカニズムが成立します。
しかし反対に過剰な運動は、汗にも鉄分が含まれているため消費量が多くなり鉄分の損失が多くなってしまうので注意が必要です。

ヘモグロビンについてのまとめ

ヘモグロビンの構造が意味することから、重要な役割、そして同じような成分と考えがちな
ヘモグロビンエーワンシーについてもご理解いただけましたでしょうか?

ひとの体はさまざまな構造であり、小さな成分一つ一つが大きな役割を果たしています。その分数字的に変化が起こるということが、体の大きな異変を意味することになります。

健康診断などでヘモグロビンに異常が起きていることが分かった場合や、体に貧血などの症状が現れた場合は、必ず検査を受けるようにしましょう。
血液は自分の健康を示唆するものです。食生活や運動を含めた生活習慣に、今一度目を向けてみましょう。

この記事のライター

20年以上看護師として病院勤務していました。
少しでもお役に立てる情報をお伝えしたいと思っています。

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