세포의 구조와 기능

세포와 조직의 구조와 기능

조직이라는 용어는 보통 동일 기능을 갖는 세포의 집단과 세포 간 물질을 말한다. 기관은 주요 신체기능을 수행하는 하나 혹은 그 이상의 조직이 모여서 배열된 하나의 조직 덩어리이다.

세포는 핵과 세포질, 세포질 소기관으로 구성되어있다.

세포의 핵은 핵막에 의해 둘러싸여 있고, 핵산(DNA) 이 많기 때문에 hematoxylin 같은 염기성 물감으로 염색되는 염색질을 가지고 있다. DNA에 있는 유전적 부호가 세포의 기능을 궁극적으로 조절하기 때문에 세포에 있어서 핵은 절대 필요한 것이다. 따라서 조직학적으로 핵의 변화는 세포사의 지표가 된다.

세포질은 세포박, 세포질 소기관들, 그리고 cytosol이라 불리는 액상으로 구성된다. 세포막은 외부로부터의 물리적 손상으로부터 세포를 보호하는 한편 아미노산이나 당 같은 이온과 영양소의 출입을 선택적으로 조절한다. 만일 수분 이동이 실패할 때 세포는 부풀거나 줄어들 것이다.

세포질 소기관들로는 사립체, 조 및 활내형질세망, 골지체 및 라이소좀이 있다. 사립체는 복합체로 세포 내 에너지를 조절하는 막성 구조물이다. 에너지 생산을 방해하는 손상은 사립체를 부풀리고, 후에 응축시킨다. 조내형질세망은

리보핵산이 많기 때문에 리보솜이라 불리는 염기성의 작은 과립으로 배열된다. 리보솜의 효소 조절하에서 생성된 단백질은 골지체까지 조내형질세망을 따라서 운반되어 그곳에서 분비될 때까지 저장된다. 활내형질세망 역시 세포를 통해서 물질을 운반하는 작용을 하며, 단백질을 제외한 각종 생화학적 물질을 생산하는 장소이다. 라이소좀은 세포막에 결합된 소화효소 다발이다. 라이소좀은 세포에 의해 탐식된 이물질을 둘러싸고 소화하기 위해 응결한다. 세포질의 손상된 부분 또한 라이소좀에 의해 소화되는데, 이 과정을 자가 탐식(autophagocytosis)이라 한다. 

인체의 대표적인 세포는 상피세포와 결합조직세포이다. 이 둘 사이의 구별은 질병상태에서 이들이 매우 다르게 반응하기 때문에 병리학에서 매우 중요하다. 상피세포는 신체 표면의 방어, 특별한 물질의 분비, 그리고 신진대사기능 같은 특이한 기능을 수행한다. 결합조직세포들은 느슨하게 배열되어 있고, 용액과 영양분의 이동을 증진시키는 것 같은 일반적인 유지 기능을 한다.

조직 구성요소의 간략한 분류는 다음과 같다.

세포 - 상피세포

           결합조직

              고정-섬유세포, 연골세포, 골세포, 내피세포

              가동-혈구 세포 

        -근세포

        -신경조직세포

       -간질

           기저막, 기질, 교원질, 탄력소

백혈구는 이물질을 공격할 수 있도록 특수화된 비상피세포이다. 다형핵백혈구(소위 중성구)와 단구(monocyte)는 세균 같은 이물질을 탐식하고 소화한다. 단구가 혈액을 떠나 조직에 들어가면 대식세포 혹은 조직구라고 불려진다. 백혈구에 는 위의 것 이외에 호염구와 호산구가 있는데 이것들은 훨씬 수가 적고 알레르기 반응에 주로 관여한다.

신체를  받쳐 주기 위한 조직으로는 골, 연골, 인대, 근막 및 섬유조직 등이 있다 현미경하에서 결합조직은 기질을 가지고 있어서 그것이 용액과 영양분을 통과하도록 기저막은 상피세포 집단을 둘러싸는 한편, 액체와 영양소가 세포로의 출입을 자유롭게 한다. 교원질은 결합조직의 가장 풍부한 구성물이며, 양에 따라 결합조직의 힘과 섬유성이 결정된다. 

조직액은 소혈관(모세혈관과 소정맥)을 통한 수분의 이동과 림프관에 의한 흡수력에 의해 조절된다. 용액과 영양분은 소혈관으로부터 나와 기질과 기저막에 확산되어 세포와의 교환이 일어난다.

상기 조절 과정의 가장 중요한 요소로는 혈관 내 압력, 혈액과 조직액 사이의 삼투압의 차이, 그리고 소혈관을 이루는 혈관내피세포 사이의 구멍의 크기 등이다. 이런 조절 과정은 손상의 경우에 중요한 의미를 지닌다. 왜냐하면 손상에 적절히 반응하기 위해서는 많은 양의 용액과 영양분이 필요하기 때문이다.

혈구 세포, 피부 및 장점막 같은 세포는 빠른 속도로 마모되고 계속적으로 대치(재생)되며, 대개의 선세포들과 결합조직의 세포들은 비교적 천천히 대치되나, 필요시 더 빨리 대치될 수도 있다. 심근세포와 신경세포는 한번 손상되면 재생될 수가 없다.

손상의 경과

대부분의 손상은 변성-괴사, 염증 및 수복 등으로 불리는 일련의 신체변화를 유발한다. 변성-괴사는 조직이나 세포에 대한 손상의 결과를 표현하는 용어로써 변성은 조직 및 세포의 가역적인 변화이고 변성이 보다 더 진행되어 세포나 조직이 사망하게 되면 그 변화를 괴사라고 한다. 염증은 손상의 파급을 억제하고 죽은 세포를 제거하기 위한 생체 반응이며, 수복이란 죽은 세포 대신에 원래의 조직 혹은 결합조직으로 복구하려는 시도이다. 

변성-괴사 염증 및 수복의 상대적인 강도는 손상의 원인, 정도, 지속 기간 및 부위에 따라 다르다. 일반적으로 염증은 세포가 변성에서 괴사로 이행하는 즉시 시작되며 수복은 괴사의 진행이 끝난 후 시작된다. 그러나 만성 손상이 진행 시에는 병소에서 변성-괴사, 염증, 수복의 모든 소견이 관찰된다.