진단 세포학의 개요

1-1. 진단세포학의 발달 세포학(cytology)는 현미경적 시야에서 관찰하는 학문이므로 현미경의 발달과 더불어 발전하였다. 1) 현미경의 발달 ⑴ Galileo Galile(1564∼1642) : 천문학자, 망원경의 발명(현미경의 원리 제공) ⑵ Antoni Van Leeuwenhoek(1602∼1680) : 최초로 단순 현미경(simple microscope) 발명 자신의 semen을 관찰하여 처음으로 의학적 이용 ⑶ Marcello Malpighi(1632∼1723) : 고배율의 현미경으로 개조 개구리의 폐, 자신의 살점등 검경 ⑷ Knoll Ruska : EM(electron microscopy) 개발. 뛰어난 해상력*을 보임. 극히 미세한 구조까지 관찰할 수 있게 되었으며 전자 현미경학은 신세포학이라고 할 정도의 새로운 학문적 영역 형성 *해상력 : 렌즈가 물체의 세밀한 부분까지 얼마나 똑똑히 비추는가를 재는 단위로 떨어져 있는 두점사이의 최소 간격을 구별할 수 있는 능력을 말함 2) 세포학의 발달 ⑴ 1665년 Robert Hooke cork의 얇은 절편을 현미경으로 관찰, 수많은 방으로 이루어 진 것을 알게됨 little cavity의 뜻으로 cellulae라고 부름. ⑵ 1831년 Robert Brown : 염색에 의한 핵 발견, Golgi 장치와 같은 세포내 구조물 계속 발견 ⑶ 1839년 Marthias Schleiden : 모든 식물이 세포로 구성되어 있음을 발견 ⑷ 1856년 William Perkin: Aniline Dye 발견, 염색에 의해 핵과 세포질의 염색성이 다 름을 발견. ⑸ 1858년 Rudolf Virchow : 모든 세포는 반드시 다른 세포로부터 유래한다고 주장 (All cell come from other cell) ⑹ 1865년 Mendel : 멘델의 유전법칙 ⑹ 1883년 Theoder Schwann : 슐라이덴의 생각을 한 층 더 발전시킨 세포설을 통하여 모든 생명체는 cell을 바탕으로 함을 주장. ⑻ 1890년 Waldeyer : 세포 분열(cell division)은 핵내에 존재하는 염색체(chromosome) 의 분열이 주현상임. ⑼ Gorge N. Papanicolaou(1883-1962,그리스인) : 탈락 세포학의 창시자로 세포학 발전에 있어서 가장 큰 공헌자이다. 그가 창시한 탈락세포학이 체계적인 학문으로서 비상한 발전을 하게 된 것을 직접 목격한 의학 자가 된 셈이다. 오늘날 세계적으로 이용되고 있는 암 검사법인 Papanicolaou검사 법(Pap test)으로 자궁경부 암종의 사망률이 약 50%로 감소하였다. ① 1920년 조기 자궁암의 진단에 탈락 세포학적 검사가 매우 유익하다는 것을 입증 세포-내분비 검사법(cytohormonal study)의 원리를 이룸 ② 1928년 exfoliative cytology로 자궁 경부의 악성 변화의 정확한 진단에 대한 논 문 출간 ③ 1942년 탈락한 자궁 암종 세포의 훌륭한 염색 방법을 발전시킴 (Pap Stain) ④ 1950년대 초 세포학적 진단법이 집단 검진(screening test)에 의한 암 진단 방법 으로 이용되기 시작하여 의학계의 인정을 받게되었다. [생애] 1883년 그리스 Goumi에서 의사의 아들로 태어남 1904년 에덴대학 의학부 졸업 1910년 ꋅ헨대학 철학박사 학위 받음 1911년 해양박물관의 탐험대에 생리학자로 종사 1913년 미국이민, New York 병원 병리과에 시간제 조교로 자리를 얻음 1914년 Cornell 대학교 의과대학에서 해부학 조교수, 임상해부학 교수 및 명예교수 Papanicolaou 연구소 소장 그리고 Papanicolaou 세포검사실 고문 등을 차례로 역임하면서 1961년 까지 Cornell 대학교에 재직 1954년 Atlas of exfoliative cytology 출간 1961년 Cornell 대학교 퇴임 1962년 2월 19일 80세 일기로 심근경색증으로 사망 1-2. 세포와 조직의 구조와 기능 Ⅰ. 세포 세포(cell)는 핵과 세포질로 구성되어 있으며 적절한 환경에서 독립적으로 생존할 수 있 고 생명유지와 증식을 위해 유전 정보를 가지고 있는 생명체의 기능적인 단위이다. 그림 1-1. 세포의 기본구조 1. 핵(nucleus) ° 세포분열을 관장 ° 세포질내 대사과정 조절 ° 구성┌ DNA ├ histone └ 그외 소량의 RNA와 histone 이외의 단백질 ☞ 진단세포학에서 진단에 중요한 기준이 되는 것은 핵 : 핵의 크기. 배열상태/염색질의 굵기/핵소체의 유무, 크기등으로 비정형(atypia)세포 판독 ☞ 핵은 euchromatin(전체적으로 염색됨) ⇒ injury 시에 heterochromatin ⇒ nucleus necrosis nucleus membrane, nucleolus membrane 주위에 덩어리 생김 (핵응축, clumping) → 이때 핵 수축하면서 색도 진해짐 (핵농축, pyknosis) → 몇개로 갈라져서 부스러기 됨 (핵붕괴, karyorrhexis) → 아예 없어져 버리고, 핵의 형태만 남음 (핵용해, karyolysis) 1) 핵막(nuclear membrane) ° 2 중막 - 내막 - 외막 ° 분열시 소실 ° 주머니모양의 핵낭(nuclear envelope)을 가진다 ° 핵공(nuclear pore) : 핵막에는 구멍(pore)이 있고 여기에 얇은 가로막(thin diaphragm)이 존재 - 내형질 세망의 소조(cisterna)와 교통 하고 있다. 2) 염색질(chromatin) ° 단백질(histone ; lysine, arginine이 주로)과 결합하고 있는 DNA 분자의 사슬로 구성 DNA(14%)/protein(85%)/RNA(1%) 변성되면 RNA성분증가→eosinophilic하게 염색된다 ° 염색질(chromatin) → 염색체(chromosome) 【Observation】 ° LM : 섬세한 덩어리, 호염기성 ° EM : 과립상 ☞ 진단세포학에서는 세포의 이상 유무를 염색질의 배열상태로 판정 chromatin : Fine / Coarse → 병의 중증도를 나타낸다 ° 핵 크기의 변화로 염색성 변화 : 같은 양의 DNA라도 작은 핵에서 보다 큰 핵 에서 더 연하게 염색 ° DNA 함량은 세포의 종류에 따라 상이하다 : 정상 혹은 양성(benign)세포들은 배수 DNA함량(diploid DNA content)을 가지는 반면, 비정형세포(atypical cell) 혹은 악성(malignant)들은 흔히 異倍數 DNA함량 (aneuploid DNA content)을 보 인다. ☞ 성염색질(sex chromatin) : 어떤 간기세포에서 성염색체(비활성 x-chromosome) 가 관찰된다 ┌ 상피세포 : 핵내막 부분적으로 비후 = barr body └ 백혈구 : 호중구의 핵외막 = drum stick 3) 핵소체(핵인, nucleolus) ° 핵 중앙에 위치하며 핵을 지배 ° 주로 RNA로 eosinophilic염색 :단, 염증시 RNA 파괴로 DNA가 보여 black ° 핵분열시 소실되었다가 끝날 때 다시 출현 ° 핵소체의 크기와 수는 세포 종류, 합성활동 정도, 염색체 수에 따라 서로 다르다 ° 큰 핵소체는 단백질 합성이 왕성한 세포에서 잘 관찰 암- 단백합성 요구가 많아지므로 합성이 증가되어 염색시 큰 red color가 보인다. 암세포에서는 수도 증가 간세포- 해독작용으로 인한 DNA요구량이 많아져 핵소체가 크다 재생세포- 재생에 필요한 energy를 얻기 위해 단백합성을 많이 하게 되어 핵소체가 크다. ° 핵에서 세포질로의 물질 이동 : 전사된 mRNA와 tRNA 그리고 핵소체의 리보솜이 핵공을 통하여 세포질로 나간다 2. 세포질(cytoplasm) ° 세포에서 핵을 제외한 부분의 원형질로 활동성이 있는 소기관을 포함하고 있다. ° 원형질은 물을 용매로 여러 유기, 무기물질들이 콜로이드(30000Da 이상, 직경 10-5∼ 10-7㎝) 상태를 형성하고 있다. ° 세포는 핵이 없어도 살아갈 수 있는 세포(ex. RBC)는 있지만, 세포질이 없이는 살아갈 수 없다. 1) 세포막(cell membrane) ◇ 기능 ° 주위로 부터 구분 ° 세포막의 외형을 기계적으로 유지 ° 선택적인 투과 ° 막 내외의 항상성 유지 ° 효소작용이 있도록 장소 제공 ° 세포사이의 항원 작용 ° 외계 정보에 따른 세포기능의 조절 및 전달 ◇ 세포막 형태 * 단위막 모델(unit membrane model) 1959년 Robertson triple layer - protein(25Å) - lipid(30Å) : 55%(osmium과 비친화성) - protein(25Å) : 양쪽 45%(osminophilic) 나머지 5% carbohydrate * 유동 모자이크 모델(fluid mosaic model) Singer & Nicolson 이중의 인지질층(유도의 액체)에 구상의 단백질이 끼어 있거나 떠 있는 모양 -내재성 단백질(intergral protein) : 막의 기능에 따라 인지질 액체에서 자유롭게 이동 입자의 수송에 관여 -표재성 단백질(peripheral protein) : 인지질막 바깥으로 돌출되어 있고 내재성 단백질과 상호작용 내재단백질을 조절, 세포 막의 기능 조절 2) 세포막 특수 분화(membrane specialization) ⑴ 세포 자유면에서의 분화 ◇ 미세융모(microvilli) ° 유주 백혈구 : 손가락처럼 돌출 ° 소화관 원주상피 : 가장자리가 솔(brush) 모양 ◇ 섬모(cilia) ° 일정방향으로 진동운동 - cf) 편모(flagella) : 파상운동 ° 상부 호흡기계의 원주세포 생식기의 일부 세포에 존재 ° 종말판(terminal plate) : 섬모는 세포질이 비후된 표면에 붙어있다. 이 비후 된 표면을 종말판이라 한다. ☞ 변성(degeneration)을 일으키면 세포의 다른 구조에 비해 섬모가 제일 민감 하게 소실되지만, 뚜렷한 종말판은 그대로 남는다. 변성이 심하면 섬모와 종 말판이 다같이 소실된다. 세포학적으로 판독하기 어려운 괴상한 세포집단의 세포막에서 섬모의 존재가 확인되면 이 세포 집단이 양성 (benignancy)임을 지적하는 중요한 소견이 된다. ⑵ 세포 상호 접촉면에서의 분화(cell to cell contacts) ° 세포간의 연결고리 ° 결합조직세포 : 느슨 / 상피조직 세포 : 단단 ◇ 폐쇄대(견고결합) ° 상피세포의 윗부분에 위치 ° 물질교환, 흥분전달 ◇ 접착대(중간접합) ° 폐쇄대 아래 ° 근 수축이나 이완시 접착장치 ◇ 접착반(부착반, desmosome) ° 세포와 세포사이의 단순 접착장치 ☞ 세포들은 수많은 부착반(desmosome)으로 서로 밀착되어 있다. 이러한 연접장 치는 세포들을 서로 밀착시켜서 박리와 이탈을 방지한다. 가장 표층에 있는 세 포들의 부착반은 소실되고 세포들이 파괴 되어, 표층 세포들이 자연적으로 탈락한다. ⑶ 세포와 기저막 사이의 분화 ° 반부착반(반접착반, hemidesmosome) *기저막 = collagen Ⅳ+ 황산화 헤파란 3) 세포내 소기관 ⑴ 사립체(mitochondria) ° 세포의 생명현상에 직접 관여하는 기관(ATP 합성) ° 단백질과 인지질로 형성 ° 개수, 모양(막대기모양, 球 모양, 타원형 등)이 세포에 따라 다르다 ° DNA가 일부 사립체에 존재하는 것으로 보아 독립적인 기관으로 볼 수 있다 ° 에너지를 많이 필요로 하는 세포(간세포, 재생세포, 암세포등)에서 증가 【Observation】 ° LM : barely observed eosin에 호산성 초생체 염색(Janus green B)시 관찰 가능 ° Phase contrast microscope : 잘 관찰 ° EM : double membrane ┌ inner membrane → cristae 형성 └ outer membrane * cristae : 호흡이 왕성한 세포에서 많다 생물의 종류, 기관의 상이에 따라 여러 가지 모양을 하고 있다 matrix : membrane 나머지 ☞ mitochondria가 손상을 받게 되면 혼탁종창(변성) → necrosis(세포사) ⑵ 골기장치(골기복합체, Golgi apparatus) ° vacuole, lamella, vesicle으로 구성 ° 성숙한 동물세포에는 모두 있으나 적혈구, sperm에는 없다 ° 주로 인지질로 구성 ° 핵근처에 모여 있다 ° 기능 - 분비 : 세포에서 합성된 물질(주로 단백질)을 저장, 농축, 분비 다당류의 형성과 수송 lysosome 형성 ☞ Golgi 장치, 내형질 세망, ribosome사이에는 기능적인 상관관계가 있다 ribosome에서 단백합성 → ER 로 통과 → Golgi 저장 【Observation】 ° LM : negative Golgi area(optically empty area) 특히, plasma cell에서 halo를 뚜렷하게 볼 수 있다 ° EM : flat regular membrane which lie close together(인접배열) 납작한 막상구조물(소조 cisterna)로 나타나고 이들은 서로 인접배열 ⑶ 중심소체(centrosome) ° 세포분열시 일익을 담당 : 2개의 중심립은 세포분열에서 각각 2분열하여 4개 → 2개씩 핵의 양극으로 이동하여 핵분열을 돕는다 【Observation】 ° LM : 두 개의 작은 과립으로 관찰될 수 있다 ° EM : 두 개의 수직원주 즉 쌍중심소체(diplosome)로 구성 ⑷ 리보솜(ribosome) ° 단백질 합성 : mRNA 정보에 의해 아미노산을 순서적으로 부착하여 단백합성 ° 종류┌ 부착리보솜(attached ribosome) : ER에 부착 └ 유리리보솜(free ribosome) : 그 세포 자체가 필요한 단백질 합성 ° RNA 함량이 많아 호산성으로 염색되나 150Å밖에 되지 않기 때문에 광학 현미경으로 관찰 불가능 ⑸ 소포체(endoplasmic reticulum) ° 물질 수송의 통로 역할, 단백질 합성 ° 종류 - 조면소포체(rough ER, rER) : ribosome(+), 단백질 합성 - 활면소포체(smooth ER, sER) : ribosome(-), steroid hormone 합성, 지방 및 glycogen 대사, 해독작용 ⑹ 라이소솜(용해소체, lysosome) ° 가수분해가 풍부한 입자라는 뜻 ° 소기관 중 가장 중요 ° 기능 : 용해 * autophagy : 자체내의 mito, ER등을 파괴(노쇠하여 처리 필요) 노쇠물체 나오면 phagocytic vacuole 형성 → lysosome이 달라붙음 (2 °lysosome) → memb. rupture되어 hydrolytic ez. release → 밖으로 내보내거나 residual body가 되어 남음 * reudual body - 용해소체에 의해 소화되지 않은 잔존물은 용해소체에 남아 있게 된다 * heterophagy : 외부 이물체 용해 endocytosis(cytoplasm이 pseudopoda내어 둘러 쌈) → 1°lysosome 이 phagosome과 접촉 - 2°lysosome ☞ cell injury 時 RES의 swelling → ribosome 탈락 → protein 합성× → Cell 기능저하 → cell 내 지질 침착 ┌ 여기서 blood supply 해주면 회복가능 ⇒ reversible └ 그러나, 변화가 계속 진행되면 ⇒irreversible lysosome이 발동 → cell 내 pH↓ 되면 lysosomal memb.의 rupture → 70 여종 hydrolytic ez.의 release → cell organelle의 파괴 → 핵 변화 ⑺ peroxisome(microbody) ° 용해소체와 비슷하지만 가수분해 효소가 아닌 peroxisome, catalase 등의 소화 효소가 존재 4) 세포 포함물 ° 각종 세포 포함물의 동정은 세포의 병적상태를 진단하는데 도움이 된다. ⑴ 색소 과립(pigment granule) ① Hemogolbin : 출혈시 세포가 Hb를 탐식하여 세포내 존재 hematoma(혈종)- 세포 red color로 염색됨. ② Melanin pigment : 피부와 망막에 있는 멜라닌세포(melanocyte)내에 존재 melanosome이 melanin을 함유.-과다시 malignant melanoma ③ Bile pigment : 담낭에 존재 Jaundice시 모든 세포가 bile pigment를 먹어 yellow color ⑵ 세포 산물(Cell product) ° 분비물을 생산하는 분비세포(secretory cell)에서 관찰됨 원주세포 : 점액 형질세포 : 면역글로불린 ⑶ 세포 대사물(Cell metabolite) ° glycogen, fat, protein 등 ⑷ 기타 - 대식세포내 탄분 - 봉입체 등 Ⅱ. 조직(tissue) ° 발생학적으로 기원을 같이하며 동일한 기능을 수행하는 세포의 집단 ° 인체를 구성하는 세포가 수없이 많지만 그 기원은 수정란(fertilized ovum)인 단일 세 포에서 시작 ° 조직의 구성┌세포 성분(cellular substance) └세포간 성분(intercellular or interstitial substance) = 간질 ☞ 간질은 조직의 종류를 결정하는데 매우 중요 ◇ 4 대 기본조직 상피조직(epithelial tissue) ⇒ 상피성조직 결체조직(connective tissue) ┐ 근조직(muscular tissue) ┤⇒ 비상피성조직 신경조직(nervous tissue) ┘ 1. 상피조직(epithelial tissue) ° 세포수가 많아서 치밀하게 배열하고 있으며, 매우 적은 분량의 간질을 가진다. ° 진단세포학의 대상 ° 신체의 내외 표면을 덮을 뿐만 아니라 선(gland)과 같은 구조물을 만든다 1) 상피조직의 분류 ⑴ 배열에 따라 - simple(단층) - stratified(중층) - pseudostratified(위중층) ⑵ 형태(모양)에 따라 - squamous(편평) - cuboidal(입방) - columnar(원주) ⑶ 기능에 따라 - covering ep(피복) - grandular ep(분비) - neuro ep(신경) - germinal ep(생식) 그림 1-2. 상피조직의 구조 ◎ 단층상피 ① 단층 편평상피 ° 중앙에 원반형 핵을 가진 편평한 세포들이 한층을 이루고 있는 형태. ° 확산, 여과에 의한 물질 통과 ° 수명 : 18일 정도 ② 단층 입방상피 ° 중앙에 크고 둥근 핵을 갖는 입방형(가로세로 비슷)의 세포들이 한층을 이루고 있 는 형태 ° 흡수, 분비 ° 수명 : 20일 정도 ③ 단층 원주상피 ° 기저부에 난원형의 핵을 갖는 키가 큰 세포들이 한층을 이루고 있는 형태. ° 섬모성과 비섬모성 ° 수명 : 위장 5∼9일, 결장 :10일, 내경부 : 2주일 정도 ④ 위중층 원주상피 ° 높이가 다른 세포들이 한층을 이루고 있는 형태. 핵이 서로 다른 높이에 존재하므 로 실제로는 한층인 원주상피가 마치 2∼3층인 것 처럼 보인다. ° 점액분비 ⑤ 위중층 섬모 원주상피 ° 섬모운동에 의해서 점액이동 ° 배상세포(goblet cell) : mucin분비가 과다해서 술잔모양으로 나타나는 세포 ° 기관지 상피 수명 : 30일 정도 그림 1-3. 상피조직과 세포의 비교 ◎ 중층 상피 ① 중층 편평상피 ° 여러 층의 세포들로된 두꺼운 상피 층을 이루고 있는 형태. ° 방어(보호)기능이 가장 강하다. ° hormone이 지탱시켜 준다(estrogen, progesteron) ° 수명 - 질 : 약 8일, 구강 : 9일, 식도 : 14일 정도 ② 이행상피 ° 매우 분화된 중층편평상피의 한 형태 ° 표면에 있는 세포들은 기관이 늘어나는 정도에 따라서 둥근 지붕모양(done shape) 을 하고 있다 (내면의 충만도에 따라 세포의 모양이나 두께가 변화) ③ 중층 원주 상피 (stratified columnar epithelium) ° 원주세포가 여러 층으로 이루어져 있다. ° 기저층 : 입방형 / 표면층 : 원주형 ° 분비와 방어기능 ④ 중층 입방 상피 (stratified cibpodal epithelium) ° 입방형 세포들이 2층을 이루고 있는 형태. ° 방어기능 ⑤ 생식상피 (germinal epithelium) ° 고환의 정 상피(seminiferous epithelium) : 정자를 생산 ° 고환의 간질 세포(interstitial cell): 내분비 활동 ° 전립선(prostate)과 점낭(seminal vesicle): 정자의 生存을 유지하는데 필요로 하는 액체를 생산하고 분비. 표 1-1. 상피의 분류와 소재 세포배열 세포형태 상피 종류 인체내 소재 단 층 편평상피 단층 편평 상피 장액막체강-중피세포(mesothelial cell), 맥관내피, 활액낭, 건초, 폐포 입방상피 단층 입방 상피 난소표면, 외분비선, 갑상선소포, 선의 도관 원주상피 단층 원주 상피 위장관 점막상피, 자궁내경부, 자궁내막, 선의 도관 단층 섬모 원주 상피 자궁내막,난관,소기관지,자궁내경부, 척수중심관, 부비동 중 층 중층 편평 상피 피부, 식도, 구강, 자궁외경부, 질, 요도 끝부분, 후두일부,성대 중층 원주 상피 남성요도의 해면체부, 선의 대배설관, 항문의 점막일부 이행상피 (중층)이행 상피 신배,신우,요관,방광, 요도 위중층 위중층 원주 상피 타액선의 대배설관, 남성요도 위중층 섬모 원주 상피 기도(기관)점막,이관,남성 생식기 계통의 배설관 ° 중피세포(mesothelium) - 복막강(peritoneal cavity) - 흉막강(pleural cavity) - 심막강(pericardial cavity) - 장막강(serous cavity) 등의 내면을 덮고 있으며 모양이 단층 편평상피와 유사 체강의 중피가 결손되면 하부의 결합 조직으로부터 새로운 중피세포가 형성된다. ° 내피세포(endothelium) 혈관, 심장 및 림프관의 내면을 덮고 있으며 단층 편평 상피의 모양을 나타낸다 ☞ 중피와 내피는 항상 체액에 의하여 그 표면이 젖어 있어 윤활면(lubricant)표면을 유지한다 ☞ 상피세포의 결손은 인접한 상피세포의 분열과 재배열에 의하여 재생(regeneration)되기 때문에 상피 세포는 항상 같은 종류의 세포로 대치된다. ◇ 상피세포의 분화 : 상피세포의 세포질에는 투명화(clarification;각막상피, 각막내피), 각화(cornification; 표피, 설상피), 색소침착(pigmentation;망막의 색소상피), 점액화(mucous modification; 위나 대장상피), 지방침착(지방선의 선세포) 등의 특이한 분화나 변화를 보인다. 2. 결합조직(connective tissue) ° 분포 : 피부밑 결합조직, 점막밑 결합조직, 장막밑 결합조직, 실질 기관내의 엽사이 혹 은 소엽사이 결합 조직 등과 그 밖에 근막(fascia)이나 힘줄 등 전신에 분포 ° 기능: 상피조직을 지지, 인체의 형태유지 1) 기본구성 - 세포 성분 - 세포간 성분 - 무정형 기질 - 섬유 - 교원섬유 : collagenⅠ~Ⅹ형 - 망상섬유 : collagen Ⅲ + 다른 collagen 또는 당단백질과 결합된 형태 - 탄력섬유 그림 1-4. 결합조직 세포의 분화 2) 세포 ° 간엽세포(mesenchymal cell) : 여러 가지로 분화 가능성 ° 섬유세포(fibrocyte) : 자극을 받으면 섬유아세포가 됨 ° 세망세포(reticular cell) : RES기능(식작용) ° 지방세포(fat cell) : 대량의 지질을 지질을 저장한 원형의 세포 ° 조직구(histocyte) : 탐식기능 ° 림프구(lymphocyte) : 면역기능 ° 형질세포(plasma cell) : 항체를 생성 ° 비만세포(mast cell) : 염증반응에 관여 ° 색소세포(pigment cell) : 피부의 진피나 안구의 맥락막에 존재 3) 구성비에 따른 분류 ° 섬유가 풍부한 조직 -소성 결합조직(loose connective tissue) : 피부밑 결합조직이나 점막밑 결합조직 | 등에서는 섬유 또는 세포에 틈새가 많다. -치밀 결합조직(dense connective tissue) : 진피, 힘줄, 인대 등에서는 섬유가 밀집 하여 조직 사이에 틈새가 적다. ° 세포성분이 풍부한 조직 ┌ 세망조직(reticular tissue) : 림프절, 편도, 비장, 골수 등에서 세망세포의 돌기를 만드는 망상조직의 내부에는 주로 림프구가 집단적으로 모여 있다 └ 지방조직(fat tissue) : 소성결합조직 속에 다량의 지방세포가 들어있는 경우 3. 근조직(muscular tissue) 1) 골격근(skeletal muscle) ° 횡문(cross stria)이 있는 수의근(voluntary) ° 외안근, 안면근, 항문외괄약근 등 2) 평활근(smooth muscle) ° 횡문이 없으며 불수의근 ° 위점막, 장점막, 모양체근, 동공괄약근, 항문괄약근, 자궁근 등. ° 자율신경의 지배를 받음: 교감- 동공확대, 근육이완. 부교감-동공축소, 근육의 수축. 3) 심근(cadiac muscle) ° 횡문이 존재하는 불수의근(평활근의 불수의성 + 골격근의 횡문) 4. 신경조직(nervous tissue) 신경세포와 그 돌기 및 지지성분인 신경교로서 이루어지며 이것에 피막, 혈관, 결합조 직이 첨가되어 신경계를 구성한다. 1-3. 세포분열(cell division) ◇ 세포주기(cell cycle) 1) 간기(휴지기, interphase) ° 앞의 분열이 끝나고 다음 분열이 시작하지 않은 상태(분열이 시작되기 전 단계) ° 가장 왕성한 대사작용으로 충분히 영양분을 저장하여 세포 분열을 준비한다 ▼ 1차 휴지기(Gap 1 phase, G1) = 복제전기 ° 대다수의 세포들이 이 시기에 머물고 있다. ° 대사작용은 활발 ° 염색체는 하나의 염색분체로 구성되어 있다. ☞ 암조직이나 간, 상처부위는 유난히 mitosis의 세포들이 많다. 하지만, 암의 구별은 휴지기에서 한다. ▼ 합성기(Synthesis phase, S) = 복제기 ° 6∼9시간 지속 DNA분자가 쌍으로 복제되는 시기 ° 딸세포가 충분한 핵물질을 소유하기 위하여 필요 ▼ 2차 휴지기(Gap 2 phase, G2) = 복제후기 ° 세포가 분열을 준비하는 기간 ° DNA함량이 두배로 증가되어 있다. 그림 1-5. 세포주기 1) 유사분열(mitosis) : 체세포 ° 세포는 유사분열을 하여 세포의 수를 늘린다 ° 한 개의 모세포에서 두 개의 낭세포가 되는 시기. ° 세포번식에 있어 매우 중요한 시기이지만 전 세포주기중 매우 짧은 기간을 차지. ° 30분내지 2시간 지속. 각각의 낭세포는 모세포와 동일한 DNA량을 가진다. ⑴ 전기(prophase) ° 핵막은 없어지기 시작하고 세포질이 퍼져 양극으로 이동 ⑵ 중기(metaphase) ° 핵막이 완전히 없어지고 중심체에서 방추사가 뻗어나감 ⑶ 후기(anaphase) ° 염색체가 양극으로 나뉘어서 모임 ° 세포체 분열 시작 ⑷ 말기(telophase) ° 염색체가 양극에 위치하여 있고 방추사는 없어 진다 ° 핵막은 형성되고 염색사의 나선이 풀리기 시작 ° 세포막이 생겨 세포가 완전히 2 개 그림 1-6. 유사분열(I : 간기, p : 전기, M : 중기, A : 후기, T : 말기) 2) 감수분열(meiosis) : 생식세포 ° 유성 생식을 하는 생물은 생식 세포를 만들 때 염색체의 수를 반으로 줄인다 ° 따라서 세대가 거듭되어도 항상 일정한 수의 염색체를 가지고 있다 ⑴ 생식 세포 분열의 특징 ° 분열 전후에 염색체 수(2n→n)와 DNA량이 반으로 줄어든다. ° 분열 후 세포질의 양과 세포의 크기가 1/4로 줄어든다. ° 1개의 모세포가 연속적으로 2회 분열하여 4개의 딸세포가 생긴다. ⑵ 생식 세포의 분열 과정 ① 제 1 분열 (이형 분열 : 2n → n) ㉠ 전기 : 상동 염색체끼리 접합하여 2가 염색체 형성된다. 유사분열의 전기에 비하여 길고 복잡하다. 5개의 소 단계로 나누어진다. . 세사기(leptotene) : 최초로 염색체의 응집을 볼 수 있는 단계 . 접합기(zyotene) : 상동염색체가 쌍을 이루는 단계 . 태사기(pachytene) : 쌍을 이룬 염색체가 더욱 응축하며 교차(crossing over) 과 정을 통하여 염색체의 일부분을 서로 교환하는 단계 . 복사기(diplotene) : 쌍을 이룬 염색체가 분리되기 시작하며 교차 결과로 형성된 키아스마(chiasma) 가 보이는 단계 . 이동기(diakinesis) : 상동염색체가 거의 완전히 분리된 단계 ㉡ 중기 : 2가 염색체가 적도면에 배열된다. ㉢ 후기 : 2가 염색체의 각 상동 염색체가 분리되어 양극으로 이동된다. ㉣ 말기 : 염색체수가 반감된 2개의 딸핵이 형성된다. ② 제 2 분열 (동형 분열 : n → n) 제 1 분열 말기와 이어진다. ㉠ 전기: 각염색체의 동원판은 양극에서 나온 방추사에 부착되며 이후 염색체는 중기판으로 이동한다. ㉡ 중기 : 염색 분체 2개로된 염색체가 적도면에 배열된다. ㉢ 후기 : 염색 분체들이 나뉘어져 양극으로 이동된다. ㉣ 말기 : 염색체는 염색사로 되고 4개의 딸세포가 형성된다. 그림 1-7. 감수분열 1-4. 세포학과 진단세포학 1. 세포학과 진단세포학의 차이 1) 세포학(cytology) ° 생물학의 한 분야로 세포를 기능적, 형태적으로 연구하는 학문 2) 진단 세포학(diagnostic cytology) ° 임상에서 세포(cell)를 연구하는 학문 ° 세포의 형태학적인 것에 치중하여 환자의 병을 진단하는 것에 이용 ° 정상세포와 병적인 변형세포에 대한 연구 ° 분류 - Exfoliative cytology - Fine Needle Aspiration Biopsy Cytology(FNABC) - Touch print cytology ⑴ 탈락세포학(exfoliative cytology) ° 탈락세포(exfoliative cell) - 조직의 계속적인 신진대사로 세포의 탈락은 끊임없이 진행된다. - 탈락율은 각 조직, 그 기능과 대사량에 따라 다르다 - 탈락된 세포의 일부는 강(cavity)이나 와(recess)에 축적된다 ① 자연탈락(Natural spontanous exfoliation) 원인 : 병리학적인 변화 자연적인 노화 탈락된 세포는 탈락 후 생화학적, 세균성 인자에 의해 영향 체액속에서는 영양물질을 공급받음으로서 세포보존 (위액이나 소변등에서는 영양공급이 되지 않음으로 각종 변성) ☞ Stool은 기생충 검사를 제외하고는 다른 검사의 대상으로 거의 사용되지 않는다. 암세포검사일 경우 소화액에 의하여 소화되어 관찰이 불가능하다. ② 인공탈락 외부에서 인위적인 힘(찰과, 흡인등)을 가하여 탈락시킨 세포 검사목적에 따라 탈락시키는 정도를 다르게 해야한다. 예) 자궁경부암 진단 : 기저층까지 호르몬 study : 표재층 샘플 ⑵ 세침천자 세포학(Fine Needle Aspiration Biopsy Cytology, FNABC) ° 탈락되어 있지 않은 세포를 needle(21∼23G) 을 사용하여 강제적으로 탈락시킴. ° 세포학적 검사이지만 미세생검 microbiopsy으로 조직검사의 효과가 있다. ° 주염색 H-E stain, 보조염색 Pap stain을 사용하여 관찰 ° 병변의 style 및 기원까지 알수 있으므로 Exfoliative Cytology보다 정확하다. ° 현재 매우 빠른속도로 인체 모든 부위의 세포학적 검사로 발전되고 있다. ° 장단점 장점 : 환자에게 고통이 적으며, 경제적 부담이 적다. 실시후 반흔(scar)이 거의 없다. 시행이 간편하고 검사시간이 짧다. 질병(암)의 조기진단에 유리하다. 단점 : 혈종 및 기흉을 유발할 수 있다. 여성생식기의 경우 탈락세포학을 이용하는 것이 유리함. Needle로 채취하는 도중 다른 곳에 전이 될 수 있다. ⑶ 날인세포진(Touch print cytology) ° 직접도말, 밀착도말. ° 응급시험으로 수술 중 중앙부위에 상처를 낸후 slide에 직접도말 : 2∼3분 이내에 신속히 검경. ° 악성/양성의 응급 판별을 위해서 혹은 악성 부위 제거수술 후 완전히 제거가 되었 는지 알아보기 위한 방법. 2. 진단 세포학의 목적 1) 악성세포의 발견 ° 확인의 의미이지 치료를 위함이 아님 2) 악성 전단계를 발견하기 위하여 ° sarcoma에서는 의미가 없고, 침윤전의 carcinoma에 의미 3) Hormone의 평가 ° 무월경의 원인 분석 ° 외부약제로 인한 hormone의 변화 4) 염증 진단 ° 미생물 침범-염증 원인 균체 확인. Tricomonas, 임균등. ° Condyloma, Herpes, Chlamydia등은 광학 현미경 상에서 관찰 불가능. ° 세포내 흔적을 남기므로 이것을 확인 가능. 5) 이물질 반응 (foreign body reaction) ° 이물질이 체내에 들어왔을 경우 임파구, 조직구, 섬유세포, 유상피세포등이 반응 ° 성형수술 후 silicon과의 반응 ° 폐에 먼지의 축적 등. 6) 성 감별 ° 질, 구강점막, urine 등을 검체로 barr body의 확인. ☞ barr body ° 농축된 이염색질(heterochromatin)로서, 핵막의 내측에 부착되어 반월모양을 나타낸 다. ° 여성의 X염색체중의 하나에 있는 이염색질부가 간기에 있는 체세포핵에 잘 나타난다. ° 모든 여성(XX)은 barr body를 간기의 핵내에 가지고 있으나 남성(XY)은 그렇지 않 다. ° X염색체를 많이 가지고 있으면 그만큼 Barr body도 많이 관찰된다. Barr body의 수 (C)는 X염색체의 총수에서 하나를 감한 것이다 ⇒ C = N-1 7) 기생충 검사 일부 충란은 검사 가능(폐디스토마, 간디스토마 등) 3. 진단세포학의 장단점 1) 장점 ⑴ 고통없이 반복검사 ⑵ 정신적인 부담이 없다 ⑶ 넓은 범위의 검사 ⑷ 부분별 검체 채취가 용이 ⑸ 세포 하나하나를 분명하게 관찰 가능 ⑹ 호르몬 연구 가능 ⑺ 염증이나 감염을 쉽게 관찰 ⑻ 방사선조사에 의한 변화 관찰이 용이 2) 단점 ⑴ 판독자의 주관이 다를 수 있다 ⑵ 예비진단 ⑶ 세포학적인 형태변화에 국한 - 조직의 구조나 배열은 볼 수 없다 ⑷ 병변의 국소 위치를 정확히 알 수 없다 ⑸ 판독시간이 길다 ⑹ 세포간 상호관계와 배열을 볼 수 없다 ⑺ CIS인지 invasive인지 확실한 확인 곤란 ⑻ 병변의 크기 확인이 안된다 ⑼ 병변의 유형 단정이 안된다 ⑽ 기원이 다른 원하지 않은 세포가 관찰될 수 있다 ⑾ 병변 전체의 성질을 대변하지 못한다 4. 세포학의 역할 ⑴ 예기치 않는 병변 발견 가능 ⑵ 미확인 질병을 상해 없이 확인 ⑶ 질병 전개과정, 치료 후 반응을 확인할 수 있다