豆知識：血はなぜ赤いのか？

サムズアップ・アメリカ！
赤血球が赤いのはヘモグロビンのため

鼻血が出たとき、なぜ緋色の血が鼻から流れ出るのか、不思議に思ったことはありませんか？あるいは、肌の静脈が青く見えるのはなぜでしょう？

それはすべて、赤血球の中のカラフルな化学反応によるものです。

赤血球にはヘモグロビンという分子があり、これが酸素を結合して体内を運搬しているのです。ヘモグロビンは、4本のタンパク質鎖から成り、それぞれがヘムと呼ばれるリング状の化学構造を結合しています。

私たちの赤血球が赤いのは、ヘモグロビンに含まれるヘム基のせいです。そして、私たちの血液が赤いのは、その中に含まれる何百万もの赤血球のおかげなのです。

色は生物学の多くの側面で重要な役割を果たしている、とArchives of Pathology & Laboratory Medicine誌に掲載された記事が説明しています。

どんな記事かというと、テキサス州ヒューストンのMDアンダーソンがんセンター血液病理学部門のSergio Piña-Oviedo博士らが、ヒトの臓器における色の関連性と生化学について説明している論文です。

それによると、色は「カモフラージュと保護、代謝、性行動、コミュニケーション」に重要であると説明しているのです。

金属が重要なカギ

赤血球中のヘモグロビン分子のタンパク質鎖は、私たちの遺伝子によってコード化されています。グロビン遺伝子に変異があると、サラセミアや鎌状赤血球症などの病気を引き起こすことがあるります。

酸素と結合するために、タンパク質鎖はそれぞれ1つのヘム基と結合し、ヘモグロビン1分子あたり最大4個の酸素分子を結合することができます。

ヘムの中心には、鉄の分子があります。この鉄のおかげで、ヘムは赤茶色に見えるのです。しかし、この鉄を別の金属に置き換えてみたらどうでしょう。

化学の授業で習った緑色の炎を思い出してみてください。植物の葉が緑色なのは、葉に含まれるクロロフィルの環の中心にマグネシウムが含まれているからです。

一方、冷血動物では血液が青く見えますが、これは銅原子が環の中心に座って酸素と結合しているためです。

血液の色色

話を人間の血液に戻すと、私たちが空気を吸い込むと、ヘモグロビンの鉄が肺の中で酸素と結合します。これにより私たちの血液は、肺から体内の組織へと送り出されるため、真っ赤に見えています。

幸い、酸素結合は可逆的です。つまり、肺に取り込まれた酸素は、血液が体内を循環する際に、組織で放出されるのです。

酸素が放出されると、二酸化炭素に置き換わり、二酸化炭素は再び肺に取り込まれ、呼吸とともに体外に排出されます。二酸化炭素がヘモグロビンと結合すると、鮮やかな赤色から紫色を帯びた濃い赤色に変化します。

でも、なぜ私たちの静脈は青く見えるのでしょうか？

それは錯覚で、実は静脈そのものは白っぽいピンク色をしています。私たちが目で見ている青色は、血液、血管、皮膚、そして色を見るためのプロセスが組み合わさってできている。それで外側からはフィルターをかけたように青く見えるのです。