본문내용
1. 미생물의 기본 개념
1.1. 그람 양성 알균
그람 양성 알균은 포도알균(Staphylococcus)과 사슬알균(Streptococcus)이 대표적이다. 포도알균 중에서는 황색 포도알균(Staphylococcus aureus)이 가장 잘 알려져 있으며, 화농성 사슬알균(Streptococcus pyogenes), 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae), 부생성 포도알균(Staphylococcus saprophyticus), 구강사슬알균(Streptococcus mutans) 등이 있다.
포도알균은 그람 양성, 구형의 세균으로 포도송이 모양을 보인다. 황색 포도알균(Staphylococcus aureus)은 농가진, 피부 및 연조직 감염, 폐렴, 균혈증 등을 일으킬 수 있는 주요 병원체이다. 표피 포도알균(Staphylococcus epidermidis)은 정상 피부 상재균이지만 면역력이 저하된 환자에서 감염을 일으킬 수 있다.
사슬알균은 그람 양성, 구형의 세균으로 사슬 모양을 보인다. 화농성 사슬알균(Streptococcus pyogenes)은 인두염, 농가진, 류마티스 열 등을 일으킬 수 있으며, 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae)은 폐렴, 균혈증, 수막염 등을 일으킬 수 있다. 구강사슬알균(Streptococcus mutans)은 충치 발생의 주요 원인균이다.
이처럼 그람 양성 알균은 다양한 질병을 일으킬 수 있는 중요한 병원체들이다. 이들의 특성과 감염증상을 이해하는 것이 세균 감염 관리에 중요하다고 할 수 있다.
1.2. 그람 음성 막대균
그람 음성 막대균은 그람염색 시 붉은색(레드)을 띠는 막대 모양의 세균들이다. 이들은 장내세균과(Enterobacteriaceae), 비브리오과(Vibriaceae), 포도당 비발효 그람음성 막대균, 무산소성 그람음성 막대균 등으로 구분된다.
장내세균과에는 대장균(Escherichia coli), 살모넬라(Salmonella), 이질균(Shigella), 예르시니아(Yersinia)가 포함된다. 대장균은 장관 내에서 정상균무리를 이루지만 장관외 감염 시 병원성을 나타낼 수 있다. 살모넬라는 장티푸스균, 파라티푸스균, 장염 살모넬라균 등이 있으며 식중독의 주요 원인이 된다. 이질균은 세균성 이질의 원인체이며, 예르시니아 속에는 페스트균과 장염 예르시니아균이 포함된다.
비브리오과에는 콜레라균(Vibrio cholerae)과 장염 비브리오균(Vibrio parahaemolyticus)이 속한다. 콜레라균은 수인성으로 전파되어 콜레라를 일으킨다.
포도당 비발효 그람음성 막대균에는 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)이 있다. 이는 병원내감염의 주요 원인균으로 알려져 있다.
무산소성 그람음성 막대균인 Bacteroides fragilis는 장내 상재균이지만 혐기성 감염을 일으킬 수 있다.
이처럼 그람 음성 막대균은 다양한 속과 종을 포함하고 있으며, 병원성과 전파 경로가 각기 다른 것이 특징이다"."
1.3. 그람 양성 막대균
그람 양성 막대균은 그람 염색에서 보라색으로 염색되는 막대 모양의 세균이다. 이들은 세포벽에 두꺼운 펩티도글리칸층을 가지고 있어 그람 염색에서 양성 반응을 나타낸다. 그람 양성 막대균에는 Corynebacterium속, Clostridium속, Mycobacterium속 등이 포함된다.
Corynebacterium속에는 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae)이 속한다. 디프테리아균은 호흡기 감염을 일으키며, 외독소를 생산하여 인후부에 위막을 형성하고 신경독소를 생산하여 신경 손상을 일으킨다.
Clostridium속에는 파상풍균(Clostridium tetani), 보툴리누스균(Clostridium botulinum), 가스괴저균(Clostridium perfringens) 등이 속한다. 이들은 모두 강력한 외독소를 생산하여 각각 파상풍, 보툴리누스 중독, 가스괴저 등의 심각한 질병을 유발한다.
Mycobacterium속에는 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)과 한센균(Mycobacterium leprae)이 포함된다. 결핵균은 결핵을, 한센균은 한센병을 일으킨다. 이들 균은 세포벽에 지질 성분이 많아 항산성이 강해 소독제나 항생제에 강한 내성을 나타낸다.
종합하면, 그람 양성 막대균에는 중요한 병원체들이 포함되어 있어 이들의 특성과 질병 양상에 대한 이해가 매우 중요하다고 할 수 있다.
1.4. 바이러스와 프리온
바이러스는 유전물질을 지닌 입자로, 숙주세포에 의존하여 증식하는 생물체이다. 바이러스는 핵산(DNA 또는 RNA)과 이를 감싸는 단백질 외막(캡시드)로 구성되어 있다. 바이러스는 스스로 증식할 수 없기 때문에 숙주세포의 유전체와 대사과정을 이용하여 복제된다.
바이러스의 증식과정은 다음과 같다. 먼저 바이러스가 숙주세포에 부착하고 침투한다. 그 후 숙주세포 내에서 바이러스의 핵산이 복제되고, 복제된 핵산과 바이러스 단백질이 조립되어 새로운 바이러스 입자가 만들어진다. 마지막으로 숙주세포에서 방출된 바이러스 입자들이 다른 숙주세포를 감염시킨다. 이처럼 바이러스는 스스로 증식할 수 없기 때문에 숙주세포의 생물학적 기능을 이용하여 자신을 복제한다.
프리온은 전염성이 있는 비정상적인 프로테인으로, 전통적인 병원체와는 다른 감염 메커니즘을 가지고 있다. 프리온은 숙주 세포의 정상적인 프로테인이 변형되어 만들어진다. 이렇게 만들어진 비정상 프리온은 다른 정상 프로테인을 비정상적으로 변형시켜 병을 일으키게 된다.
대표적인 프리온 질환으로는 양의 퇴행성 중추신경계 질환인 스크라피, 크로이츠펠트-야콥병, 게르스트만-스트라우슬러-사인커병, 치명적 가족성 불면증 등이 있다. 이러한 질환들은 전통적인 감염 메커니즘과는 달리, 전염성 프리온이 수평 전염되거나 유전적으로 전달되는 특징을 보인다.
프리온은 일반적인 소독제나 단백질분해효소에 저항성이 강해 제거하기 어려운 것이 특징이다. 이로 인해 프리온 질환의 전파와 치료가 까다로운 편이다. 따라서 프리온 질환에 대한 예방과 관리의 중요성이 강조되고 있다.
1.5. 바이러스 증식과 배양
바이러스는 숙주 세포 내에서만 증식할 수 있는 미생물이다. 바이러스는 숙주의 유전적 정보를 이용하여 자신의 유전물질인 DNA 혹은 RNA를 복제하고, 숙주 세포 내에서 새로운 바이러스 입자를 조립하여 방출한다. 바이러스 증식 과정은 다음과 같다.
첫째, 바이러스 입자가 숙주 세포 표면에 있는 수용체 단백질과 결합하여 숙주 세포로 침투한다. 이 과정을 "흡착"이라고 한다. 바이러스는 숙주 세포 표면의 특정 수용체와 결합해야만 세포 내부로 침투할 수 있다.
둘째, 숙주 세포 내부로 들어간 바이러스는 "침투" 과정을 거치는데, 이 때 바이러스의 핵산과 단백질 외막이 분리된다.
셋째, "탈외각" 단계에서는 바이러스의 핵산이 숙주 세포의 유전 기구와 결합하여 숙주의 기능을 이용해 자신의 유전물질을 복제한다.
넷째, "복제" 단계에서는 숙주 세포의 유전 기구와 대사 과정을 이용하여 바이러스의 핵산과 단백질이 대량으로 합성된다.
다섯째, "조립" 단계에서는 복제된 바이러스 핵산과 단백질이 모여 새로운 바이러스 입자가 조립된다. 이 때 외피가 있는 바이러스는 숙주 세포막을 이용해 외피를 만들게 된다.
마지막으로 "방출" 단계에서는 완성된 바이러스 입자가 숙주 세포 밖으로 방출된다. 외피가 없는 바이러스는 숙주 세포를 파괴하며 방출되지만, 외피가 있는 바이러스는 숙주 세포막을 이용해 점진적으로 방출된다.
이와 같은 바이러스의 증식 과정을 통해 바이러스는 숙주 세포 내에서 자신의 유전물질을 증폭하고 새로운 바이러스 입자를 만들어낸다. 따라서 바이러스 증식은 숙주 세포의 유전 기구와 대사 과정을 이용하는 과정이라고 할 수 있다.
한편, 바이러스 배양은 실험실 환경에서 바이러스를 증식시키는 과정을 말한다. 바이러스는 살아있는 세포 내에서만 증식할 수 있기 때문에, 바이러스를 배양하기 위해서는 배양 세포주를 사용해야 한다. 배양 세포주에 바이러스를 접종하면 바이러스가 증식하게 되고, 이를 통해 바이러스의 특성을 연구할 수 있다.
바이러스 배양은 바이러스 감염 기전 연구, 백신 개발, 진단법 개발 등 다양한 분야에서 활용된다. 특히 백신 제조를 위해서는 바이러스를 대량으로 배양하는 것이 필수적이다. 따라서 바이러스의 증식 과정과 배양 기술은 바이러스 질병 예방과 치료에 매우 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다.
2. 호흡기계 매개 세균과 질병
2.1. 호흡기계 매개 세균의 종류
호흡기계 매개 세균의 종류에는 사슬알균(Streptococcus)과 포도알균(Staphylococcus), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), 레지오넬라균(Legionella pneumophilia), 백일해 균(Bordetella pertussis), 수막알균(Neisseria meningitidis ), 결핵균(Mycobacterium tuberculosis), 한센균(Mycobacterium Leprae) 등이 있다."사슬알균(Streptococcus)에는 화농성 사슬알균(Streptococcus pyogens), 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae), B군 사슬알균(Group B Streptococci)이 포함된다. 포도알균(Staphylococcus)에는 황색 포도알균(Staphylococcus aureus)와 표피 포도알균(Staphylococcus epidermidis)이 있다. 이들 세균들은 호흡기계 감염 질병의 주요 원인체이다."
2.2. 호흡기계 매개 질병의 종류
호흡기계 매개 질병의 종류는 매우 다양하며 각각의 특징과 증상, 원인체, 예방 및 치료법이 상이하다. 화농성 사슬알균(Streptococcus pyogens)으로 인한 중이염, 편도선염, 유양돌기염, 농가진(impetigo), 성홍열(scarlet fever), 류마티스 열(rheumatic fever) 등이 발생할 수 있다. 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae)에 의해서는 폐렴, 균혈증, 심내막염, 내이감염 등이 나타날 수 있다. B군 사슬알균(Group B Streptococci)은 신생아 패혈증, 수막염, 폐렴, 임산부 산욕열을 유발한다. 황색 포도알균(Staphylococcus aureus)은 종기, 여드름, 농가진, 폐렴, 골수염, 심내막염, 뇌막염, 관절염 등을 일으킨다. 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae)에 의해 인후 조직의 염증반응인 위막(pseudomembrane)이 형성된다. 레지오넬라균(Legionella pneumophilia)은 레지오넬라증(Legionellosis: legionnaire's disease)을 유발하고, 백일해균(Bordetella pertussis)은 백일해(pertussis: whooping cough)를 일으킨다. 수막알균(Neisseria meningitidis)은 수막알균성 수막염(meningococcal meningitis)을, 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)은 결핵(tuberculosis)을, 한센균(Mycobacterium Leprae)은 한센병(leprosy)을 유발한다."
3. 식품매개 질병
3.1. 식품매개 질병의 종류
식품매개 질병의 종류에는 다양한 세균 감염증이 포함된다. 포도알균성 식중독은 황색포도알균(Staphylococcus aureus)이 생산한 장독소에 의해 발생한다. 이 균은 식품의 부적절한 취급이나 보관으로 인한 오염으로 인해 유발되며, 구토와 설사 등의 증상을 동반한다.
가스괴저균 식중독은 Clostridium perfringens가 생성하는 장독소로 인해 발생하며, 주로 대량 급식소나 야외활동에서 부패된 음식물 섭취로 인해 집단적으로 발생할 수 있다. 전형적으로 설사와 복통 증상이 나타난다.
보툴리눔증...
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