1. 염증
염증은 조직 외상에 대한 비특이적인 세포 반응 및 혈관 반응이다. 혈관이 없는 조직에서는 일어날 수 없다. 이는 상해에 대한 신체의 반응으로서 세포성 및 체액성 요소에 의하여 상해요소의 작용을 파괴, 중화, 제한하고 손상을 수복하는 작용이다. 즉, 생체의 방어기전이라 할 수 있다. 염증반응은 생체의 조직을 수복하는 유익한 결과를 가져오는 생물의 합리적인 반응이기도 하나, 때로는 염증반응의 주체인 생체에 오히려 해가 되는 결과를 초래한다.
1) 염증의 원인
(1) 생물학적 병인 : 세균, 바이러스, 진균 등
(2) 물리적 병인 : 화상, 자외선, 방사선 등
(3) 화학적 병인 : 산, 알칼리, 산화제 등
(4) 면역학적 병인 : 즉시형 과민반응, 자가면역
(5) 조직의 괴사 : 허혈(ischemia)
2) 염증반응에 관여하는 세포들
(1) 호중구(neutrophil)
골수에서 생성되며, 약 3~4일의 짧은 수명을 가진다. 급성염증 병소부위에 가장 먼저 나타나는 세포로 침입한 이물질을 죽여서 섭식하고 세포파괴물을 제거하는 기능을 가지고 있다.
(2) 호산구(eosinophil)
골수에서 생성되며 알레르기, 기생충 감염의 염증반응을 제거하는 물질을 만든다.
(3) 호염기구(basophil)와 비만세포
호염기구는 세포질 속에 다량의 붉은색의 과립을 가지고 있으며, 이 과립에는 헤파린과 히스타민이 존재한다. 세포 표면에 IgE가 붙어 있으면 항원과 결합하고 헤파린, 히스타민을 방출하는 데 이때 제 1형 과민반응을 일으킨다.
비만세포는 1형 알레르기라 불리는 아나필락시스형과 담마진, 알레르기성 비염을 유발한다.
(4) 대식세포(macrophage)와 단핵구(monocyte)
대식세포는 골수에서 생성되어 혈액으로 들어가 순환한다. 말초혈액 중에서는 단핵구라 하는데, 대식세포는 살균작용이 강하여 조직세포도 살해하고 포식능력이 왕성하여 세균, 이물형 세포, 적혈구, 단백질 등을 포식하고 면역반응에도 관여하며 체내에서 이물질을 제거하는 데 가장 큰 역할을 한다.
(5) 림프구(lymphocyte)와 형질세포
순환백혈구의 20~30%를 차지하며 면역담당세포의 주역이다. 특이 면역반응에 아주 중요한 역할을 하며, 림프구는 T세포와 B세포가 있다. B세포가 국소 부위에서 성숙하여 항체생성세포로 변화한 것을 형질세포라고 한다. 림프구와 형질세포는 만성염증에서 많이 나타난다.
3) 염증의 화학적 매개체
염증 유발 시 생체 내에서 생체반응의 결과로 만들어지는 물질로, 염증은 화학적 매개체에 의해 일어나며, 매개체는 혈장, 세포, 손상된 조직에서 유리된다.
| 염증효과와 주요 화학적 매개물들 | |
혈관확장
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발열
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혈관투과성증진
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통증
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주화성, 백혈구 활성화
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조직 손상
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(1) 아민(amine)
- 히스타민(histamine) : 호염기구와 비만세포 과립에 저장되어 있으며, 혈관을 확장시키고 혈관투과성을 증가시킨다.
- 세로토닌(serotonin) : 히스타민과 비슷한 효과, 혈소판에 존재하며 혈소판이 응고하는 동안 방출된다.
(2) 혈장단백질 분해효소
- 키닌계 : 브라디키닌이 만들어지며 혈관투과성을 증가시키고, 기관지평활근을 수축하며 동통을 유발한다.
- 보체계 : 단백질로 구성되어 있으며, 혈관투과성 항진과 백혈구의 화학주성, 옵소닌화, 세포의 용해작용을 한다.
- 혈액응고계 : 섬유소원은 트롬빈에 의해 섬유소펩티드가 된다. 이는 혈관투과성을 증가시키고 백혈구의 주화성을 강화시킨다.
(3) 아라키돈산 대사물질
- 프로스타글란딘 : 혈관수축, 혈소판응집 억제작용, 혈관을 확장시켜 부종 유발, 염증 시 나타나는 통증과 발열에도 관여한다.
- 류코트리엔 : 히스타민과 비슷하게 알레르기나 염증반응을 일으키고, 특히 C4, D4, E4는 혈관수축을 강화시키고 혈관내피 투과성을 증가시키는 작용을 한다.
(4) 혈소판 활성인자
(5) 산소유래 자유기
(6) 사이토카인(cytokine)
- 염증 반응의 중요한 역할로, 세포 대 세포간의 전달 혹은 항체조정, 직접 백혈구를 염증 부위로 이동시킨다. 내피세포와 섬유세포에 작용하여 섬유화를 유도하고 수복과정에 도움을 준다.
4) 염증의 증상과 징후
(1) 국소적 증상과 4대 징후
- 발열(열감, fever)
- 발적(조홍, redness)
- 종창(swelling)
- 동통(통증, pain)
- 기능장애(dysfinction)
(2) 전신적 증상과 징후
- 발열(열감, fever)
- 백혈구 증가증(leukocytosis)
- 오한(chilling)
- 발한(sweating)
5) 염증의 분류
(1) 급성 염증
손상 요인에 대한 초기 반응으로서 병소 부위에 호중구와 대식세포가 집중되어 있다. 세동맥과 모세혈관이 확장되고 혈관 투과성이 증가되면 혈관으로부터 중성구의 이주 현상 등에 의해서 일어난다.
- 염증의 일련의 사건 : 인식 – 동원 – 제거 – 조절 – 수복
- 혈관 변화 – 혈류 변화
세동맥이 일시적으로 수축된 후, 세동맥과 세정맥, 모세혈관이 확장되어 그 부위에 열과 발적이 일어난다. 혈관투과성 증가와 혈류 속도가 감소되며 백혈구의 유주(emigration)이 일어난다.
- 혈관의 투과성 변화
혈관내피세포의 수축과 괴사 및 탈락, 혈관내피세포의 직접적인 손상이 일어난다.
- 백혈구의 침윤 – 부착, 이동, 포식 및 제거
혈류 속도가 감소되면 손상 부위 혈관벽의 내피세포에 백혈구, 특히 호중구가 모여 달라붙는데 이를 호중구의 변연화(margination)이라고 한다. 또한, 백혈구가 혈관벽에 붙어 있다가 점차 소혈관벽을 통과하여 빠져나가는 것을 유주(emigration)이라고 한다.
화학주성(주화성, chemotaxis)은 혈관벽을 빠져나온 백혈구가 염증 병소로 이동하는 것이고 포식작용(phagocytosis)은 이물질 인식, 섭취, 소화의 단계로 이루어지며 포식된 세균은 용해소체(lysosome)와 결합하여 포식용해소체가 되고 자가분해 효소에 의해 파괴되고 소화된다.
- 급성염증의 결과
조직은 정상적으로 회복, 염증부위에 남아있는 단백질과 용액은 림프관 흡수, 세포부스러기와 섬유소는 호중구와 대식세포에 의해 제거되며 염증세포는 최종적으로 세포자멸사 과정을 거쳐 제거된다.
(2) 만성염증
급성 염증에서 만성 염증으로 진행하는 경우에는 2가지의 구분이 뚜렷하지는 않으나, 염증이 수주일 이상 지속되면 만성 염증이라고 할 수 있다.
- 만성 염증의 발생 경과
급성 염증이 그대로 지속되는 경우, 급성 염증이 여러 번 반복되는 경우, 급성 염증의 경과 없이 처음부터 만성 염증으로 시작되는 경우를 모두 만성 염증이라고 한다. 더 나아가서는 세포내에서 소화되지 않고 살아있는 미생물에 감염되거나 소화되지 못하는 이물질과 내부물질이 원인인 경우, 지속적인 면역반응 등에 의해 만성 염증으로 자리한다.
- 만성 염증의 특징
핵이 1개인 세포들인 대식 세포, 림프구, 형질세포 등의 단핵구가 주로 관여하는데, 많성 염증은 국소 순환장애가 나타나며 모세혈관과 섬유모세포의 증식으로 섬유화가 일어나는데, 이를 육아조직이라 한다. 이때 조직의 파괴가 급성 염증에 비해 더 심하다.
- 만성 염증에 관여하는 세포 – 단핵세포의 작용
대식세포는 만성 염증에서 가장 중요하며 특히 대식세포에서 분비하는 물질이 만성 염증에서 대부분의 현상을 일으킨다. 림프구는 세포면역에 관여하고 인터페론 등의 사이토카인을 분비한다.
- 만성 육아종성 염증
육아종(granuloma)은 특이한 병원체나 물질이 작용할 때만 형성되므로 특이성 염증이라 한다. 결핵에서 나타나는 육아종이 가장 특징적이다. 특정 미생물(결핵균, 매독균 또는 곰팡이균)에 대한 지속적인 반응으로 인터페론, 인터루킨 등이 대식세포를 유상피세포로 전환한다.
(3) 염증의 형태학적 분류
- 장액성 염증(serous inflammation)
장막에 생기며 급성 염증의 초기나 경미한 손상 시에 나타나는데 특히, 경미한 화상 시 피부에 물질이 생기는 경우가 대표적이다. 단백질이 적고 점성이 낮은 액상 성분의 삼출이 특징이다.
- 섬유소성 염증(fibrinous inflammation)
조직내로 삼출된 피브리노겐, 섬유소를 비롯하여 혈장 단백질이 많으면 조직 내에서 고체화된다. 류마티스 환자의 심낭내에 섬유소로 이루어진 조직 덩어리가 생성되는데, 섬유소성 염증은 수막, 심막, 흉막 등 체강을 둘러싸고 있는 막에서 흔히 볼 수 있다. 섬유모세포와 혈관의 증식에 의해 교원섬유로 이루어진 흉터(scar)가 생긴다.
- 화농성 염증(purulent inflammation)
염증성 삼출액이 고름으로 형성되어 있는 경우로 농을 잘 형성하는 화농성 세균의 감염에 의해 유발된다. 농양은 화농성 염증이 국소적으로 제한된 것으로 농양벽을 형성하고 외과적 절제술을 통해 제거한다.
- 점액성 염증(mucinous inflammation)
점막에 염증이 생겨 많은 점액을 분비하게 되는 경우로 삼출물 속에 점액이나 탈락 상피가 섞이게 되는 염증을 카타르성 염증이라고도 한다. 예를 들어, 알레르기성 비염이나 감기 등이 있다.
- 출혈성 염증
- 막 또는 위막성 염증 – 디프테리아균, 클로스트리듐 디피실레 등
(4) 궤양(ulcer)
궤양은 조직의 표면에 염증이 생겨 괴사된 조직의 일부가 떨어져 가는 현상을 말한다. 흔히, 위장관, 비뇨기관, 구강점막 등에 생긴다.
6) 염증 발생시 삼출물의 의의
(1) 국소에 생긴 독성물질의 희석한다.
(2) 삼출액의 살균성 물질이 살균작용을 한다.
(3) 섬유소원이 염증의 파급을 방지한다.
(4) 면역체 형성을 촉진한다.
(5) 염증 조직에 영양분 공급 및 대사산물을 제거한다.
2. 치유
1) 재생(regeneration)
재생은 생체조직의 일부가 상실되었을 때 남아있는 조직이 증식하여 본래대로 복귀되는 현상을 말한다. 세포는 재생능력에 따라 불안정세포, 안정세포, 영구세포로 구분한다. 불안정세포와 안정세포는 세포분열을 하여 신속하고 정확하게 죽은 세포와 동일한 세포로 대치된다.
(1) 불안정세포
재생능력이 강한 조직으로 증식함으로써 탈락, 사멸된 세포를 채워주는 세포를 말한다. 짧은 세포수명과 높은 재생능력이 있으며 정상적인 환경하에서 일생동안 증식한다.
(2) 안정세포
성장이 끝나면 정상적으로는 분열하지 않으나 어떤 자극이 주어지면 분열할 수 있는 능력이 있어 손상되었을 때 재생될 수 있는 세포를 말한다. 예를 들어, 간, 신장, 췌장의 실질세포 등이 있다.
(3) 영구세포
단지, 태아기에서만 분열하고 한 번 손상 받으면 영원히 재생할 수 없는 세포를 말한다. 예를 들어, 신경세포, 심장근세포, 골격근세포 등이 있는데 뇌와 심장의 손상은 비가역적이고 흉터를 남긴다.
2) 수복(repair)
수복은 손상받은 후 실질세포가 재생하기 힘든 경우에 손상된 조직이 결합조직으로 대치되는 현상을 말한다. 손상 후 24시간 내 손상받은 조직에 섬유모세포와 혈관내피세포가 증식을 시작하여 3~5일 이내에 육아조직을 형성하는데, 육아조직은 섬유모세포, 모세혈관, 유주세포로 구성된다. 육아조직은 섬유화가 점차 심해지면 단단하게 변하여 반흔 조직을 형성하고 표면에서 움푹 꺼져 있는다. 영구조직은 분열능력이 없기에 동일한 세포형태로 손상된 세포를 대치시킬 수 없으나 수복은 일어난다.
※ 재생과 수복의 차이
재생은 원래 존재하던 세포가 다시 증식하여 흔적없이 본래대로 복구되는 과정을 말하나, 수복은 죽은 조직을 대체하여 결합조직이 자라나서 원래 있던 조직을 대신하여 반흔을 남기는 것을 말한다.
※ 조직의 치유
조직의 치유는 두 가지의 뚜렷한 과정을 통해 일어난다. 첫 번째는 손상된 세포와 동일한 형태의 세포에 의해서 대치되는 재생, 두 번째는 영원한 흉터를 남기는 섬유조직 형성 또는 결합조직에 의한 수복이다. 이 과정은 조직의 치유에 영향을 미치며 재생과 섬유조직의 형성은 세포와 기질의 상호작용, 세포의 이주, 증식, 분화 등에 의해 결정된다.
3) 창상치유(wound healing) : 상처 치유
조직이 손상을 받았을 때 염증반응 후 수복과정이 일어난다. 피부 창상 치유가 대표적이며 피부에 난 상처가 치유되는 과정으로 세포재생과 결합조직의 흉터 2가지의 과정을 모두 포함한다. 피부창상은 상처의 크기, 깊이 정도에 따라 1차 유합과 2차 유합의 과정을 거친다.
(1) 1차 유합 : 외과적 절개 후 봉합
감염이 없는 깨끗한 수술 부위, 봉합된 부위, 창상면이 붙어있는 부위가 치유되는 과정으로 육아조직이 소량이고 반흔 조직도 적고 치유가 빠르다.
(2) 2차 유합 : 손상이 넓고 심한 경우
세포나 조직의 결손이 심한 창상, 감염된 창상, 감염된 상처, 봉합되지 않은 상처, 염증성 궤양이 있는 창상에서 일어난다. 실질 세포의 재생은 있으나 골격구조가 파괴되어 완전복구하지 못하므로 육아조직으로 채워지고 반흔이 크게 남는다.
(3) 창상 치유의 합볍증
켈로이드는 창상이 치유될 때 교원질이 증가하여 반흔조직이 과잉형성된 것으로 피부 위로 돌출되기도 하며 유전적 경향이 있다.
(4) 창상치유에 영향을 미치는 인자
- 전신적 인자 : 나이, 영양상태, 혈액 질환, 당뇨병, 스테로이드 과량 투여 등
- 국소적 인자 : 감염, 혈액순환 장애, 이물질, 세포의 종류, 괴사조직의 양 등
(5) 창상치유의 과정
창상이란 몸 표면을 덮은 피부 및 내장 장기나 조직의 손상을 포함한 결손을 말한다. 창상이 생체 반응에 의해서 치유되는 현상을 창상치유라고 한다. 창상치유는 손상 부위에 육아조직이 형성되는 것에서 시작되며, 제1단계와 제2단계로 분류된다.
4) 이물질 처리
상해에 대한 조직의 수복기전으로 이물이 있으면 주위 조직에 일정한 반응이 나타나서 생체에 해가 없도록 처리하는 기전을 말한다. 배제, 용해, 제거 그리고 기질화, 피포 등이 예시이다.
5) 각종 조직의 치유
(1) 골절 치유
(2) 신경조직의 재생
성숙한 신경세포는 한 번 파괴되면 재생되지 않는다. 말초신경에서는 신경섬유가 절단되면 재생이 가능하나 시일이 오래 걸린다.
(3) 근육조직의 재생
심장근도 파괴되면 성인조직에서의 재생은 기대하기 어렵고 섬유조직으로 대치된다.
