본문내용
1. 병리학이란?
1.1. 병리학의 어원
병리학(Pathology)의 어원은 그리스어 'Pathos(질병)'+' logos(과학)'의 합성어이다. 즉, 병리학이란 인간의 질병에 대한 본질을 연구하는 학문이다. 인체에 생기는 모든 질병에 대해 그 원인, 병변의 상태, 치료 효과, 사망의 원인 등을 규명하는 것이 병리학의 주된 연구 대상이다. 병리학은 질병의 발생기전과 기능적 변화에 관한 전반적인 내용을 다루는 학문이라고 볼 수 있다."
1.2. 병리학의 분류
병리학의 분류는 크게 인체병리학과 실험병리학으로 나눌 수 있다.
인체병리학은 병의 원인, 병의 상태, 치료 효과, 사망 원인 등을 규명하기 위해 부검재료, 인체 조직의 생검재료 및 수술 적출물, 탈락세포 등을 병리 형태학적으로 밝히는 분야이다. 여기에는 병리학(해부병리학)과 진단검사의학(임상병리학)이 포함된다. 병리학(해부병리학)은 부검을 통해 병의 진단과 병인론을 연구하는 분야이고, 진단검사의학(임상병리학)은 인체에서 채취한 검체를 대상으로 이화학적인 방법을 이용하여 질병을 진단하는 분야이다.
실험병리학은 동물이나 배양세포를 재료로 하여 질병을 연구하는 분야이다.
따라서 병리학의 분류는 인체병리학과 실험병리학으로 나누어지며, 인체병리학은 다시 병리학(해부병리학)과 진단검사의학(임상병리학)으로 구분된다고 할 수 있다."
1.3. 병리학의 역사
병리학의 역사는 질병의 원인과 병리적 과정을 이해하려는 인간의 노력이 오랜 시간에 걸쳐 발전해온 모습을 보여준다.
고대에는 질병의 원인을 악마나 신의 벌로 여기는 '악마설'과 '신벌설'이 지배적이었다. 그러나 기원전 460년경 히포크라테스는 '액체병리설'을 주장하며 혈액, 점액, 황쓸개즙, 흑쓸개즙의 4가지 체액의 균형이 깨어짐으로써 질병이 발생한다고 보았다. 이후 갈레누스는 액체병리설 중 혈액의 중요성을 강조하였다. 기원후 1세기에는 아스클레피아데스가 '고체병리설'을 제시하며 인체의 원자가 변조되어 질병이 발생한다고 주장하였다.
중세에는 병리학적 발전이 정체되었으나, 르네상스 시대 들어 베살리우스가 '세포병리설'을 제시하며 병의 원인을 세포 수준에서 찾고자 하였다. 이후 19세기 피르호는 세포병리설을 확립하여 모든 병은 세포의 장애에 기인한다고 보았다.
병리학의 아버지로 불리는 모르가니는 해부를 통해 질병의 위치와 원인을 규명하였고, 렌즈와 전자기장을 활용한 현미경 기술의 발달로 세포와 조직에 대한 관찰이 가능해졌다. 이를 통해 조직병리학설과 세포병리설이 정립되었다.
20세기에는 전자현미경의 발명으로 세포와 조직의 미세구조 관찰이 가능해졌고, 면역학, 분자생물학, 유전학 등의 발전으로 병리학이 급격히 발전하였다. 오늘날 병리학은 질병의 원인, 진행 과정, 예후 예측 등을 연구하는 핵심 의학 분야로 자리매김하였다.
이처럼 병리학의 역사는 질병에 대한 인간의 이해와 탐구 과정을 보여준다. 오늘날 첨단 기술과 학문적 발전을 통해 질병의 본질을 규명하고자 하는 노력은 계속되고 있다.
1.4. 병리학 기술적 방법
병리학은 다양한 기술적 방법을 통해 질병을 연구하고 진단하게 된다. 첫째, 조직화학기법은 헤마톡실린-에오신 염색 기법을 이용하여 조직 내 구조와 세포의 형태학적 특징을 관찰할 수 있다. 둘째, 전자현미경은 전자파를 이용한 현미경으로, 조직을 투과형과 주사형으로 관찰하여 초미세 구조를 살펴볼 수 있다. 셋째, 면역조직화학법은 항체를 이용하여 특정 단백질을 염색하여 분석할 수 있다. 넷째, 조직배양법은 살아있는 세포와 조직을 실험실에서 배양하여 관찰할 수 있다. 다섯째, 자가조직방사선촬영법은 방사선 동위원소를 이용하여 조직의 기능과 대사를 영상화할 수 있다. 여섯째, 효소조직화학법은 효소 활성을 염색하여 조직 내 특정 성분을 탐지할 수 있다. 일곱째, 급속조직동결법은 조직을 신속히 냉각시켜 조직의 변화를 최소화하면서 관찰할 수 있다. 이와 같은 다양한 기술적 방법들을 통해 병리학자들은 질병의 원인, 경과, 예후 등을 파악할 수 있게 되었다.
2. 질병의 원인
2.1. 병인
병인(Etiology)이란 질병의 원인이 되는 인자를 의미하며, 질병의 발생과 진행에 영향을 미치는 요인들을 말한다. 질병의 병인은 크게 외인인자와 내인인자로 나뉜다.
외인인자는 신체 외부로부터 질병을 일으키는 요인들이다. 대표적인 외인인자에는 영양장애, 물리적 요인, 화학적 요인, 감염성 병원체 등이 있다. 영양장애는 영양소의 불균형으로 인해 발생하며, 대표적으로 영양결핍과 영양과잉이 있다. 물리적 요인에는 외상, 온도, 압력, 방사선 등이 포함되며 이로 인한 조직 손상이 질병으로 이어질 수 있다. 화학적 요인으로는 독극물, 유해물질, 약물 등이 있으며, 이들은 직접적인 세포 손상을 유발할 수 있다. 감염성 병원체에는 세균, 바이러스, 진균, 기생충 등이 있으며, 이들이 인체에 침입하여 감염을 일으키는 경우 질병이 발생한다.
반면 내인인자는 신체 내부의 요인으로 인해 질병이 발생하는 경우를 말한다. 대표적인 내인인자에는 유전, 연령, 성별, 인종 등이 있다. 유전적 요인으로 인한 질병은 특정 유전자 변이로 인해 나타나며, 선천성 대사 장애, 유전성 암 등이 대표적이다. 연령과 성별에 따라서도 특정 질병의 발생률이 달라지는데, 소아와 노인에서는 면역력 저하로 인해 감염성 질환이 호발하며, 여성에서는 월경, 임신, 폐경 등과 관련된 질환이 흔하게 나타난다. 인종 간 유전적 배경의 차이로 인해 특정 질병에 대한 감수성 또한 상이할 수 있다.
이와 같이 다양한 외인인자와 내인인자가 복합적으로 작용하여 질병이 발생하게 된다. 따라서 질병의 병인을 정확히 규명하는 것은 질병의 예방 및 치료에 있어 매우 중요하다.
2.2. 외인인자와 내인인자
외인인자와 내인인자는 질병의 발생 원인을 구분하는 개념이다.
외인인자는 신체의 외부에 존재하는 요인으로, 질병을 일으키는 원인이 되는 것들을 말한다. 영양장애, 물리적요인, 병원체, 화학적요인 등이 외인인자에 해당한다.
영양장애는 몸속에 영양소가 충분히 흡수되지 않아서 발생하는 질병으로, 기아나 비타민의 과잉/결핍, 전해질 불균형, 탈수 등이 이에 속한다. 물리적요인에는 기계적 외상, 온도, 압력, 전기, 방사선 등이 포함된다. 병원체는 세균, 바이러스, 진균, 기생충 등의 미생물을 의미한다. 화학적요인은 산업 유해물질, 공해, 독극물, 약물 등이 해당된다.
반면 내인인자는 신체의 내부에 존재하는 요인으로, 질병에 걸리기 쉬운 개인의 소인을 말한다. 연령, 성별, 인종, 유전상태 등이 내인인자에 해당한다.
소아나 고령층은 질병에 걸리기 쉬운 연령대이며, 성별에 따라서도 질병 발생 양상이 다르게 나타난다. 백인, 흑인, 황인 등의 인종에 따라서도 질병의 감수성에 차이가 있고, 유전적 요인으로 인한 질병도 있다.
이처럼 외인인자는 신체 외부에 존재하는 질병 원인 요소이며, 내인인자는 개인의 고유한 생물학적 특성으로 인한 질병 감수성을 의미한다. 질병의 발생은 이러한 외인인자와 내인인자의 상호작용에 의해 결정되는 것이다.
2.3. 질병의 분류
질병은 그 원인과 발병 시기에 따라 다양하게 분류할 수 있다.
먼저 출생 전후에 따라 선천적(선천성) 질환과 후천적(후천성) 질환으로 구분된다. 선천적 질환은 태어나면서부터 가지고 있는 질병으로, 유전적 요인이나 태아기 때의 문제로 인해 발생한다. 반면 후천적 질환은 출생 이후에 발생하는 질병으로, 급성질환과 만성질환으로 나뉜다. 급성 질환은 갑작스럽게 발생하여 증상이 심각한 경우이고, 만성 질환은 오랜 기간에 걸쳐 서서히 진행되는 질병이다.
질병의 발생 부위에 따라서는 국소적 질환과 전신적(계통적) 질환으로 나눌 수 있다. 국소적 질환은 특정 장기나 조직에 국한되어 나타나는 질병이고, 전신적 질환은 신체 전반에 걸쳐 나타나는 질병이다.
또한 질병의 원인이 밝혀지지 않은 경우를 특발성 질환이라 하고, 노령화에 따라 발생하는 질환을 노인성 질환이라 한다.
이처럼 질병은 다양한 기준에 따라 분류될 수 있으며, 이를 통해 질병의 특성과 발생 원인을 보다 체계적으로 이해할 수 있다.
3. 세포 손상과 적응
3.1. 세포의 구조와 기능
세포는 생물체를 구성하는 유전자의 기본단위이며, 신진대사가 끊임없이 일어나는 생명의 기본 단위이다. 세포는 주변 환경으로부터 다양한 자극을 받고 있으며, 정상적인 자극 범위 내에서는 세포가 항상성을 유지하며 기능을 수행하지만, 병적인 자극이 가해지면 세포의 형태와 기능에 변화가 나타나게 된다.
세포는 크게 세포막, 세포질, 핵으로 구성된다. 세포막은 세포와 외부 환경을 구분하는 경계막으로, 지질 이중층 구조로 되어 있으며 선택적 투과성을 가지고 있다. 세포질은 핵을 제외한 나머지 부분으로, 세포액과 세포 소기관으로 구성된다. 주요 세포 소기관에는 미토콘드리아, 세포질그물, 리보솜, 골지복합체, 용해소체 등이 있다. 핵은 세포의 모든 활동을 조절하며, 유전자를 가지고 있어 증식과 유전을 주도한다. 핵막, 핵소체, 염색질, 핵질 등으로 구성된다.
세포는 크게 세 가지 유형으로 분류된다. 첫째, 불안정세포는 일생 동안 계속 증식하며 탈락, 사멸된 세포를 끊임없이 보충하는 세포이다. 피부, 점막, 혈액 등의 세포가 이에 해당한다. 둘째, 안정세포는 성장이 끝난 후에도 손상을 받으면 다시 분열할 수 있는 세포이다. 간 세포, 콩팥 세포 등이 여기에 속한다. 셋째, 영구세포는 태아기에만 분열하며 일단 손상을 받으면 영원히 재생할 수 없는 세포로, 신경 세포, 심장 근 세포 등이 여기에 해당한다.""
3.2. 세포 손상
세포 손상(cell injury)은 생리적 자극의 범위를 벗어난 병적인 자극으로 인해 세포가 형태학적, 기능적으로 정상 범위를 벗어난 변화를 보이는 것이다. 세포에 가해지는 자극의 강도에 따라 가역적 세포손상과 비가역적 세포손상으로 구분된다.
가역적 세포손상은 세포에 가해진 손상 정도가 약할 때 발생하는 것으로, 세포는 손상에 적응하여 일정 범위 내에서 구조적, 기능적 변동을 보이며 곧 안정상태로 돌아오게 된다. 대표적인 가역적 세포손상에는 세포종창과 지방변성이 있다.
세포종창은 세포 손상 시 수분과 이온이 손상된 세포막을 통해 세포 내로 유입되어 팽창된 상태를 말한다. 한 기관의 모든 세포에 종창이 발생하면 그 기관의 무게 증가, 경직, 창백함이 나타나며 세포질에 작은 액포가 나타나는 공포 변성이 관찰된다. 이러한 세포종창은 신세뇨관상피세포, 심장근세포, 간세포 등에서 잘 발생한다.
지방변성은 세포에 트리글리세리드(중성지방)가 축적된 상태를 말한다. 저산소 상태나 여러 가지 독소의 자극으로 인해 발생하며, 간 세포와 심근세포에서 주로 관찰된다.
반면 비가역적 세포손상은 세포의 치명적 손상으로 정상 상태로 돌아올 수 없게 된 상태를 말한다. 대표적인 비가역적 세포손상에는 자가용해, 세포자멸사, 괴사, 괴저 등이 있다.
자가용해는 죽은 세포가 세포질에 있는 융해소체로부터 소화효소가 방출되어 세포가 분해되는 현상이다. 이는 조직이나 기관 전체가 파괴된 후 개개의 세포가 죽게 되는 과정에서 일어난다.
세포자멸사는 세포가 생리적 또는 병적으로 죽게 되는 과정이다. 이는 조직 내 세포 수를 조절하거나 조직 손상과 세포 증식을 억제하기 위해 신체 내에서 일어나는 현상이다. 세포는 수축, 핵 염색질 응축, 세포 분해 등의 특징을 보이며, 세포 찌꺼기는 대식세포나 인접한 정상 세포에 의해 처리된다.
괴사는 염증반응이 있는 특정 부위에서 다량의 세포가 죽는 현상을 말한다. 괴사된 세포의 세포질은 호산성으로 염색되며, 핵의 변화로 염색질 응축, 핵 붕괴, 핵 융해 등이 관찰된다. 괴사는 혈액순환 장애, 물리적 작용, 화학적 작용, 독소, 감염 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있다.
괴저는 응고괴사가 일어난 조직에 이차적으로 세균이 감염되어 조직을 부패시키는 상태를 말한다. 괴저 조직은 악취가 나며 검게 변화된다. 감염된 세균이 생성한 독소가 교원질을 파괴하여 감염 부위가 신속히 확산되는 것이 특징이다.
이처럼 세포 손상은 세포에 가해진 자극의 강도에 따라 가역적 손상과 비가역적 손상으로 구분되며, 세포의 적응 능력과 손상 정도에 따라 다양한 변화를 보인다.
3.3. 세포 손상에 대한 반응
세포 손상에 대한 반응이란 세포에 가해진 병적 자극에 대한 세포의 반응을 말한다. 세포에 가해지는 자극의 정도에 따라 세포는 다양한 반응을 보인다.
가역적 세포 손상은 세포에 가해진 자극이 약한 경우에 발생한다. 이 경우 세포는 형태적, 기능적인 변화를 겪지만 자극이 제거되면 다시 정상 상태로 회복할 수 있다. 세포종창(cellular swelling)과 지방변성(fatty change)이 대표적인 가역적 세포 손상에 해당한다.
세포종창은 세포 손상 시 수분과 이온이 손상된 세포막을 통해 세포 내로 유입되어 세포가 팽창된 상태를 말한다. 한 기관의 모든 세포에 종창이 발생하면 그 기관의 무게가 증가하고 경직되며 창백해지는 특징을 보인다. 신세뇨관 상피세포, 심장근 세포, 간세포 등에서 잘 관찰된다.
지방변성은 세포에 중성지방이 비정상적으로 축적된 상태를 말한다. 저산소 상태나 여러 독소의 자극에 의해 주로 발생하며, 간 세포와 심근 세포에서 잘 나타난다.
반면 비가역적 세포 손상은 세포에 가해진 자극이 강한 경우에 발생한다. 이 경우 세포는 치명적인 손상을 받아 정상 상태로 돌아올 수 없게 된다. 세포자멸사(apoptosis)와 괴사(necrosis)가 대표적인 비가역적 세포 손상에 해당한다.
세포자멸사는 세포가 생리적 또는 병적으로 죽는 것을 말한다. 세포가 수축하고 핵 염색질이 응축되며 최종적으로 세포가 많은 수의 세포자멸체로 부서지는 현상이다. 세포자멸사는 조직의 항상성 유지와 손상된 세포의 제거에 중요한 역할을 한다. �괴사와 달리 세포자멸사에서는 염증반응이 동반되지 않는다.
괴사는 특정 부위에서 다량의 세포가 죽는 것을 말한다. 괴사된 세포의 세포질은 호산성으로 붉게 염색되며, 핵의 변화도 관찰된다. 주요 괴사의 유형으로는 응고괴사, 액화괴사, 지방괴사, 건락(치즈)괴사, 괴저성 괴사 등이 있다.
이처럼 세포는 병적 자극에 대해 다양한 반응을 보이는데, 자극의 정도에 따라 가역적 세포 손상과 비가역적 세포 손상으로 구분된다. 세포의 생존과 죽음을 결정하는 이러한 반응 기전은 질병의 발생과 진행, 치유 과정을 이해하는 데 매우 중요하다.
4. 염증과 수복
4.1. 염증
염증(Inflammation)은 생체에 해로운 자극에 대한 방어반응이다. 염증은 크게 급성 염증과 만성 염증으로 구분할 수 있다.
급성 염증은 일정한 반응 특성을 보이며, 2~3일 또는 2~3주 이내에 종식되는 염증이다. 급성 염증의 대표적인 특징으로는 혈관 변화, 혈관 투과성 증가, 백혈구 침윤 등이 있다. 이러한 급성 염증 반응을 통해 자극의 제거, 조직의 수복 과정이 이루어진다. 완전한 용해, 반흔 형성, 농양 형성 등의 경과를 거치게 된다.
만성 염증은 자극이 지속되는 경우에 나타나는 염증이다. 만성 염증은 다양한 형태로 발현되며, 육아조직 형성, 결합조직 증식, 영구 흉터 형성 등의 특징을 보인다. 만성 염증은 재생과 수복의 과정을 통해 조직 손상을 복구하려 하지만, 지속적인 자극으로 인해 조직의 변형과 기능 장애가 발생할 수 있다.
염증의 임상증상으로는 발열, 발적, 종창, 동통 등의 국소증상과 전신증상으로 백혈구증가증, 오한, 발한 등이 나타난다. 이러한 염증 반응은 생체 방어를 위한 복잡한 과정으로, 혈관, 신경, 체액, 세포 등이 관여한다.
염증 반응에 관여하는 주요 세포로는 호중구, 호산구, 호염기구, 대식세포, 림프구, 형질세포 등이 있다. 이들 세포는 감염원의 포식, 화학 매개물질 분비, 항체 생산 등의 역할을 담당한다. 또한 염증 반응을 조...
