괴사

1. 개요2. 명칭3. 원인4. 세포자멸사와의 차이5. 과정6. 종류7. 치료법8. 관련 문서

1. 개요

壞死 / necrosis

생체 세포와 조직의 일부가 비가역적(非可易的)으로(=돌이킬 수 없이) 손상되어 사멸하는 것. 괴사된 세포들은 형태학적으로 붕괴되어 내부 구조가 파열되고 붕괴된다.

세포조직이 붕괴되거나 기능이 정지되면 괴사다. 살이 죽어서 이미 고기나 다를 바 없게 되었으나 여전히 신체에 붙어 있다고 보면 쉽다. 어느 시점부터 괴사로 판정하느냐는 딱 잘라 정의하기 어렵다. 괴사로 진행되는 중에는 유괴사라고 한다.

2. 명칭

어원은 죽음, 죽은 상태(deadness) 등을 뜻하는 고대 그리스어 νέκρωσις(nékrōsis)로, 네크로맨시, 네크로폴리스 등과 어원이 같다.

necrosis라는 명칭은 19세기 중반 무렵 현대 병리학의 아버지로 불리는 루돌프 피르호가 저서 <Cellular Pathology>(세포병리학)에서 언급하며 등장했는데, 루돌프는 해당 책에서 necrobiosis와 necrosis 두 종류의 세포 사망(cell death) 증상을 제시한다.[1] 이 중 necrobiosis는 현재 apoptosis로 재명명된 세포자살, necrosis는 본 문서에서 다루는 세포괴사이다.

3. 원인

혈액을 공급하는 혈관이 막히거나, 일산화탄소 중독, 과다출혈 등이 일어나 혈액과 산소 부족으로 인해 조직이 손상되는 허혈성, 빈혈성 경색(infarction), 저산소증(hypoxia). 미토콘드리아의 산화적 인산화가 저해되어 ATP가 부족해지고 이게 심각해질 경우에는 생명에 직접적인 위협이 된다.
세균이나 바이러스 등의 병원체에 의해 생성된 독소가 세포를 죽임. 보통 호흡효소에 장애를 일으켜 세포호흡을 방해하는 경우가 많으나, 병원체의 가짓수가 다양한 만큼 온갖 방법으로 세포에 독성을 발휘할 수 있다.
산(세포의 단백질을 응고), 알칼리(세포체를 융해, 액화시켜 괴사) 등의 약품, 혹은 청산가리와 같은 독극물이 원인이 될 수 있다. 한편, 과량의 물이나 농도가 짙은 전해질, 혹은 포도당 용액은 체내 전해질 농도 균형을 교란시킬 수 있다. 물중독이나 나트륨 중독이 대표적이다.
45℃[2] 이상의 고온, 동상에 걸릴 정도의 저온, 감전, 외상, X선, 방사선 등 세포에 장애를 일으키는 물리적 외부 요소.
유전적으로 장애가 있는 경우.
영양실조나 특정 비타민 섭취의 부족으로 야기되는 영양불균형 상태 역시 괴사와 같은 세포손상을 초래할 수 있다. 예를 들어 붕소(B)의 결핍은 열매나 괴경, 다육근 등에 괴사를 초래한다.
자가항원(self-antigen)을 면역계가 인식하여 공격하는 자가면역질환의 경우, 혹은 초항원(superantigen)과 같은 강력하고 광범위한 수용체에 의해 인식되는 외부 항원에 의해 과도한 면역반응이 유도되는 경우에도 몸의 세포와 조직이 손상될 수 있다.

4. 세포자멸사와의 차이

세포가 손상되었을 때 변화하는 대표적인 경우로서 세포자멸사(apoptosis)와 자주 비교된다. 둘은 모두 세포가 사멸하는 과정이지만, 차이점이 많다. 세포자멸사와의 주요한 형태학적 차이점들은 다음과 같다.

||<table bordercolor=#000000><table bgcolor=#ffffff,#1f2023><bgcolor=#ffffff,#1f2023><table color=#000000,#dddddd><width=20%> ||<rowbgcolor=#f5f5f5,#2d2f34><width=40%> 괴사 ||<width=40%> 세포자멸사 ||

<colbgcolor=#f5f5f5,#2d2f34> 세포의 크기변화	커진다	작아진다
핵과 염색질의 변화	농축되었다가 분해되어 사라짐	뉴클레오솜 단위로의 분해
세포막	파괴됨	온전함
세포 내 성분	효소에 의해 소화되거나 세포외유출	온전한 상태로 남거나 그 상태로 세포외유출
염증	대부분 일어남	일어나지 않음
체내 조절	조절되지 않음	고도로 정교하게 조절됨
병적인가?	항상 병적 상태	생리적으로 정상적인 과정인 경우와 병적인 경우 모두 존재

쉽게 보자면, 보통 괴사가 세포자멸사보다 훨씬 세포에서의 작용이 파괴적이고, 인체에 해를 끼친다. 세포자멸사 자체는 몸 안에서 수명이 다했거나, 감염된 비정상 세포를 사멸하는 데에 필수적인 과정 중 하나다. 단지 병적 상태(DNA의 손상, 이상 단백질 생성, 감염 등)에서 일어나는 세포자멸사는 괴사처럼 인체에 유해하게 작용한다.

한편, 괴사와 세포자멸사 양쪽의 특징을 가지는 세포자멸괴사(necroptosis)과의 비교도 중요하다. 이 부분에 대해선 세포자멸괴사 문서 참조.

5. 과정

괴사의 과정

괴사의 종류에 따라서 차이가 있긴 하지만, 세포가 아직 가역적으로 손상되는 중일 때는 세포와 그 안에 있는 미토콘드리아 등의 소기관들의 크기가 커진다. 핵 안에 있던 염색질(chromatin)이 먼저 응축되며, 거친면 소포체가 부어오르면서 붙어 있던 리보솜들이 분리되어 나온다. 또한, 세포막이나 세포 소기관 막에서 떨어져 나온 인지질들은 소용돌이 구조물인 미엘린상(myelin figure)을 이룬다. 손상이 계속되고 치료에 실패하여 더는 돌이킬 수 없는 비가역적 손상 과정으로 들어서게 되면 완전한 세포의 사망이 이루어진다. 농축되었던 염색질과 핵은 완전히 붕괴되고 밖의 분해 효소들에 의해 녹아 없어지게 된다.

핵의 변화를 크게 3가지 양상으로 나눌 수 있다. 핵융해(karyolysis)에서는 염색질의 호염기성이 감소하여 분해 효소에 약해지고, 따라서 분해 효소 활성에 의해 사라진다. 핵농축(pyknosis)에서는 반대로 호염기성이 증가하며, 핵과 염색질이 쪼그라들어 덩어리지게 된다. 핵붕괴(kayorrhexis)에서는 핵농축이 일어난 상태의 핵이 조각나서 붕괴되고 사라진다.

6. 종류

액화괴사(liquefactive necrosis)

조직 일부가 썩어서 괴사가 되는 것. 주로 뇌세포에서 허혈이 발생하였을 때 자주 보인다. 감염성 병태에서도 관찰된다. 감염성 병터에서는 세균 등 외부 감염원을 탐식한 백혈구가 감염원에 분해 효소를 분비하여 병원체를 녹이기 때문에 발생하는데, 이런 작용을 하고 죽은 백혈구와 병원체가 뒤섞인 황색의 점액성 액체를 고름이라고 한다.

응고괴사(coagulative necrosis)

괴사가 생긴 부위에 단백의 변성이 발생하고 수분이 소실되어 회백색을 띄고 경도가 느는 것. 효소가 작용하여 단백질을 녹이기 때문에 발생한 액화괴사와 달리, 단백질의 작용이 차단되어 분해가 되지 않기 때문에 괴사 조직이 딱딱해지고, 그 결과 다른 괴사와 달리 꽤 오랫동안 세포가 원형을 유지한 채로 남아있는 것이 특징이다. 중추신경계 신경세포를 제외한 거의 모든 허혈성 세포괴사에서 관찰될 수 있다.

(효소성) 지방괴사(fat necrosis)

췌장이 분비하는 지방분해 효소인 라이페이스(lipase)가 여러가지 이유로 외부 조직으로 유출된다면 근처 지방조직을 융해시키고, 그 결과 생성된 지방산이 칼슘과 결합하면서 비누거품 모양의 하얀 괴사 영역을 형성한다. 급성췌장염에서 이런 기전이 나타날 수 있다.

치즈괴사, 건락괴사(caseous necrosis)

세포의 모양이 유지되지도, 그렇다고 융해되지도 않는 괴사이다. 굳지도 녹지도 않고 누리끼리한 부스러기처럼 조직이 부스러진 형태가 마치 치즈와 닮았다 하여 치즈괴사라고 한다. 주로 결핵의 병터에서 보이는 종류의 괴사이며, 치즈괴사의 특징적 소견에는 육아종(granuloma)이 있다.

괴저괴사(gangrenous necrosis)

말초부에서의 괴저에 의해 다수 조직에서 괴사가 일어난 경우를 가리킨다.

섬유소 모양 괴사, 섬유소성괴사(fibrinoid necrosis)

혈관염에서 주로 보이는 괴사이다. 혈관벽에 면역복합체와 호중구가 달라붙을 경우 섬유소성괴사가 일어나 연분홍색의 괴사 조직이 관찰된다.

7. 치료법

괴사한 조직을 제거하고 환부의 혈류를 촉진시키고 감염을 막아야 한다. 이 경우 새로운 피부 조직이 자라난다. 만약 피부가 괴사한 면적이 넓다면 피부 이식을 병행하기도 한다. 손을 쓸 수도 없을 만큼 심각한 상태라면[3] 환부를 아예 절단해야 하는 경우도 있다.

8. 관련 문서

[1] the famous German pathologist and biologist Rudolf Virchow (1821–1902) described apoptosis in a lecture given in 1858. In it, he described two types of cell death, necrobiosis versus necrosis.” - Virchow and Apoptosis[2] 여기서 45도가 뭐가 뜨겁냐 할 수 있겠지만, 화상 문서에서 보듯이 이 온도에서도 단백질이 변형될 수 있으므로 오래 접촉하면 저온 화상을 입을 수 있다. 고기를 구울 때 작은 불로 오래 구워야 속까지 제대로 익는다는 것으로 생각하면 이해하기가 쉬울 것이다.[3] 괴사가 피부뿐만이 아니라 내부 조직까지 진행되어 버린 경우 등

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