赤血球 直径 8um

血液全体の40-45% ヘマトクリットを占め、白血球や血小板は容積的には
無視できる程度に少ない

表面積 120-140um^2 (赤血球と同じ容積の球 85-105um^2)
高濃度のヘモグロビン（32-36g/dl）が詰まっている．

                   球　                              赤血球
直径               8um                               8um
半径               4um                               4um
表面積 S=4πr^2    201.06e-012[m^2] 201[um^2]        120[um^2]
体積   V=4/3πr^3  268.08e-018[m^3] 268[um^3]        90[um^3] 90e-18[m^3]
                   200e-18[m^3]だと1mm^3中に500万個になる
1mm^3 => 1e-9[m^3]
1e-9/90e-18=

表１．ヒトの体循環における血流状態
血管          直径（mm）   平均流速（mm/s） 壁ズリ速度（/s） 平均ズリ速度（/s） レイノルズ数
上行大動脈   20 ─32           630               190              130           3,600 ─5,800
下行大動脈   16 ─20           270               120               80           1,200 ─1,500
太い動脈      2 ─6         200 ─500            700              470             110 ─850
毛細血管  0.005 ─0.01      0.5 ─1              800              530          0.0007 ─0.003
太い静脈      5 ─10        150 ─200            200              130             210 ─570
大静脈         20           110 ─160             60               40             630 ─900
Whitmore RL: Rheology of the Circulation. Pergamon Press, Oxford, 1968. より改変して引用．


赤血球密度は500万個/mm^3程度

血液1mm^3のなかで赤血球が占める体積は

90x10^-9(mm^3) x 5 x 10^6 = 0.45(mm^3)


すなわち、赤血球の体積分率は45％ということになる。
この値すなわち、全血中に占める赤血球の体積分率をヘマトクリット値（Ht)と呼ぶ。
ヒトのヘマトクリット値は概ね以下の値である。

男：45～50
女：40～45

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ここから
赤血球1個の体積 90μm^3　で体積分率が45%なので計算体積を90um^3 * 100/45 = 200um^3として計算すると
1mm^3中500万個という結果を出せる

0.001*0.001*0.001=1e-9[m^3]中には
1e-9/200e-18 = 5000000個

1l中に含まれる赤血球数
0.1*0.1*0.1=1e-3
1e-3/200e-18 = 5e12 個
5000000000000
血液中の血球の体積比はヘマトクリット値といって、ほぼ45%です。=0.45(L)
赤血球の体積をV90フェムトL=90*10^-15(L)
1(L)中の赤血球の個数はN=0.45(%)/90*10^15=5.0*10^12(個/L)
通常は1mm^3あたり500万だから、1Lでは五兆という計算になります。


赤血球１個あたりのヘモグロビンの平均質量（MCH）は30pgです。
ヘモグロビンの分子量は64500(g/mol)ですから
赤血球１個あたりのヘモグロビン数は4.6512e-16（mol)(＝30pg/64500g/mol)

1l中 0.001 m^3中には、
5*1e+12 * 4.6512*1e-16 [mol] = 0.0023 [mol] => 2.3 x10^-3[mol]
モル濃度は[mol/l]

血液11l中に150gヘモグロビンが含まれているとするとは
150[g] x 1/(6.45×10^4)[mol/g] = 2.3x10^-3〔mol〕

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1cm 1cm 1cm
0.01*0.01*0.01 =  1.0000e-006
赤血球数 1.0000e-006/200e-18 = 5.0000e+009

1cm 1.3cm 1.3cm
0.01x0.013x0.013 = 1.6900e-006

赤血球数 1.6900e-006/200e-18　= 8.4500e+009


5e12 : x = 5e9 : 8.45e9

x= 8.45e9*5e12 / 5e9 = 8.4500e+012

赤血球１個あたりのヘモグロビンの平均質量（MCH）は30pgです。
ヘモグロビンの分子量は64500(g/mol)ですから
赤血球１個あたりのヘモグロビン数は4.6512e-16（mol)(＝30pg/64500g/mol)

モル濃度
1cm 1cm 1cmのとき
5e12 * 4.6512e-16（mol) = 0.0023

1cm 1.3cm 1.3cmのとき
8.4500e+012 *  4.6512e-16（mol) =  0.0039

10->13 = 1.3倍

0.01*0.0023 = 2.3000e-005
0.013*0.0039= 5.0700e-005
0.013*0.0023= 2.9900e-005

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補足：容積単位

1 l  = (10^-1m)^3 = 10^-3 m^3、

1 ml = 1l x 10^-3 = 10^-6 m^3 = 1 cm^3

1μl = 1l x 10^-6 = 10^-9 m^3 = 1 mm^3

1μm^3 = (10^-6m)^3 = 10^-18 m^3  = 10^-9 mm^3

半径rの球体の表面積は S=4πr^2、体積は V=4/3πr^3
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1モルに何gか

ブドウ糖 C_6 H_12 O_6
原子量 C:12.01 H:1.008 O:16

ブドウ糖の分子量
12x6 + 1x12 + 16x6 = 180

1モルのブドウ糖 180g
ブドウ糖1gあたり 1/180 モル

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ヘモグロビン Hb (色素部分であるヘム　タンパク質のグロビン）
分子量 64450


酸素ヘモグロビン HbO_2

分圧
複数の種類の気体が混合しているときに、
そのうちの1種類の気体が全体の体積を占めた場合の圧力

/空気の組成
窒素   78%
酸素   21%
水蒸気  1%
大気 1気圧 760mmHg
酸素分圧はおよそ160 mmHg、
つまり大気中の酸素分圧は約160 mmHgということになる

肺胞内の酸素分圧はおよそ100 mmHgであり、
図2.2からその時におよそ96％の酸素がヘモグロビンと結合することになる。
(織田秀実　生物学)

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血液1lあたりヘモグロビンはおよそ150g含まれる。
ヘモグロビンの分子量は64,450

1モルのヘモグロビン 64450g

ヘモグロビン1g あたり 1/64450 モル

ヘモグロビン1分子は酸素４分子と結合するから

ヘモグロビン1g あたり
1/64450 * 4モル
の酸素分子と結合できる

気体分子1モルが占める容量は22.4lだから酸素の容量としては
(1/64450 * 4) * 22.4 = 1.39 x 10^-3 l

血液1lあたりヘモグロビンはおよそ150g含まれる。
1gあたりのヘモグロビンと結合する酸素量は
(1/64450 * 4) * 22.4 = 1.39 x 10^-3 [l]
だから1lあたりは
150 x (1/64450 * 4) * 22.4 = 150 x 1.39 x 10^-3 [l]
                           = 208.5 x10^-3 [l]
                           = 208.5 [ml]


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通常、血液100ml中には平均12.9gのヘモグロビンが含まれている


1モルのヘモグロビン 64450g
ヘモグロビン1g あたり 1/64450 モル

血液100mlに含まれるヘモグロビンは、
12.9[g] x 1/(6.45×10^4)[mol/g] = 2x10^-4〔mol〕

血液11l中に150gヘモグロビンが含まれているとするとは
150[g] x 1/(6.45×10^4)[mol/g] = 2.3x10^-3〔mol〕


ヘモグロビンには1分子あたり4個の Fe^2+ が含まれているので、
Fe^2+ は 8x10^-4〔mol〕

各Fe^2+が 1個のO2と結合するのだから、
結合したO2も 8x10^-4〔mol〕
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モル濃度 1lに含まれるモル数


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赤血球１個あたりには６(ピコモル：pmol＝10^-12mol)のヘモグロビン
と８(pmol)の水が含まれており、全体で約8×10^12個の原子が含まれていることになります。

赤血球はヘモグロビンが全重量の3分の1を占め（MCHC）、残りのほとんどが水分です。

赤血球１個あたりのヘモグロビンの平均質量（MCH）は30pgです。

ヘモグロビンの分子量は60000(g/mol)ですから、
赤血球１個あたりのヘモグロビン数は5×10^-4（pmol)(＝30pg/60000g/mol)です。

もちろん１モルはアボガドロ数6×10^23（個/mol）です。アミノ酸１分子中の平均原子数を20個とします。ヘモグロビンの１分子中のアミノ酸の数は600個なので、ヘモグロビンの１分子中の原子数は約12000個です。

従って赤血球１個あたりのヘモグロビンの原子数は６pmol（＝5×10^-4(pmol)×12000個）
すなわち3.6×10^12個です。

一方、赤血球の平均体積（MCV）は100（ｆｌ）ですから、その2/3である水の重さは67（pg）です(1fl＝1pg)。水の分子量は18(g/mol)ですから、3.7(pmol)（＝67pg/18g/mol）です。水１分子には３個の原子が含まれているので、赤血球１個あたりの水の原子数は８pmol、すなわち4.8×10^12個です。結局、赤血球１個あたりには約12pmol、すなわち約8.4×10^12個の原子が含まれていることになります。

文献
血液のレオロジーと生理機能　前田信治

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