본문내용
1. 병리학이란?
1.1. 병리학의 어원
병리학의 어원은 그리스어 Pathos(질병)와 logos(과학) 두 단어가 결합된 것이다. 이는 인간의 질병에 대한 본질을 연구하는 학문을 의미한다. 병리학은 질병의 원인, 병의 상태, 치료 효과, 사망 원인 등을 규명하기 위해 수행되며, 병리 형태학적 분석을 통해 이를 밝히고자 한다.
1.2. 병리학의 분류
병리학은 인체의 질병 본질을 연구하는 학문으로, 인체병리학과 실험병리학으로 분류된다. 인체병리학은 병의 원인, 병의 상태, 치료 효과, 사망 원인 등을 규명하기 위해 부검재료, 인체 조직의 생검재료 및 수술 적출물, 탈락세포 등을 병리 형태학적으로 분석하는 분야이다. 진단검사의학(임상병리학)은 인체에서 채취한 혈액, 소변, 대변, 체액 및 조직 등 검체를 대상으로 이화학적인 방법을 이용하여 질병을 진단하는 분야이다. 실험병리학은 동물이나 배양세포를 재료로 하여 질병을 연구하는 분야이다. 따라서 병리학은 질병의 본질을 규명하고 진단하는 종합적인 학문이라 할 수 있다.
병리학은 시대에 따라 발전해왔다. 과거에는 악마설이나 신벌설과 같은 미신적인 관념이 지배했지만, 점차 액체병리설, 고체병리설 등 보다 과학적인 이론이 제기되었다. 현대 병리학의 기반은 세포병리설과 조직병리학설로, 모르가니와 피르호, 비샤 등이 이론을 정립하였다. 또한 전자현미경의 발명은 의학의 발전에 크게 기여하였다.
현대 병리학은 세포와 조직 기능의 이해, 질병 발생의 원인 규명, 진단기법의 발전 등을 통해 지속적으로 발전하고 있다. 특히 면역학, 유전학, 분자생물학 등 다양한 분야와의 융합을 통해 질병의 본질을 깊이 있게 탐구하고 있다. 이러한 노력은 질병 예방과 치료 기술 발전에 큰 기여를 하고 있다.
2. 질병의 원인
2.1. 외인인자
건강상태나 생리적 특성에 의해 질병에 걸리기 쉬운 개체 상태이다. 소인은 개인의 유전적 체질과 관련이 있으며, 질병에 걸리기 쉬운 감수성을 가지고 있는 것을 의미한다. 영양장애, 연령, 성별, 인종 등의 요인에 의해 소인이 결정되며, 이들 인자에 따라 질병에 걸리기 쉽거나 질병의 경과와 예후가 달라질 수 있다. 전체 환경 속에서 개인이 가지고 있는 감수성이나 체질적 특성이 질병 발생에 관여한다고 볼 수 있다. 이러한 내인인자는 외인인자에 비해 상대적으로 중요도가 낮지만, 질병 발생과 진행에 있어 개인차를 설명할 수 있는 요인이 된다.
2.2. 내인인자
개인의 고유한 체질이나 특성, 유전적 소인 등이 질병 발생에 영향을 미치는 요인이다. 유전성 질병, 영양 결핍이나 과잉, 노화 등이 대표적인 내인인자에 해당한다.
유전자 이상으로 인한 유전성 질병은 가족력이나 유전 양상을 통해 확인할 수 있다. 염색체 이상, 단일 유전자 이상, 다인자 유전 등으로 발생하며, 선천성 기형이나 유전 대사 장애 등을 유발한다.
영양 불균형도 질병 발생의 내인인자로 작용한다. 비타민이나 무기질의 결핍은 각종 영양 결핍증을 유발하고, 지방, 당, 단백질의 과잉 섭취는 대사 질환으로 이어지기도 한다.
마지막으로 노화는 시간의 경과에 따른 생리적 변화로, 면역력 저하, 장기 기능 저하 등을 초래하여 질병에 대한 감수성을 높인다. 연령 증가에 따른 퇴행성 변화가 질병 발생의 주요 내인인자로 작용하는 것이다.
이처럼 개인의 유전적 소인, 영양 상태, 노화 등의 내적 요인들이 질병 발생에 중요한 역할을 하므로, 이를 고려한 질병 예방 및 관리가 필요하다.
2.3. 질병의 분류
질병은 크게 선천적 질환과 후천적 질환으로 나눌 수 있다. 선천적 질환은 출생 전에 발생하는 질병으로 유전적 요인에 의해 생기는 것이다. 반면 후천적 질환은 출생 후에 발생하는 질병으로, 외부 요인이나 신체의 변화에 의해 생긴다.
또한 질병은 국소적인 부위에 국한되어 나타나는 질환과 전신적으로 나타나는 질환으로 구분할 수 있다. 국소적인 질환은 특정 장기나 조직에 국한되어 발생하는 반면, 전신적인 질환은 신체 전반에 걸쳐 발생한다.
질병의 원인을 기준으로 보면 특발성 질환과 노인성 질환으로 나눌 수 있다. 특발성 질환은 원인을 알 수 없는 질병이며, 노인성 질환은 노화 과정에 따라 발생하는 질병이다.
이와 같이 질병은 다양한 기준에 따라 분류될 수 있다. 이러한 분류는 질병의 특성을 파악하고 효과적인 치료 및 관리를 위해 중요하다.
3. 세포손상과 적응
3.1. 세포의 구조와 기능
세포막은 세포와 외부 공간을 구분하는 5~10nm 두께의 막이다. 지질 이중층으로 구성되며 선택적 투과성을 지닌다. 세포막은 세포 내부와 외부 공간 간 물질 출입을 조절하는 기능을 수행한다. 소수성 물질과 저분자물질의 투과성이 높다. 세포질은 핵을 제외한 세포 내 나머지 부분으로, 세포액과 세포소기관으로 구성되어 있다.
미토콘드리아는 이중막 구조의 과립상 또는 실 모양 세포소기관으로, 세포 호흡에 관여한다. 세포질그물은 한 겹의 막으로 둘러싸인 자루 모양의 막상 구조로, 지방 합성과 세포 내 대사물 수송에 기여한다. 거친 세포질그물은 리보솜이 부착된 표면을 지니며 단백질 합성과 수송에 관여하고, 매끈 세포질그물은 지질, 인지질, 탄수화물 합성 및 수송에 관여한다.
리보솜은 리보핵산과 단백질로 구성된 입자로, 단백질 합성에 관여한다. 골지복합체는 막으로 둘러싸인 주머니가 겹쳐진 구조로, 세포 내 합성물질의 분비에 기여한다. 용해소체는 가수분해효소를 함유한 단일막 구조의 구형 세포소기관으로, 자가 용해 작용에 관여한다. 중심소체는 세포 골격의 유지와 운동에 필수적인 미세관과 미세섬유의 기원지이다.
핵은 세포의 모든 활동을 조절하고 증식과 유전을 주도하며, 유전자를 가지고 있다. 핵막은 이중막 구조이며, 핵공을 통해 물질 이동이 이루어진다. 핵소체는 리보솜 합성에 관여한다. 염색질은 단백질과 유전정보를 담은 DNA로 구성된다.
조직은 주된 기능에 따라 상피, 결합, 근육, 신경조직으로 구분된다. 상피조직은 표면이나 내강을 덮고 있으며 분비 기능을 수행한다. 결합조직은 세포와 세포 사이를 연결하고 지지하며 보호하는 기능을 한다. 근육조직은 운동에 관여하고, 신경조직은 신경신호를 전달한다.
3.2. 세포손상
세포에는 다양한 형태의 손상이 발생할 수 있다. 저산소증은 세포 손상의 주된 요인이다. 경증 시 말초 화학 수용체 자극이 일어나고, 중증 시 불규칙한 호흡, 체인-스톡 호흡, 무호흡 등이 나타난다. 동맥경화증이나 혈전에 의한 허혈이 원인이 될 수 있다. 물리적 요인으로는 외상, 극심한 온도변화, 기압변화, 전기쇼크, 방사선 등이 있다. 화학물질과 약물, 감염성 인자인 바이러스, 리케차, 세균, 진균, 기생충 등도 세포 손상을 유발한다. 유전자 손상이나 영양 불균형도 세포 손상을 일으킨다. 면역 반응이나 염증 반응, 호중구, 림프구, 대식세포 등과의 접촉도 손상을 초래할 수 있다.
세포는 가역적 손상과 비가역적 손상을 겪는데, 가역적 손상 시 원인이 제거되면 정상 상태로 회복 가능하다. 세포종창, 지방변화, 가역성 세포손상에 속한다. 비가역적 손상의 경우 되돌릴 수 없는 국소적 조직 죽음이 일어난다. 괴사, 세포자멸사, 세포 내 축적 등이 이에 해당한다.
세포종창은 세포가 부풀어오른 상태이다. 수분과 이온이 손상된 세포막을 통해 세포 내로 유입되어 팽창하게 된다. 주로 신세뇨관상피세포, 심장근세포, 간세포에서 관찰된다.
지방변화는 세포 내에 트리글리세리드(중성지방)가 축적된 상태이다. 저산소 상태나 여러 가지 독소의 자극에 의해 발생한다. 간세포와 심근세포에 호발한다.
비가역적 세포손상에는 자가용해, 세포자멸사, 괴사, 괴저 등이 있다. 자가용해는 죽은 세포가 세포질 내 융해소체에서 유출된 소화효소에 의해 분해되는 것이다. 세포자멸사는 병리적으로 세포가 생리적으로 죽는 현상으로, 세포가 수축하고 핵 염색질이 응축된 후 세포가 많은 수의 세포자멸체로 부서지는 과정이다. 괴사는 염증반응이 있는 특정 부위에서 다량의 세포가 죽는 것이다. 핵농축, 핵붕괴, 핵융해 등의 변화가 나타난다. 괴저는 응고괴사와 액화괴사가 결합된 형태로, 감염된 괴사 조직이 악취를 내며 검게 변하는 것이 특징이다.
세포 내 축적은 정상적인 세포 구성 물질이 비정상적으로 세포 안에 축적되는 경우이다. 지방 축적, 단백질 축적, 글리코겐 축적, 복합지질 및 탄수화물 축적, 색소 침착 등이 해당된다.
이와 같이 다양한 형태의 세포손상이 발생할 수 있으며, 이를 이해하는 것은 병리학적 관점에서 중요하다. 가역적 손상과 비가역적 손상을 구분하고, 각각의 특징을 파악하는 것이 필요하다.
3.3. 세포의 손상에 대한 반응
세포는 생리적 범위의 자극에 대해 구조적, 기능적 변화를 보이나 곧 안정상태로 돌아와 항상성을 유지한다. 이를 세포적응이라 한다. 그러나 세포에 가해진 자극이 적응상태를 넘어서면 세포 손상이 발생한다.
세포 손상은 가역적 손상과 비가역적 손상으로 구분된다. 가역적 손상은 세포의 형태학적, 기능적 변화가 정상 범위 내에 있어 자극이 제거되면 세포가 정상 상태로 돌아올 수 있다. 대표적인 가역적 손상으로는 세포종창과 지방변성이 있다. 세포종창은 세포 내외부로부터의 수분과 이온이 유입되어 세포가 팽창하는 것이다. 지방변성은 세포 내 중성지방이 축적되는 것이다.
비가역적 손상은 세포의 치명적 손상으로 정상 상태로 돌아올 수 없게 된 상태이다. 대표적인 비가역적 손상에는 자가용해, 세포자멸사, 괴사 등이 있다. 자가용해는 죽은 세포가 자신의 융해소체에 있는 소화효소에 의해 분해되는 것이다. 세포자멸사는 세포가 생리적 또는 병적으로 스스로 죽는 현상으로, 핵 응축, 핵 붕괴, 세포질 수축 등의 특징을 보인다. 괴사는 세포가 죽으면서 일어나는 염증반응을 동반하는 것으로, 세포질의 호산성 변화, 공포 형성, 핵막 소실 등의 변화가 나타난다.
괴사에는 응고괴사, 액화괴사, 지방괴사, 건럭괴사, 괴저성괴사 등 다양한 양상이 있다. 응고괴사는 단백질 변성으로 괴사 조직이 삶은 달걀 흰자 모양을 보이는 것이다. 액화괴사는 효소의 작용으로 괴사 조직이 용액화되는 것이다. 지방괴사는 지방 분해 효소의 작용에 의해 지방이 분해되는 것이다. 건럭괴사는 응고괴사와 액화괴사가 합쳐진 형태로 치즈 모양을 보인다. 괴저성 괴사는 괴사 조직이 세균에 감염되어 악취가 나고 검게 변하는 것이다.
이와 같이 세포는 자극에 대한 반응으로 적응과 손상을 겪게 된다. 적응은 자극이 정상 범위 내에 있을 때 나타나며, 손상은 자극이 과도하거나 지속될 때 나타난다. 세포의 손상은 가역적 손상과 비가역적 손상으로 구분되며, 비가역적 손상에는 여러 형태의 괴사가 포함된다.
4. 염증과 수복
4.1. 염증
염증(Inflammation)은 신체에 가해진 해로운 자극에 대한 방어반응이다. 외부로부터의 물리적, 화학적 요인이나 병원체의 침입으로 인해 조직이 손상되면 이를 치유하고자 하는 신체의 복잡한 생물학적 과정이다.
염증반응에는 다양한 혈관성 반응과 세포성 반응이 관여한다. 먼저 세동맥이 일시적으로 수축하다가 곧 확장되면서 혈류량이 증가하여 발적과 열감이 발생한다. 혈관투과성이 증가하여 혈장 성분이 조직 밖으로 삼출되어 종창이 나타나고, 통증을 유발하는 화학 매개체가 발생한다. 또한 백혈구들이 혈관 밖으로 이동하여 감염원을 제거하고자 하는 반응이 일어난다.
이러한 급성 염증반응은 대개 2-3일 내에 해결되며, 조직손상의 정도가 작은 경우 조직은 정상 상태로 회복된다. 하지만 자극이 지속되거나 심한 경우 만성 염증으로 이어질 수 있다. 만성 염증에서는 조직 손상과 치유가 반복되면서 육아조직이 형성되고 결합조직 증식이 나타난다.
염증의 형태학적 양상으로는 장액성, 섬유소성, 화농성, 출혈성, 괴사성 염증 등이 있다. 장액성 염증은 주로 혈장 성분의 삼출로 인한 것이고, 섬유소성 염증은 섬유소 침착이 두드러진 것이다. 화농성 염증은 화농성 세균 감염을 특징으로 하며, 출혈성 염증은 혈관손상으로 인한 출혈이 동반된다. 괴사성 염증은 조직 괴사가 동반되는 경우이다.
이처럼 염증반응은 신체가 손상에 대처하는 복잡한 과정으로, 그 경과와 양상은 다양하다. 염증이 적절히 해결되면 정상 조직으로 회복될 수 있지만, 만성화되거나 심한 경우 조직손상이 누적되어 기능장애를 초래할 수 있다. 따라서 염증의 원인 제거와 함께 적절한 치료가 필요하다.
4.2. 염증의 화학매개체
화학적 매개체는 염증 반응에 있어 중요한 역할을 한다. 이러한 화학매개체에는 혈관활성아민류, 혈장 단백분해효소, 아라키돈...
