본문내용
1. 미생물학 핵심 개념
1.1. 그람 양성 알균(Gram Positive Cocci)
그람 양성 알균(Gram Positive Cocci)은 구균 형태를 가지며, 그람 염색 시 보라색을 띠는 세균들을 일컫는다. 이에 속하는 대표적인 균들로는 포도알균(Staphylococcus)과 사슬알균(Streptococcus)이 있다.
포도알균(Staphylococcus)은 주로 황색 포도알균(Staphylococcus aureus)과 표피 포도알균(Staphylococcus epidermidis)이 대표적이다. 황색 포도알균은 화농성 감염증을 일으키는 주요 원인균으로, 피부와 점막에 상재하면서 기회감염 시 종기, 농가진, 폐렴, 골수염, 심내막염 등을 유발한다. 반면 표피 포도알균은 정상 상재균으로 병원성이 낮지만, 면역저하자나 의료기기 관련 감염에서 기회감염을 일으킬 수 있다.
사슬알균(Streptococcus)에는 화농성 사슬알균(Streptococcus pyogenes), 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae), 구강사슬알균(Streptococcus mutans), S.sanguis 등이 포함된다. 화농성 사슬알균은 중이염, 편도염, 농가진, 성홍열, 류마티스열 등을 유발한다. 폐렴알균은 폐렴, 균혈증, 수막염 등의 중증 감염을 일으키는 주요 원인균이다. 구강사슬알균은 치아우식증의 주요 원인이 되며, S.sanguis는 치태 형성에 관여한다.
이처럼 그람 양성 알균은 인체 정상균총의 일부를 구성하지만, 기회감염이나 병원성 발현 시 다양한 감염증을 일으킬 수 있는 주요 병원체들이다. 이들의 정확한 동정과 적절한 예방 및 치료가 중요하다고 할 수 있다.
1.2. 그람 음성 막대균(Gram Negative Bacilli)
그람 음성 막대균(Gram Negative Bacilli)은 다양한 병원체를 포함하고 있는데, 특히 장내세균과(Enterobacteriaceae), 비브리오과(Vibrioceae), 포도당 비발효 그람 음성 막대균, 그리고 무산소성 그람 음성 막대균 등이 대표적이다.
장내세균과(Enterobacteriaceae)에는 대장균(Escherichia)속, 살모넬라(Salmonella)속, 이질균(Shigella)속, 예르시니아(Yersinia)속 등이 포함된다. 대장균(Escherichia coli)은 장관 내에 정상적으로 존재하는 세균이지만, 병원성 대장균은 장관계 감염을 유발할 수 있다. 살모넬라(Salmonella)속에는 장티푸스균(S. typhi), 파라티푸스균(S. paratyphi), 그리고 장염 살모넬라균(S. enteritidis) 등이 있다. 이질균(Shigella)속은 박테리아성 이질의 원인체이며, 예르시니아(Yersinia)속에는 페스트균(Y. pestis)과 장염 예르시니아(Y. enterocolitica)가 있다.
비브리오과(Vibrioceae)에는 콜레라균(Vibrio cholerae)과 장염 비브리오균(Vibrio parahemolyticus)이 속한다. 콜레라균은 급성 설사 증상을 유발하는 콜레라의 주요 병원체이다.
포도당 비발효 그람 음성 막대균에는 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)이 대표적이다. 녹농균은 병원성이 강하고 면역력이 저하된 환자에게 주로 감염을 일으킨다.
마지막으로 무산소성 그람 음성 막대균에는 Bacteroides fragilis가 포함된다. Bacteroides fragilis는 정상 장내 균총의 일부로 존재하지만, 장내 감염을 유발할 수 있다.
이처럼 그람 음성 막대균은 다양한 병원체를 포함하고 있어 장관계, 호흡기계, 요로계 등 다양한 감염증을 일으킬 수 있다. 이들 병원체는 병원 내 감염의 주요 원인체로도 알려져 있다. 따라서 그람 음성 막대균에 의한 감염증의 예방과 치료는 공중보건학적 관점에서 매우 중요하다고 할 수 있다.
1.3. 그람 양성 막대균(Gram Positive Bacilli)
그람 양성 막대균(Gram Positive Bacilli)은 주요한 세균감염을 일으키는 그룹으로, 병원성이 강해 임상적으로 관심의 대상이 되는 균들이다. 이들은 그람 염색에서 보라색을 나타내는 특징이 있다.
클로스트리디움(Clostridium)속에 속하는 균들은 절대 혐기성 세균으로 포자를 형성하여 열에 강한 내성을 가진다. 이 속에는 파상풍균(Clostridium tetani), 보툴리눔 식중독균(Clostridium botulinum), 가스괴저균(Clostridium perfringens) 등이 포함된다. 파상풍균은 심각한 신경학적 증상을 동반하는 파상풍을 유발하고, 보툴리눔균은 치명적인 보툴리누스 독소를 생산하여 보툴리눔 식중독을 일으킨다. 가스괴저균은 가스괴저라는 괴저성 감염을 유발한다.
코리네박테리움(Corynebacterium)속에는 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae)이 속한다. 이 균은 상기도에 위막을 형성하여 기도 폐쇄를 유발하는 디프테리아 질환의 원인체이다.
마지막으로 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)과 한센균(Mycobacterium leprae)이 대표적인 마이코박테리움(Mycobacterium)속 균이다. 결핵균은 폐결핵 등 심각한 결핵 질환을, 한센균은 한센병을 일으킨다. 이들 균은 그람 염색에서 특이한 결과를 보이는데, 일반적인 그람 염색과정에서는 탈색이 잘 되지 않아 붉은색으로 관찰된다.
1.4. 바이러스와 프리온
바이러스는 증식하기 위하여 숙주세포에 의존한다. 바이러스는 숙주의 유전적인 연장이라고 할 수 있는데, 핵산(DNA 혹은 RNA)과 이를 감싸는 캡시드(단백질외막)로 구성된다. 캡시드는 핵산을 보호하고 바이러스가 숙주세포에 침투하는 것을 촉진한다. 핵산은 세포 내에서 숙주의 효소계가 바이러스의 증식과 연관된 기능을 하도록 재조정한다.
프리온은 스크라피(scrapie)라는 양의 퇴행성 중추신경계 질환의 전염성의 원인체로 밝혀졌다. 프리온은 프리온 단백(PrP)으로 구성되는데, 이 단백질은 숙주염색체 DNA에 의하여 암호화된다. 프리온의 성분은 프리온 단백의 비정상형으로, 이 비정상형이 정상세포와 다른 점은 베타 면 구조가 많고, 세정제에 용해되지 않으며, 응괴를 잘 형성하고, 단백질 분해에 대한 저항성이 높다는 것이다.
프리온에 의한 주요 질환으로는 쿠루(Kuru), 크로이츠펠트-야콥병(Creutzfeldt-Jacob disease), 케르스트만-스트라우슬러-사인커병(Gerstmann-Straussler-Scheinker diease), 치명적 가족성 불면증(fatal familial insomnia) 등이 있다. 이 질환들은 감염형과 유전형으로 구분되는데, 감염형은 전염성 프리온이 수평 전염되는 형태이고, 유전형은 10~15% 차지하는 것으로 알려져 있다.
따라서 바이러스와 프리온은 모두 숙주의 유전물질을 이용하여 증식하고 전파되는 특징을 가지고 있다고 할 수 있다.
1.5. 바이러스 증식과 배양
바이러스 증식과 배양"은 바이러스가 숙주 세포 내에서 증식하는 과정과 실험적으로 바이러스를 배양하는 방법에 대한 내용이다.
바이러스 증식의 주요 단계는 흡착-침투-탈외각-복제-조립-방출로 구성된다"" 첫째, 바이러스 입자가 숙주 세포 표면에 있는 특정 수용체에 결합하는 흡착 단계가 일어난다. 다음으로 바이러스 입자가 숙주 세포 내부로 침투하는 단계가 있다. 숙주 세포로 침투한 바이러스는 외피 및 캡시드가 분리되는 탈외각 단계를 거친다"" 이후 바이러스 핵산의 복제와 바이러스 단백질 합성이 일어나는 복제 단계가 있다"" 복제된 핵산과 합성된 단백질이 조립되어 새로운 바이러스 입자가 만들어지는 조립 단계를 거친다"" 마지막으로 완성된 바이러스 입자가 숙주 세포막을 통해 방출되는 방출 단계가 있다"". 이러한 일련의 과정을 거쳐 바이러스가 숙주 세포 내에서 증식한다""
바이러스는 살아있는 세포 내에서만 증식할 수 있기 때문에 실험적으로는 동물 개체, 발육 계란, 배양 동물 세포 등을 이용하여 바이러스를 배양한다"" 동물 개체 중에서는 주로 생쥐가 사용되며, 발육 계란은 인플루엔자 백신 제조에 주로 활용된다"" 배양 동물 세포는 플라스틱 용기 내에서 세포를 배양하고 여기에 바이러스를 감염시켜 증식시키는 방법이다"" 이를 통해 바이러스의 증식 양상을 현미경으로 관찰할 수 있으며, 바이러스에 의한 세포병변효과(CPE)도 확인할 수 있다"" 한편 리케차와 클라미디아는 세균이지만 세포 내 기생성이 있어 바이러스와 유사하게 배양된다""
1.6. 호흡기계 매개 세균과 질병
호흡기계 매개 세균과 질병이다.
호흡기계 매개 세균에는 사슬알균(Streptococcus), 포도알균(Staphylococcus), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), 레지오넬라균(Legionella pneumophilia), 백일해 균(Bordetella pertussis), 수막알균(Neisseria meningitidis), 결핵균(Mycobacterium tuberculosis), 한센균(Mycobacterium Leprae) 등이 있다.
이들 세균은 코, 인두, 호흡기를 통해 전파되어 다양한 호흡기 질병을 일으킨다. 화농성사슬알균(Streptococcus pyogens)은 중이염, 편도선염, 유양돌기염, 농가진, 성홍열, 류마티스열을 유발한다. 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae)은 폐렴, 균혈증, 심내막염, 내이감염을 일으킨다. B군 사슬알균(Group B Streptococci)은 신생아 패혈증, 수막염, 폐렴, 산욕열을 일으킨다.
황색 포도알균(Staphylococcus aureus)은 종기, 여드름, 농가진, 폐렴, 골수염, 심내막염, 뇌막염, 관절염을 일으킨다. 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae)은 인두조직에 위막을 형성하여 인두염을 유발한다. 레지오넬라균(Legionella pneumophilia)은 레지오넬라증을 일으킨다.
백일해 균(Bordetella pertussis)은 백일해를, 수막알균(Neisseria meningitidis)은 수막알균성 수막염을 발생시킨다. 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)은 결핵을, 한센균(Mycobacterium Leprae)은 한센병을 일으킨다.
바이러스 감염에 의한 호흡기계 질병도 있다. rhinoviruses는 감기를, orthmyxovirus 과에 속하는 바이러스는 인플루엔자를, paramyxovirus 과의 바이러스는 홍역과 유행성 이하선염을 일으킨다. respiratory syncytial virus는 하부 호흡기 감염을 유발한다.
이처럼 다양한 호흡기계 병원체들이 호흡기 감염을 통해 전파되어 폐렴, 수막염, 패혈증 등 심각한 질병을 일으킬 수 있다. 따라서 이들 호흡기 감염 병원체에 대한 진단과 예방, 관리가 중요하다.
1.7. 식품매개 질병
식품매개 질병이란 오염된 음식물의 섭취로 인해 발생하는 질병을 말한다. 이는 세균, 바이러스, 원생동물 등의 병원체에 의해 발생할 수 있다.
대표적인 식품매개 질병으로는 포도알균성 식중독, 가스괴저균 식중독, 보툴리눔증, 살모넬라 감염증, 세균성 이질, 캄필로박터 감염증, 여행자 설사, 대장염 등이 있다.
포도알균성 식중독은 황색포도알균(Staphylococcus aureus)에 의해 발생한다. 이 세균은 식품을 오염시키면 독소를 생성하여 구토, 설사 등의 증상을 유발한다. 주로 부적절한 조리 및 보관으로 인한 오염이 원인이다.
가스괴저균 식중독은 혐기성 그람양성균인 Clostridium perfringens에 의해 발생한다. 이 균은 식품을 오염시켜 독소를 생성하며, 주로 단체급식이나 부적절한 조리 및 보관으로 인해 발생한다.
보툴리눔증은 Clostridium botulinum에 의한 중독으로, 이 균이 생산하는 강력한 신경독소에 의해 발생한다. 주로 저산성 식품의 부적절한 가공 및 저장으로 인해 발생하며, 치명률이 높은 질병이다.
살모넬라 감염증은 Salmonella속 세균에 의해 발생하는 식중독으로, 오염된 육류, 달걀, 우유 등의 섭취가 원인이 된다. 주로 발열, 설사, 복통 등의 증상을 유발한다.
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