본문내용
1. 병리학 개요
1.1. 병리학의 정의와 어원
병리학이란 우리 인간의 질병에 대한 본질을 연구하는 의학의 한 분야로, 형태학적 변화와 기능적 변화를 연구하는 학문이다. 병리학(Pathology)의 어원은 그리스어로 질병(disease)을 나타내는 Pathos와 학문 또는 과학을 나타내는 logs의 합성어로, 질병의 발생 원리를 밝히기 위한 의학의 가장 기초분야이다.
1.2. 병리학의 분류
병리학은 크게 인체병리학(human pathology)과 실험병리학(experimental pathology)으로 분류된다. 인체병리학은 부검재료, 탈락세포 등을 병리 형태학적으로 분석하여 질병의 원인, 병의 상태, 치료효과, 사망원인 등을 규명하는 분야이다. 진단검사 의학은 체액 및 조직 검체를 이용하여 이화학적 방법으로 질병을 진단하는 분야로 질병의 기전과 병인론을 연구한다. 실험병리학은 인체에서 검체를 얻을 수 없어 동물이나 배양세포를 이용하여 질병을 연구한다.
이처럼 병리학은 생체 내부의 변화를 형태학적, 생화학적으로 분석하여 질병의 본질을 밝히는 의학의 기초 분야이다. 인체병리학은 질병 진단에 중요한 역할을 하고, 실험병리학은 동물모델을 통해 새로운 치료법 개발에 기여한다. 이를 통해 병리학은 질병의 원인과 진행 과정, 치료 방향을 제시함으로써 의학 발전에 핵심적인 학문 분야라고 할 수 있다.
1.3. 병리학의 역사적 발전
인류는 오랜 시간 동안 질병의 원인과 치료 방법을 찾기 위해 노력해왔다. 초기에는 질병을 '악마의 소행'이나 '신의 벌'로 여기는 악마설과 신벌설이 지배적이었다. 하지만 시간이 지나면서 질병에 대한 더 체계적이고 과학적인 접근이 이루어졌다.
히포크라테스는 우리 몸 안의 4가지 체액(혈액, 점액, 황쓸개즙, 흑쓸개즙)의 균형이 깨졌을 때 질병이 발생한다는 액체병리설을 주장했다. 이후 갈레누스는 특히 혈액의 중요성에 대해 집대성하였다. 한편 아스클레피아데스는 인체의 원자가 변조되어 질병이 발생한다는 고체병리학설을 제시했다.
현대 병리학의 기반을 마련한 것은 레벤후크와 로버트 훅의 현미경 발명이었다. 이를 통해 의학 전반에 걸쳐 획기적인 발전이 이루어졌다. 이후 비샤는 조직 단위로, 피르호는 세포 단위로 질병을 관찰해야 한다는 조직 병리학설과 세포 병리설을 각각 주장했다.
이처럼 병리학은 오랜 기간에 걸쳐 질병의 본질을 이해하고자 하는 노력 끝에 발전해왔다. 현대 의학의 기초를 이루는 다양한 병리학적 개념과 방법론이 정립되었으며, 이를 토대로 질병의 원인과 치료법을 규명하는 데 큰 진전을 이루어 왔다.
1.4. 병리학 기술적 방법
병리학에서는 헤마톡실린-에오신 염색을 이용한 조직화학 기법을 활용한다. 이를 통해 조직 내 세포와 성분을 관찰할 수 있다. 또한 전자현미경을 이용하여 조직과 세포의 초미세구조를 관찰할 수 있다. 면역조직화학법을 활용하여 조직 내 특정 단백질이나 항원을 검출할 수 있으며, 조직배양법을 통해 체외에서 세포와 조직을 배양하여 관찰할 수 있다. 더불어 효소조직화학법을 사용하여 조직 내 특정 효소의 활성도를 확인할 수 있다. 이와 같은 다양한 기술적 방법들은 병리학에서 질병의 진단과 병인 규명에 활용되고 있다.
2. 질병의 원인
2.1. 외인인자
2.1.1. 영양장애
기아는 영양분의 부족으로 인해 발생하는 것이다. 영양실조가 계속되면 영양결핍병으로 진행된다. 물은 인체의 60~80%를 차지하며 생명 유지에 필수불가결한 성분이다. 물의 부족은 탈수를 일으켜 생명을 위협할 수 있다. 무기염류는 인체를 구성하는 원소 중에서 3대 원소를 제외한 생물체의 에너지원으로, 5대 영양소의 하나이다. 이들은 대부분 물에 녹아 이온 상태로 존재하며, 단백질과 결합 형태로 존재한다. 삼투압 조절, 완충작용 등의 역할을 한다.
2.1.2. 물리적 요인
물리적 요인은 외부에서 작용하여 신체에 손상을 줄 수 있는 요인들이다. 기계적인 외상, 온도, 압력, 전기, 태양광선, 방사선 등이 이에 해당한다.
기계적인 외상은 떨어짐, 부딪힘, 절단 등의 형태로 나타나며, 신체에 직접적인 물리적 손상을 입힌다. 극단적인 온도 변화, 즉 극심한 열이나 추위에 노출되는 경우 조직 손상이 발생할 수 있다.
압력의 변화는 부피의 팽창과 수축을 일으켜 신체 조직에 손상을 줄 수 있다. 고압이나 저압 환경에 노출되면 질소 중독, 산소 중독, 감압병 등의 질환이 발생할 수 있다.
전기는 신체에 전류가 흐르면서 세포 손상과 조직 괴사를 일으킬 수 있다. 전기 화상, 심장 기능 장애 등이 그 결과이다.
태양 광선의 과다 노출은 피부암을 유발할 수 있으며, 자외선은 각막과 망막에도 손상을 줄 수 있다.
마지막으로 X-선, 감마선 등의 방사선 노출은 유전자 변이와 세포 괴사를 일으켜 암 발생의 주요 원인이 된다.
이처럼 다양한 물리적 요인들은 신체 조직과 기관에 직접적인 손상을 줌으로써 질병을 유발할 수 있다.
2.1.3. 병원체
병원체는 세균, 바이러스, 곰팡이, 기생충 등의 병원성 미생물을 의미한다. 이러한 병원체는 감염병을 일으키는 주요 원인이 된다. 세균은 손상된 조직에 침범하여 감염과 염증을 유발하며, 독소를 분비하여 인체에 해를 가한다. 바이러스는 숙주세포 내에 침입하여 증식하면서 세포를 파괴하고 질병을 유발한다. 곰팡이는 피부, 점막, 폐 등에 감염을 일으키며, 기생충은 숙주 내에서 기생하며 양분을 섭취함으로써 질병을 일으킨다. 이처럼 다양한 병원체는 감염병의 주요 원인이 되며, 정확한 진단과 적절한 치료가 필요하다. 또한 예방접종, 위생관리, 방역 등을 통해 감염병의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다.
2.1.4. 화학적 인자
화학물질은 질병 유발의 주요 외인인자 중 하나이다. 각종 산업현장이나 일상생활에서 다양한 화학물질에 노출되면 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 담배연기, 각종 공해물질, 농약, 산업소독제, 방사능물질 등이 대표적인 화학적 인자이다. 이러한 화학물질들은 대개 발암성, 유전독성, 생식독성 등의 독성을 나타내어 인체에 심각한 위협을 준다.
특히 직업적인 노출이 많은 근로자들의 경우, 화학물질로 인한 직업병 발생이 문제가 되고 있다. 화학물질을 취급하는 제조업, 정유산업, 석유화학산업, 섬유산업 등에서 근무하는 근로자들이 화학물질에 지속적으로 노출되면 암, 피부질환, 호흡기질환 등이 발생할 수 있다.
또한 일반 국민들도 식품첨가물, 가정용 화학제품, 대기오염물질 등에 일상적으로 노출되어 건강상 위협을 받고 있다. 이러한 화학물질들은 인체에 축적되어 장기적으로 발암, 생식기능 장애, 면역기능 저하 등을 유발할 수 있다.
따라서 화학물질로 인한 건강 피해를 예방하기 위해서는 화학물질 관리 강화, 직업환경 개선, 화학물질 노출 저감 정책 등이 필요하다. 또한 개인적으로도 화학물질 사용 최소화, 개인 보호장비 착용 등 예방행동이 중요하다.
2.2. 내인인자
2.2.1. 연령
소아의 경우 선천성 질환, 구루병, 백혈병, 소아마비 등이 많이 발생한다. 높은 연령층에서는 당뇨병을 비롯한 성인병, 암 등이 많이 발생한다. 이처럼 연령에 따라 발생하는 질병이 다르다. 젊은 층에서는 선천성 및 유전성 질환이, 고령층에서는 만성 퇴행성 질환이 주를 이루는 것이다. 이는 신체 기능과 면역력의 차이에 기인한다.
2.2.2. 성별
남성은 동맥경화증이 많이 발생한다. 여성은 감상샘병과 자가면역병이 많이 발생한다. 여성의 경우 특히 20~30대 젊은 연령층에서 전신홍반성낭창이 많이 발생한다. 또한 여성의 경우 폐경기 이후 골다공증의 발생 위험이 높아진다. 이는 에스트로겐 분비 감소에 따른 것이다.
2.2.3. 인종
우리나라는 강남 지역 발암 영향이 크며, 백인은 대장암, 유방암 발생 빈도가 높다. 흑인은 버킷림프종 발병률이 높은 편이다. 인종에 따라 질병 발생 경향이 다르므로, 개인의 인종적 특성을 고려한 맞춤 치료가 필요하다. 또한 지역적 환경 및 생활습관 등 인종 간 차이도 질병 발생에 영향을 미치는 것으로 보인다. 이러한 인종 간 질병 발생 편차를 고려한 질병 예방 및 관리 대책이 필요하다.
2.2.4. 유전상태
유전적 요인은 질병 발생에 중요한 역할을 한다. 많은 질병은 유전적 소인에 의해 자주 발생한다. 대표적으로 암, 당뇨병, 동맥경화증 등이 있다.
유전질환은 유전자 이상에 의해 생기는 질환으로 체세포 내에 존재하는 유전자 이상이 표현형으로 나타나며, 그 표현형이 자손에게도 전달되는 질환을 말한다. 유전자 이상은 선천적으로 나타나거나 후천적으로 발생할 수 있다.
유전질환은 유전 양상에 따라 다양하게 분류된다. 우성 유전질환, 열성 유전질환, X 연관 유전질환 등이 있다. 유전질환은 증상이 다양하고 중증도도 다양하다. 다운증후군, 클라인펠터증후군, 낫적혈구빈혈, 터너증후군 등이 대표적인 유전질환이다.
유전적 요인 외에도 노출된 환경적 요인에 따라 유전질환의 발병 양상이 달라질 수 있다. 따라서 유전적 소인과 환경적 요인이 상호작용하여 질병이 발생하는 것으로 알려져 있다.
2.3. 질병의 분류
질병은 크게 선천적 질환과 후천적 질환으로 나뉜다. 선천적 질환은 유전성 질환과 비유전성 질환으로 구분할 수 있다. 유전성 질환은 유전자 이상에 의해 발생하는 질환으로, 체세포 내 존재하는 유전자 이상이 표현형으로 나타나며 그 이상이 자손에게로 전달되는 질환을 말한다. 비유전성 선천적 질환은 선천적인 요인에 의해 생기는 질환이다.
후천적 질환은 급성질환, 아급성 질환, 만성 질환으로 나눌 수 있다. 급성질환은 비교적 갑작스럽게 일어나는 병으로 주로 중증의 질환이 발생한다. 아급성 질환은 급성보다는 덜한 질환이다. 만성 질환은 6개월에서 1년 이상 계속되는 질병으로, 결핵, 한센병, 매독, 당뇨병, 폐기종, 관절염 등이 대표적이다.
선천적 질환과 후천적 질환은 발병 원인, 발병 시기, 진행 과정 등에서 차이가 있다. 선천적 질환은 주로 유전적 요인에 의해 발생하는 반면, 후천적 질환은 감염, 외상, 생활습관 등의 환경적 요인에 의해 발병한다. 또한 선천적 질환은 출생 시부터 또는 성장 과정에서 나타나지만, 후천적 질환은 성인기에 주로 발생한다. 선천적 질환은 비가역적인 경우가 많지만, 후천적 질환은 증상 관리와 치료를 통해 상태가 호전될 수 있다.
이처럼 질병의 분류는 질병의 원인, 발병 시기, 진행 과정 등을 기준으로 이루어지며, 이에 따라 다양한 치료와 관리 방법이 필요하다.
3. 세포손상과 적응
3.1. 주요 용어
항상성(homeostasis)은 생명체가 여러 가지 환경 변화나 스트레스에 대응하여 내부를 일정하게 유지하려 하는 조절과정이다.
세포적응(cellular adaption)은 주위 환경 변화나 스트레스에 대응하여 세포손상으로부터 벗어나는 반응이다.
위축(atrophy)은 주위 환경 변화에 적절히 반응하여 세포손상으로부터 벗어나는 반응이다.
비대(hypertrophy)는 세포 수는 변함 없이 세포의 크기가 커지는 것이다.
증식(hyperplasia)은 기관이나 조직의 세포 수가 증가하여 결과적으로 조직이나 장기 크기가 커지는 것이다.
화생(metaplasia)은 기존의 분화된 세포가 형태 및 기능이 다른 유형의 새로운 성숙된 세포로 대체되는 가역적 변화이다.
이형성(dysplasia)은 정상세포가 갖는 고유한 크기, 형태, 구조, 세포배열을 벗어나 비정상적으로 발달하는 것이다.
가역적 세포손상(reversible cell injury)은 자극이 사라지면 세포는 안정상태로 돌아올 수 있는 세포손상이다.
비가역적 세포손상(irreversible cell injury)은 자극이 사라져도 세포가 안정상태로 돌아오지 못하는 세포손상이다.
괴사(necrosis)는 세포의 생화학적 및 구조적 변화를 수반하는 세포의 죽음이다.
3.2. 세포의 손상
세포는 다양한 내·외부 요인에 의해 손상될 수 있다. 저산소증, 물리적 인자, 화학물질과 약물, 감염성 인자, 유전자 손상, 영양의 불균형 등이 세포 손상을 일으킨다. 중증의 저산소증은 호흡을 조절하는 중추 기전을 실패하게 하여 호흡 장애와 심장 기능 상실을 유발할 수 있다. 외상, 온도 변화, 전기 충격, 방사선 등...
