본문내용
1. 색소와 무기질
1.1. 색소의 분류
1.1.1. 체내 색소
체내 색소는 크게 혈색소, 담즙색소, 혈철소, 멜라닌 등으로 구분된다. 혈색소는 적혈구 내에 존재하는 헤모글로빈으로, 산소와 이산화탄소를 운반하는 역할을 한다. 헤모글로빈은 적색의 heme과 무색의 globin으로 구성되어 있다.
담즙색소는 헴의 분해 산물로, 주로 간에서 생성되어 담즙 내로 분비된다. 담즙색소에는 빌리루빈과 헤마토이딘이 있는데, 이들은 조직화학적 반응이 유사하여 동일한 성분으로 간주된다. 정상 담즙 내 빌리루빈은 지용성이지만, 글루쿠론산과 결합하여 수용성의 결합형 빌리루빈이 되어 소장으로 배출된다.
혈철소는 철분이 단백질과 결합한 형태로, 과다 섭취나 과다 저장으로 인해 간, 비장, 신장 등에 침착되는 색소이다. 혈철소의 검출을 위해 프루시안 블루 반응과 턴불 블루 반응이 주로 사용된다.
멜라닌은 피부, 눈, 모발 등에 존재하는 유색 색소로, 자외선으로부터 피부를 보호하는 역할을 한다. 멜라닌은 주로 피부의 기저층에 있는 멜라노사이트에서 합성되며, 멜라노좀이라는 소기관 내에 저장된다. 멜라닌의 조직화학적 검출을 위해 Fontana-Masson 은 환원법, dopa-oxidase 반응, 그리고 과망간산칼륨 표백법 등이 활용된다.
이처럼 체내 색소는 다양한 형태와 기능을 가지고 있으며, 이들의 조직화학적 검출은 의학적 진단에 중요한 역할을 한다.
1.1.2. 인공 색소
인공 색소는 조직 고정 과정에서 발생하며, 세포 내 색소 가운데 하나로 분류된다. 이들 인공 색소는 조직 고정 과정에서 발생하는데, 주로 화학 처리로 인해 조직에 침착되어 나타나는 색소를 의미한다. 예를 들어 포르말린 고정 조직에서 발견되는 색소들이 이에 해당한다. 이러한 인공 색소는 고정 과정에서 생성되므로 실제 생체 내에 존재하는 것은 아니며, 단지 조직 검사 시 나타나는 현상일 뿐이다. 따라서 인공 색소는 세포 내 본래의 구성성분이 아닌, 고정 처리로 인해 형성된 것으로 볼 수 있다.
1.2. 내인성 색소
1.2.1. 혈색소
혈색소는 체내에서 산소와 이산화탄소를 운반하는 색소로, 분자량 64,458의 결합 단백질이다. 혈색소는 무색의 염기성 단백질인 globin 1분자와 적색 색소인 heme 4분자로 구성되어 있다. Heme은 4개의 피롤고리에 2가철이 결합된 프로토포르피린으로 이루어져 있다.
혈색소의 염색법으로는 벤지딘(Benzidine) 염색이 사용되며, 이를 통해 총 혈색소량을 측정할 수 있다. 혈색소는 산소와 이산화탄소의 운반에 관여하는 중요한 생리적 역할을 하며, 다양한 질환에서 그 수치가 변화할 수 있다. 예를 들어 용혈성 빈혈이나 지속적인 수혈을 받는 경우 혈철소 침착증이 나타날 수 있다.
1.2.2. 담즙색소
담즙색소는 화학적으로 헴의 유도체인 빌리루빈과 헤마토이딘으로 구별되지만, 조직화학적으로 거의 유사한 반응을 보이기 때문에 동일 성분으로 간주된다""
적혈구가 파괴되면 헴과 글로빈으로 분해되고, 헴에서 철이 떨어져 나와 녹색의 빌리버딘이 된다. 이후 빌리버딘은 알부민에 의해 간으로 운반되어 빌리루빈으로 환원되며, 이 지용성 빌리루빈이 글루쿠론산과 결합하여 수용성 결합 빌리루빈을 형성한다. 결합 빌리루빈은 담즙 내로 분비되어 간세포의 담세관을 거쳐 담낭에 일시적으로 저장되었다가 십이지장으로 배출되어 urobilinogen으로 변화한다.
담즙색소는 담즙성 황달이나 폐쇄성 황달과 같은 질환에서 관찰될 수 있으며, 이를 확인하기 위해 푸세 반응(Fouchet reaction)을 이용하여 빌리루빈을 녹색의 빌리버딘으로 산화시켜 관찰할 수 있다""
1.2.3. 혈철소
혈철소는 철분 대사의 산물로, 철이 과다하게 축적되어 발생하는 질환에서 주로 관찰된다.
철분 대사에서 중요한 역할을 하는 혈철소는 오랫동안 수산화제이철과 단백질의 복합체로 여겨져 왔다. 혈철소는 적혈구가 파괴되어 유리된 철이 트렌스페린에 의해 간으로 운반된 후 페리틴과 결합하여 골수에 저장되는 과정에서 생성된다. 철분 흡수가 과다하거나 반복적인 수혈로 인해 철분이 과다하게 축적되면 갈색의 과립상 형태로 여러 장기에 침착되어 혈철소증을 유발한다.
혈철소는 프루시안 블루 반응과 턴불 블루 반응을 통해 조직화학적으로 관찰할 수 있다. 프루시안 블루 반응은 혈철소 내의 3가 철과 반응하여 청색으로 염색되며, 턴불 블루 반응은 2가 철과 반응하여 청색으로 염색된다. 이를 통해 혈철소의 산화 상태를 구분할 수 있다.
혈철소는 용혈성 빈혈이나 반복적인 수혈로 인한 철분 과다 축적 질환에서 증가하는데, 이러한 경우 간, 지라, 신장 등에서 혈철소 침착이 관찰된다. 따라서 혈철소 염색은 이러한 질환을 진단하는 데 유용하게 사용된다.
1.2.4. 멜라닌
멜라닌은 단백질에 싸여 멜라닌소체를 만들고 이것이 성장하여 광학 현미경으로 볼 수 있는 멜라닌 과립 형태로 존재한다. 멜라닌은 정상적으로 피부, 눈, 뇌 흑질, 털주머니에 출현한다. 정상인의 경우 임신 중 일시적인 MSH(멜라닌 세포 자극 호르몬) 분비 증가로 인해 안면피부, 유방, 성기에 많이 침착되어 갈색반이 나타나며, 악성 흑색종, 에디슨병, 혈색소증과 같은 질환에서도 멜라닌이 증가한다. 멜라닌은 물, 산, 유기용매에 녹지 않고 강알칼리에만 용해되며, 과산화수소나 과망간산칼륨 등의 산화제에 표백된다. 멜라닌의 조직화학적 검출법으로는 환원법인 폰타나-마손 염색, 도파-산화효소 반응, 그리고 표백법인 과망간산칼륨 표백법 등이 있다..
1.3. 칼슘
칼슘은 세포들의 신호전달, 강한 뼈의 구축 그리고 골격근 수축에 이용되는 중요한 무기질이다. 칼슘을 섭취하지 못하면 뼈로부터 칼슘이 제거되어 뼈가 약해지고 부스러지기 쉬워 골절의 위험이 높아지고 뼈 통증으로 인해 자세를 취하기가 어렵게 된다. 수산칼슘형의 칼슘은 폰 코사 염색에 양성 염색을 보인다. 이는 수산화제일철과 단백질의 복합체로 구성되어 있기 때문이다.
2. 효소조직화학
2.1. 효소 활성에 영향을 미치는 인자
효소 활성에 영향을 미치는 인자는 온도, pH, 기질 농도, 억제제, 활성제 등이다.
온도는 효소의 활성에 큰 영향을 미치는데, 대부분의 효소는 생리적인 온도 범위인 35~40°C에서 최대 활성을 나타낸다. 온도가 높아질수록 효소의 반응 속도가 빨라지지만, 일정 온도 이상에서는 효소의 삼차구조가 변성되어 활성이 떨어지게 된다.
pH 또한 효소 활성에 중요한 인자로, 효소마다 최적 pH 범위가 다르다. 대부분의 효소는 약간 산성에서 최대 활성을 나타내지만, 경우에 따라서는 중성 또는 약알칼리성에서 최적 pH를 갖기도 한다. pH가 최적 범위를 벗어나면 효소의 입체구조가 변화하여 활성이 저하된다.
기질 농도 또한 효소 활성에 중요한 요인으로, 기질 농도가 증가하면 효소-기질 복합체 형성이 촉진되어 반응 속도가 빨라진다. 그러나 일정 농도 이상에서는 더 이상 반응 속도가 증가하지 않고 일정해지는데,...
