본문내용
1. 미생물학 핵심개념 정리
1.1. 그람 양성 알균
그람 양성 알균(gram positive cocci)에는 포도알균(Staphylococcus)과 사슬알균(Streptococcus) 속이 포함된다. 포도알균 속에는 황색 포도알균(Staphylococcus aureus), 표피 포도알균(Staphylococcus epidermidis), 부생성 포도알균(Staphylococcus saprophyticus) 등이 속하며, 사슬알균 속에는 화농성 사슬알균(Streptococcus pyogenes), 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae), 구강사슬알균(Streptococcus mutans), S.sanguis 등이 속한다.
포도알균은 그람 양성의 구균으로, 공기 중에 흔히 존재하며 포도송이 모양으로 배열한다. 황색 포도알균(S.aureus)은 화농성 감염을 일으키는 대표적인 균종으로, 독소를 생산하여 피부, 호흡기, 소화기, 신경계 등 다양한 부위에 감염을 일으킬 수 있다. 표피 포도알균(S.epidermidis)은 정상 피부 상재균이지만, 면역력이 저하된 환자에게 기회감염을 일으킬 수 있다. 부생성 포도알균(S.saprophyticus)은 요로감염의 주요 원인균이다.
사슬알균은 그람 양성의 구균으로, 사슬 모양으로 배열한다. 화농성 사슬알균(S.pyogenes)은 중이염, 편도염, scarlet fever 등을 일으키며, 폐렴알균(S.pneumoniae)은 폐렴, 균혈증, 수막염 등을 일으킨다. 구강사슬알균(S.mutans)은 치아 우식증의 주요 원인균이다.
이처럼 그람 양성 알균은 다양한 임상 질환을 일으킬 수 있는 중요한 병원성 세균들이다. 이들 세균에 의한 감염을 예방하고 적절하게 치료하기 위해서는 각 균종의 특성과 감염 경로, 병원성 등을 이해하는 것이 중요하다.
1.2. 그람 음성 막대균
그람 음성 막대균은 그람 염색상 붉게 염색되는 세균으로, 대장균(Escherichia coli), 살모넬라(Salmonella)속, 이질균(Shigella)속, 예르시니아(Yersinia)속, 비브리오과(Vibrioceae), 포도당 비발효 그람음성 막대균, 무산소성 그람음성 막대균 등이 대표적이다.
대장균(Escherichia coli)은 장내세균과에 속하며, 장관에 상재하는 정상 세균이지만 병원성 대장균의 경우 장관 감염을 일으킨다. 장관병원성 대장균(Enteropathogenic E. coli, EPEC), 장출혈성 대장균(Enterohemorrhagic E. coli, EHEC), 장독소원성 대장균(Enterotoxigenic E. coli, ETEC), 장침습성 대장균(Enteroinvasive E. coli, EIEC) 등이 있다.
살모넬라(Salmonella)속에는 장티푸스균(S. typhi), 파라티푸스균(S. paratyphi), 장염 살모넬라균(S. enteritidis), 쥐티푸스(S. typhimurium) 등이 있으며, 주로 오염된 음식이나 물을 통해 감염된다. 이질균(Shigella)속은 이질균(Shigella dysenteriae)이 대표적이며 수인성 장염을 일으킨다.
예르시니아(Yersinia)속에는 페스트균(Y. pestis)과 장염 예르시니아(Y. enterocolitica)가 포함된다. 페스트균은 절지동물 매개로 전파되어 중증의 페스트를 일으키며, 장염 예르시니아는 주로 오염된 음식이나 물을 통해 감염된다.
비브리오과(Vibrioceae)에는 콜레라균(Vibrio cholerae)과 장염 비브리오균(Vibrio parahemolyticus)이 속한다. 콜레라균은 대표적인 수인성 질병인 콜레라의 원인체이며, 장염 비브리오균은 주로 오염된 해산물 섭취로 인해 식중독을 일으킨다.
포도당 비발효 그람음성 막대균 중 대표적인 것은 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)으로, 주로 병원 환경에서 기회감염을 일으킨다. 무산소성 그람음성 막대균 중에서는 Bacteroides fragilis가 대표적이며, 장내에 정상적으로 존재하지만 감염 시 치명적인 감염증을 유발할 수 있다.
이처럼 그람 음성 막대균은 다양한 종류가 존재하며, 각각 특징적인 감염증을 일으키는 것이 특징이다."
1.3. 그람 양성 막대균
그람 양성 막대균은 그람 염색 시 보라색으로 염색되는 막대 모양의 세균으로, Clostridium속, Corynebacterium속, Mycobacterium속에 속하는 균들이 이에 해당된다.
Clostridium속 세균들은 절대 무산소성 세균으로, 아포를 형성하여 열과 소독제에 저항성을 가지고 있다. Clostridium tetani는 파상풍의 원인균으로, 강력한 신경독소인 tetanospasmin을 생산하여 근육경직과 경련을 일으킨다. Clostridium botulinum은 보툴리눔 식중독의 원인균으로, 강력한 보툴리눔 독소를 생산하여 이완성 마비를 일으킨다. Clostridium perfringens는 가스괴저의 원인균으로, 용혈성 독소와 괴사성 독소를 생산한다.
Corynebacterium속에는 대표적으로 디프테리아균 Corynebacterium diphtheriae가 속한다. 이 세균은 병원소가 되어 콧물, 기침, 인두통 등의 증상을 유발하며, 분비하는 외독소로 인한 막 형성으로 호흡 곤란을 초래한다.
Mycobacterium속에는 결핵균 Mycobacterium tuberculosis와 한센균 Mycobacterium leprae가 속한다. 결핵균은 공기 감염을 통해 전파되며, 폐를 주 표적으로 하여 폐결핵을 유발한다. 한센균은 신경계와 피부에 감염을 일으켜 지각 마비, 근육 위축, 변형을 야기한다.
그람 양성 막대균은 각각의 독특한 병원성과 감염 양상을 보이므로, 이에 대한 이해와 적절한 치료가 중요하다.
1.4. 바이러스와 프리온
바이러스(viruses)는 세포 내에서만 증식할 수 있는 미생물로, 핵산(DNA 또는 RNA)과 이를 감싸는 단백질의 외벽인 캡시드로 구성되어 있다. 바이러스는 스스로 증식할 수 없어 숙주 세포의 유전적 기능을 이용해 자신의 유전정보에 따라 증식한다. 캡시드는 핵산을 보호하고 숙주세포 침입을 돕는 역할을 한다.
프리온(prions)은 스크라피(scrapie)와 같은 양의 퇴행성 중추신경계 질환의 원인체로, 전염성 있는 비정상 프리온 단백질(PrP)이다. 프리온 단백질은 숙주의 염색체 DNA에 의해 암호화되며, 비정상적인 베타 구조를 가지고 세정제에도 용해되지 않으며 단백질 분해에 저항성이 높다. 주요 프리온 질환으로는 쿠루, 크로이츠펠트-야콥병, 케르스트만-스트라우슬러-사인커병, 치명적 가족성 불면증 등이 있다. 프리온 질환은 전염성 프리온이 수평 전염되는 형태와 유전적 요인에 의한 유전형이 있다."
1.5. 바이러스 증식과 배양
바이러스는 숙주세포에 의존하여 증식하는 미생물이다. 바이러스의 증식과 배양 과정은 다음과 같다.
바이러스 증식 순서는 흡착-침투-탈외각-복제-조립-방출로 이루어진다. 먼저 바이러스 입자가 숙주세포 표면에 흡착하는데, 이때 바이러스 표면 단백질이 숙주세포 표면의 단백질과 결합하여 바이러스가 증식할 수 있는 세포를 결정한다. 그 다음 바이러스 입자가 숙주세포 내로 침투하며, 핵산과 캡시드가 분리되는 탈외각 단계를 거친다. 이후 바이러스 핵산이 복제되고 바이러스 단백질이 합성되는 복제 과정을 거친다. 그리고 복제된 핵산과 합성된 단백질에서 뉴클레오캡시드가 조립되며, 외피 비보유 바이러스는 세포 밖으로 뚫고 나오고 외피 보유 바이러스는 숙주세포막을 둘러싸고 나오는 방출 과정을 거친다.
바이러스의 배양은 바이러스가 생세포 내에서만 증식 가능하기 때문에 동물 개체, 발육 계란, 배양 동물세포를 이용하여 이루어진다. 발육 계란은 무균이고 항체성이 없어 인플루엔자 백신 제조에 사용되며, 배양 동물세포는 플라스틱 용기 내에서 세포 배양 후 바이러스를 감염시켜 증식시킨다. 이를 통해 바이러스 감염으로 인한 세포 형태 변화인 세포병변효과를 관찰할 수 있다. 리케차와 클라미디아도 세균이지만 세포 내 기생성이 있어 바이러스와 같은 방법으로 증식시킬 수 있다.
1.6. 호흡기계 매개 세균
호흡기계 매개 세균에는 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 중 화농성 사슬알균(Streptococcus pyogens)은 중이염, 편도선염, 유양돌기염, 농가진, 성홍열, 류마티스 열을 일으킬 수 있다. 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae)은 폐렴, 균혈증, 심내막염, 내이 감염을 유발할 수 있다. B군 사슬알균(Group B Streptococci)은 신생아 패혈증, 수막염, 폐렴, 임산부 산욕열을 일으킬 수 있다."
포도알균 중 황색 포도알균(Staphylococcus aureus)은 종기, 여드름, 농가진, 폐렴, 골수염, 심내막염, 뇌막염, 관절염을 유발할 수 있다."
디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae)은 인후조직에 염증반응을 일으켜 위막(pseudomembrane)을 형성한다."
레지오넬라균(Legionella pneumophilia)은 레지오넬라증(Legionnaire's disease)을 일으킨다."
백일해 균(Bordetella pertussis)은 백일해(pertussis)를 유발한다."
수막알균(Neisseria meningitidis)은 수막알균성 수막염(meningococcal meningitis)을 일으킬 수 있다."
결핵균(Mycobacterium tuberculosis)은 결핵(tuberculosis)을, 한센균(Mycobacterium Leprae)은 한센병(leprosy)을 일으킨다."
1.7. 호흡기계 매개 질병
호흡기계 매개 질병들은 주로 세균과 바이러스에 의해 발생하며, 오염된 공기나 비말을 통해 전파된다. 대표적인 호흡기계 매개 질병으로는 중이염, 편도선염, 유양돌기염, 농가진, 성홍열, 류마티스 열, 폐렴, 균혈증, 심내막염, 수막염, 폐렴, 종기, 골수염, 심내막염, 뇌막염, 관절염, 디프테리아, 레지오넬라증, 백일해, 수막알균성 수막염, 결핵, 한센병, 감기, 인플루엔자, 조류인플루엔자, 홍역, 볼거리 등이 있다.
먼저 화농성 사슬알균(Streptococcus pyogenes)은 중이염, 편도선염, 유양돌기염, 농가진, 성홍열, 류마키즘 열 등을 일으킨다. 이 균은 주로 호흡기를 통해 전파되며, 발열, 인두통, 발진 등의 증상을 유발한다.
폐렴알균(Streptococcus pneumoniae)은 주로 폐렴, 균혈증, 심내막염, 수막염 등을 발생시킨다. 이 균은 주로 비말을 통해 전파되며, 고열, 기침, 가래 등의 증상을 유발한다.
B군 사슬알균(Group B Streptococci)은 신생아 패혈증, 수막염, 폐렴 등을 일으키며, 주로 임신부에서 산과적 감염 질환을 유발한다.
황색 포도알균(Staphylococcus aureus)은 종기, 여드름, 농가진, 폐렴, 골수염, 심내막염, 뇌막염, 관절염 등을 일으킨다. 이 균은 주로 접촉을 통해 전파되며, 발열, 국소 부종 및 농양 등의 증상을 보인다.
디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae)은 인두조직의 염증반응인 위막을 유발하여 기도 폐쇄를 일으킬 수 있다. 이 균은 비말을 통해 전파되며, 인두통, 기침, 호흡곤란 등의 증상이 나타난다.
레지오넬라균(Legionella pneumophilia)은 폐렴을 일으키는데, 공기 냉각 장치에 오염되어 있다가 에어로졸로 전파되어 감염을 유발한다. 고열, 기침, 호흡곤란 등의 증상이 특징이다.
백일해균(Bordetella pertussis)은 반복적인 발작성 기침을 유발하는 백일해를 일으킨다. 이 균은 비말을 통해 전파되며, 1-2주의 잠복기 후 발병한다.
수막알균(Neisseria meningitidis)은 수막염을 일으키는데, 비말과 밀접 접촉을 통해 전파된다. 이 질병은 발열, 두통, 구토, 경부강직 등의 증상을 보인다.
결핵균(Mycobacterium tuberculosis)은 결핵을 일으키며, 주로 공기를 통해 전파된다. 결핵은 서서히 진행되는 경과를 보이며, 기침, 객혈, 발열, 체중 감소 등의 증상을 동반한다.
한센균(Mycobacterium leprae)은 한센병을 유발하며, 주로 피부 및 말초신경을 침범한다. 이 균은 직접 접촉을 통해 전파되며, 피부 병변과 신경학적 증상이 특징이다.
바이러스 감염 질환으로는 rhinoviruses에 의한 감기, orthomyxovirus에 의한 인플루엔자, avian influenza virus에 의한 조류 인플루엔자, measles virus에 의한 홍역, mumps virus에 의한 유행성 이하선염, rubella virus에 의한 풍진, varicella-zoster virus에 의한 수두와 대상포진, respiratory syncytial virus에 의한 세기관지염 등이 있다. 이들 바이러스는 주로 비말이나 공기를 통해 전파된다.
따라서 호흡...
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