세포와 병리학_Cytopathology

1. 병리학이란?

병리학(pathology)은 질병이 발생하는 원리와 그 과정에서 인체 조직과 기관이 어떻게 변화하는지를 연구하는 학문이다. ‘pathos(질병) + logos(학문)’라는 그리스어에서 유래하였다. 병리학은 질병이 생기는 이유와 그로 인해 몸에 어떤 변화가 생기는지를 연구하는 분야이다.

 

질병이란 정상에서 벗어난 상태를 의미하며, 세포나 조직, 장기가 변형되거나 기능이 저하되는 것이 특징이다. 병리학은 이러한 변화를 형태적(눈에 보이는) 변화와 기능적(생리적, 생화학적) 변화로 나누어 연구한다.

 

이러한 병리학적 지식은 질병의 진단, 치료, 예방에 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 환자의 증상과 검사를 통해 병리학적 원인을 규명하면, 의사는 적절한 치료 방법을 결정할 수 있다.

---

2. 병리학의 역사

병리학은 오랜 역사를 가지고 있다.

이미지출처_A short overview of the history of pathology: origins, early days, and the transition to novel technologies - Aiosyn

• 고대: 고대에는 질병이 악령이나 신의 저주로 인해 발생한다고 믿었으며, 주술과 기도가 주요 치료법이었다.
• 그리스-로마 시대: 히포크라테스(Hippocrates)는 ‘액체 병리설’을 주장하였다. 그는 우리 몸을 이루는 네 가지 체액(혈액, 점액, 황담즙, 흑담즙)의 균형이 깨지면 질병이 발생한다고 보았다.
• 르네상스: 해부학 연구가 활발해지면서 병리학도 발전하였다. 이탈리아의 모르가그니(Morgagni)는 부검을 통해 특정 질병이 특정 장기에서 발생한다는 ‘장기병리설’을 주장하였다.
• 현대: 19세기에 이르러 독일의 비르효(Virchow)는 모든 질병이 세포에서 시작된다는 ‘세포병리설’을 발표하면서 병리학이 본격적으로 체계화되었다.

현재는 조직학, 분자생물학, 유전학 등의 발달로 질병의 원인을 더욱 정밀하게 분석할 수 있게 되었다.

---

3. 세포란 무엇인가?

이미지출처_Cellular Chemical Field and Cellular Homeostasis - ScienceDirect

 

세포(Cell)는 생물체를 이루는 가장 기본적인 단위이다. 다양한 형태와 기능을 가지며, 신체의 항상성을 유지하는 역할을 한다. 항상성(homeostasis)이란 몸이 외부 환경 변화에도 불구하고 일정한 상태를 유지하는 것을 의미한다.

---

세포 생리_Cellular Physiology

 

세포는 여러 요인으로 인해 손상될 수도 있으며, 변화에 적응하기도 한다. 병리학에서는 이러한 손상과 적응 과정이 매우 중요한 개념이다.

---

4. 세포손상과 적응

세포손상의 원인

세포는 다양한 원인으로 인해 손상을 입을 수 있다. 대표적인 원인은 다음과 같다.

1. 저산소증(hypoxia): 세포가 충분한 산소를 공급받지 못하는 상태이다. 심혈관 질환, 빈혈, 호흡기 질환 등이 원인이 될 수 있다.
2. 감염(infection): 바이러스, 세균, 곰팡이, 기생충 등에 의해 세포가 손상될 수 있다. 예를 들어, 결핵균은 폐 조직을 손상시키고, 독소를 분비하는 세균은 세포를 직접 파괴한다.
3. 면역반응(immune response): 자가면역질환(예: 류마티스 관절염)에서는 면역세포가 자신의 세포를 공격하여 손상이 발생한다.
4. 화학적 손상(chemical injury): 약물, 독성물질, 환경 오염물질 등이 세포에 손상을 줄 수 있다.
5. 물리적 손상(physical injury): 외상, 방사선, 온도 변화(화상, 동상) 등이 포함된다.
6. 영양 불균형(nutritional imbalance): 비타민 결핍이나 과잉이 세포 기능에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 비타민 C 부족은 괴혈병을 유발할 수 있다.

 

세포손상의 결과

세포가 손상을 입으면 여러 가지 변화가 발생한다.

이미지출처_Reversible vs irreversible cell injury ❘ Cell injury ❘ Pathology ❘ USMLE

1. 가역성 손상(Reversible Injury)
   •    세포가 약한 손상을 입으면 회복될 수 있다.
   •    예를 들어, 근육이 과도한 운동 후 피로를 느끼지만 충분한 휴식과 영양을 공급하면 다시 정상 상태로 돌아갈 수 있다.
2. 비가역성 손상(Irreversible Injury)
   •    심한 손상은 세포가 회복할 수 없는 상태가 된다.
   •    결국 세포사(cell death) 로 이어진다.

---

5. 세포사

세포(Cell Death)가 사멸하는 방식에는 크게 두 가지가 있다.

이미지출처_What is the difference between necrosis and apoptosis? ❘ Proteintech Group ❘ 武汉三鹰生物技术有限公司

1. 괴사(Necrosis): 세포가 병적으로 죽는 현상이다. 감염이나 심한 손상으로 인해 발생한다.
   •    응고괴사(Coagulative Necrosis): 심장이나 신장 같은 장기에서 흔히 발생하며, 조직 구조는 유지되지만 기능은 상실된다.
   •    액화괴사(Liquefactive Necrosis): 뇌 조직에서 흔하며, 괴사 부위가 녹아서 액체처럼 변한다.
   •    건락괴사(Caseous Necrosis): 결핵에서 나타나며, 치즈처럼 부드러운 괴사 조직이 형성된다.
   •    지방괴사(Fat Necrosis): 췌장과 같은 지방 조직에서 발생하며, 지방이 파괴되면서 칼슘과 결합하여 비누화 현상이 일어난다.
2. 세포자멸사(Apoptosis): 세포가 유전적으로 스스로 사멸하는 과정이다.
   •    노화된 세포가 제거되거나, DNA 손상이 심할 때 자살 프로그램이 작동한다.
   •    암세포도 원래는 세포자멸사를 통해 제거되어야 하지만, 이 과정이 망가지면 종양이 형성될 수 있다.

---

 

세포자멸사_Apoptosis

---

6. 세포의 적응반응

세포는 손상을 입기 전에 환경 변화에 적응하려 한다.

1. 위축(Atrophy): 세포 크기가 줄어드는 현상이다. 예) 근육 사용 부족으로 인한 근위축
2. 비대(Hypertrophy): 세포 크기가 커지는 현상이다. 예) 운동으로 인해 근육이 커지는 경우
3. 증식(Hyperplasia): 세포 수가 증가하는 현상이다. 예) 간이 손상된 후 재생되는 과정
4. 화생(Metaplasia): 특정 환경에 적응하기 위해 세포 형태가 변화하는 현상이다. 예) 흡연자의 기관지 상피세포가 변형되는 경우
5. 이형성(Dysplasia): 세포가 비정상적으로 변하는 과정으로, 암으로 발전할 가능성이 있다

---

<출  처>

 

A short overview of the history of pathology: origins, early days, and the transition to novel technologies

 

 

Cellular Chemical Field and Cellular Homeostasis

 

 

 

 

What is the difference between necrosis and apoptosis?