스크랩 세균 방어 기전의 주역인 백혈구

[겨울사랑]

자연계에는 수많은 세균이 존재한다. 이 세균에 감염되지 않도록 우리들의 몸에는 여러 가지의 방어수단이 가동되고 있다. 보통 소화관, 피부, 기도 내에는 수많은 세균이 붙어서 살고 있지만 몸이라고 해서 금방 감염을 일으키는 것은 아니다. 피부나 점막 자신에게 세균의 침입을 막는 구조가 준비되어 있기 때문이다. 그러나 이들 조직이 손상을 받거나 기능이 약해져 있을 때에는 세균이 체내로 침입해 들어온다. 이 세균은 혈액이나 체액 속에 있는 감염 예방의 메커니즘을 작동하여 공격받도록 되어 있다. 이 때 세균 공격의 주역이 바로 백혈구이다.  
 
▶왜 백혈구라고 부르는가?

말초혈액에 나타나는 백혈구 종류 

간상 호중구와 분엽 호중구

호중구의 효소 작용으로 소화되는 병원균

주사형 전자현미경(SEM)으로 관찰한 혈구세포

백혈구의 역사는 100년 이전으로 거슬러 올라간다. 레벤후크(Leewenhoek)가 현

미경을 발견했고, 에를리히(Ehrlich)가 새로운 세균염색법을 개발하여 이를 혈액에 응용해 보았더니 현미경 하에서 적혈구는 붉은 색으로, 다른 세포는 옅은 분홍색으로 염색되었다. 염색을 하지 않아도 적혈구는 붉은 색조를 띄고, 다른 세포들은 세포 내 미세구조를 갖는 무색의 세포로 관찰되었다.

그는 전혈을 원심분리하면 적혈구 층위에 백색의 완충 층이 형성되어 그 곳에 많은 혈구가 보였으므로 그 세포를 백혈구(leukocyte)라 이름 붙였다. 영어로 leukocyte라고 표현하는 이 단어는 흰색이란 의미의 그리스어 leukos와 세포라는 뜻의 kytos 합성어이다.

그 후 로마노프스키(Romanowsky)나 Gimsa 표준 염색법이 확립되어 100년이 지난 현재까지도 사용되고 있다. 백혈구나 혈소판은 소형 과립을 많이 갖고 있어 빛을 반사하여 보면 하얗게 보인다. 백혈구가 많은 혈액에 항응고제를 섞어넣고 세워두거나 원심침전하면 적혈구 층 위에 뚜렷한 흰 색의 백혈구 층이 형성되는데, 이로써 백혈구가 하얗다는 것을 실감할 수 있다.

▶백혈구는 크게 나누어 5가지 종류

그런데 백혈구는 모두 같은 세포의 집합이 아니라 크기가 다르고 색과 기능도 다른 혈구의 집합이다. 백혈구는 작은 것부터 큰 것, 검정색에서 주황색 과립이 있는 것까지 여러 종류가 있는데 염색 색소에의 친화성과 염색도에 따라서 5종류의 세포로 분류된다. 그러나 이들 세포들은 골수내 조혈모세포(hemopoietic stem cells, HSCM)라는 공통적인 조상세포에서 유래되었다.
 
백혈구 수는 흔히 질환의 유무를 판단하는 지표가 되는데 성별, 나이, 시간대별로 달라지지만 통상적으로는 정상 성인은 혈액내 mL당 4,000~10,000개 정도이다. 다섯 종류의 백혈구 백분율도 성인과 소아에서 차이가 나는데 성인의 참고치는 호중구 50-70%, 호산구 3-4%, 호염기구 0.5-1%, 단구 3-8%, 그리고 림프구가 25-45%이다. 

중간 크기로 중성 색소에 친화성이 높은 과립이 있는 호중구(neutrophil), 작고 둥글고 과립이 업는 림프구(lymphocyte), 크기가 크고 불규칙한 모양의 핵을 가진 단구(monocyte), 중간 크기로 산성 색소에 친화성이 있는 주황색의 큰 과립을 갖는 호산구(eosinophil), 중간 크기로 염기성 색소에 친화성이 있는 호염기구(basophil)이다. 호중구, 호산구, 호염기구를 합쳐서 과립구(granulocyte), 림프구와 단구를 합쳐서 단핵구(mononuclear cell)라고 부른다.

▶다양한 모양의 호중구, Vit D결핍의

  악성빅혈에서는 분엽 수가 증가

호중구는 핵 중간이 잘록하다. 이것을 분엽(分葉)이라고 한다. 잘록한 것이 없는 소세지 모양의 핵을 갖는 호중구를 간상(band form), 잘록하여 분엽을 갖게 되면 분엽 호중구(segmented neutrophil)로 분류한다. 어린 호중구는 간상 핵을 갖고, 노화가 될 수록 호중구 분엽 수가 많아진다. 일종의 세포고사성(apoptosis) 변화라고 생각한다.

 급성 감염증에서는 간상 호중구가 증가하고(좌방이동, left shift), 비타민 D나 엽산 결핍의 악성빈혈에서는 과분엽 호중구가 증가하므로 임상의들은 흔히 이 분엽 수 산정을 진단에 이용하기도 한다. 호중구 핵이 분엽되어 있는 것은 사람 백혈구의 경우이고 쥐와 같은 설치류에서는 환상 핵(ringed nucleus)을 갖고 있어서 분엽을 분류할 수는 없다. 만일 사람에게서 환상 핵이 보인다면 급성알코올중독이나 백혈병, 골수형성이상증(MDS)을 의심해야 한다.

▶호중구의 주요 기능은 식작용

골수에서 만들어진 호중구는 혈관을 통하여 조직 속으로 이동하여 체내로 들어온 세균들을 잡아먹고 죽이는 식작용을 갖는다. 이 식작용은 단순 생물인 아메바에서도 볼 수 있는 것으로 일반적으로 세포가 비교적 대형의 고형물을 발과 같은 돌기를 뻗쳐 감싸듯 해서 잡아먹고, 식포를 형성하여 그 내부에서 효소 작용으로 소화하는 것을 말한다.

이와 같은 식작용으로 호중구는 세균과 싸우고 있는데 세균감염 예방에 도움 되는 세포가 하나 더 있는데 그것이 림프구이다. 림프구는 골수 유래 B 림프구와 흉선 유래 T 림프구, 세포상해작용을 갖는 NK (natural killer) 세포로 나누었다.

그러나 이들 세포들은 하나의 림프계 모세포로부터 T, B, NK 세포로 분화되었다는 것이 증명되었다. B세포가 감마글로불린 생성, 분비형으로 변화한 것이 형질세포이다. 단 형질세포는 건강한 사람의 말초에는 출현하는 일이 없고, 골수에만 존재한다. 

[한국혈액암협회 9월호 투고] 

[출처] 세균 방어 기전의 주역인 백혈구 | 작성자 청해