(2025) 병리1(A) - 1. Mechanisms of Cellular Injury

수업 흐름을 그대로 담아내는 것이 목적인 정리본입니다. 요약 정리는 알아서~

Mechanisms and Morphology of Cellular Injury, Adaptation, and Death

🚩 Table of Contents (이동은 오른쪽 하단 바 이용)

• 1. The Normal Cells
  • 1.1 Basic Features of the Normal Cell
  • 1.2 Cellular Homeostasis
• 2. Cellular Injury
  • 2.1 Causes of Cell Injury
  • 2️.2 Reversible Cell Injury
• 3. Cell Death
  • 3.1 Oncotic Necrosis (Cell Death by Oncosis)
  • 3.2 Apoptosis
  • 3.3 Patterns of Necrosis
    • 1️⃣ Coagulative Necrosis
    • 2️⃣ Caseous Necrosis
    • 3️⃣ Liquefactive Necrosis
    • 4️⃣ Gangrenous Necrosis
    • 5️⃣ Fat Necrosis
• 4. Cellular Responses and Long-term Consequences
  • 4.1 Cellular Adaptations to Stress
  • 4.2 Intracellular Accumulations
  • 4.3 Pathologic Calcification ← 요기 하는 중
  • 4.4 Genetic Basis of Disease

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1. The Normal Cells

먼저 정상 세포를 알아야 한다. 조직을 본다 = 그 안에서도 세포 하나하나 어떤 일이 일어나고 있는지 뜯어보는 것까지 해야 하므로.

1.1 Basic Features of the Normal Cell

• 한 개체는 여러 개의 system으로 나눌 수 있고, 각 system은 여러 개의 organ으로 구성되어 있다.
• Organ은 결국 세포로 구성되어 있으므로, 정상 세포의 구조를 알고 있는 것은 중요하다.
• 세포는 한 생명체의 구조적, 기능적 단위이다.
• 모든 세포는 항상성(Homeostasis) - 자극에 대응하는 기전을 가진다. 그러나 자극이 오래 지속되면 ‘병변’ (비정상적 상태)이 된다.
• 각 세포 소기관들은 특정한 기능을 수행한다. 세포 소기관의 유전적 문제로 나타나는 질병도 많으므로 각 세포소기관의 기능을 아는 것도 중요하다.

The Normal Cells	세포를 구성하는 것
	✔️ 핵 (Nucleus) ✔️ 세포질 (Cytoplasm) ✔️ 미토콘드리아 ✔️소포체 (ER) ✔️ 골지체 (Golgi apparatus) ✔️ Lysosome & peroxisomes ✔️ 세포막 (Plasma membrane)

세포 구조
✔️ Nucleus
- 유전 정보를 담고 있는 DNA (nucleotide) + ribosome을 만드는 nucleolus(인) : DNA는 chromatin(염색질) 형태로 패킹된다. (DNA + histone proteins = chromatin) - Nuclear envelope (핵막) : 핵막의 nuclear pore(핵공)을 통해 물질을 선택적으로 내보낸다. - 대부분의 전사(transcription)는 핵 내에서 일어난다 + 이 전사 인자들이 세포 주기 조절(cell-cycle regulation)에도 중요한 영향을 미친다. - 핵의 손상은 비가역적인 세포 손상을 의미한다. ⇒ 종양의 양악성을 판정할 때 핵의 모양, 인의 크기와 뚜렷함, 핵의 염색성 등은 중요한 단서가 된다.
✔️ Cytoplasm & Organelles
Organelles : 각각의 기능을 알고 있어야. - Mitochondria : ATP 합성, apoptosis 조절 - Endoplasmic Reticulum (ER) : RER → 단백질 합성 - Golgi apparatus : 단백질 패킹 (밖으로 운반될 수 있도록) - Lysosomes & Peroxisomes : 찌꺼기, 독소 제거 → 외부 인자들을 소화(제거)하는 역할이므로, 이 부위에 문제가 생기면 신경 병증이 나타날 수 있다. * 세포 소기관 각각을 알아볼 순 없어도, 염색성에 따라 ‘어떤 소기관을 많이 가지고 있구나’ 정도는 알 수 있다. ex) 항체를 만드는 plasma cell의 세포질에는 ER이 많아서 호염성(보라색)을 띤다. (보통은 호산성-분홍색)
✔️ Plasma Membrane
- 세포의 인지질 이중층에는 여러 가지 proteins & glycoproteins이 박혀 있다. (하나의 세포가 100만 개 정도의 단백질/당단백질을 가진다.) - 당연히 세포 표면적이 클수록 단백질을 많이 가지는데, 이런 세포로는 뉴런이나 근육세포가 대표적이다. (수상 돌기가 긴 뉴런에는 channel protein이나 receptor가 더 많다.) - Plasma membrane에 존재하는 단백질들은 marker, channel, enzymes 등 각각의 기능을 가진다.

^{핵, 세포질과 세포 소기관, 세포막에 대한 보충 그림 자료.}

1.2 Cellular Homeostasis

세포는 염증이나 외부 노출 상황에서 가만히 있지 않는다. 어떤 반응을 할까?

• Hypertrophy : 세포의 크기가 커짐.
• Hyperplasia : 세포의 개수가 많아짐.
• Adaption이 지속되어 injury를 유발하며, 손상은 가역적이거나 비가역적일 수 있다.

어느 정도 가벼운 스트레스는 원인이 제거되면 원래대로 돌아갈 수 있다. 하지만 그 수준을 넘어 비가역적인 변화가 되면 → 질병의 단계로 간다.

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2. Cellular Injury

^{세포 손상의 종류에 따른 반응을 도식화한 것.}

세포는 가역적 손상을 받을 수도, 비가역적 손상을 받을 수도 있다.

1. 비가역적인 손상은 necrosis 또는 apoptosis를 유발한다.
   • necrosis : 갑작스러운 죽음 → 심한 염증 반응을 동원한다. (neutrophils, macrophages 등)
   • apoptosis : 계획된 죽음 → 조용히 치운다.(DAMPs를 유출하지 않음)
2. Repair mechanism의 범위를 넘어설 때
   • apoptosis : 계획적으로 죽일 수도 있고,
   • senescence(세포 노화) : repair가 일어나지 않아서 노화되어 버리거나,
   • dysplasia : 암이 될 수 있다.

즉 우리는 앞으로 총론과 각론에서 이런 것들을 배운다.

• 우리 몸에 주어질 수 있는 다양한 종류의 손상
• 그 손상이 가역적 변화를 유발하는지, 비가역적 변화를 유발하는지
• 비가역적 변화 ⇒ 종양으로 갈 것이냐? 염증으로 갈 것이냐?

의 순차적인 흐름을 이해해두자!

2.1 Causes of Cell Injury

1️⃣ Oxygen Deprivation (허혈성 손상)

• Hypoxia : 저산소 상황 (호흡계, 빈혈, CO 독성 등)
• Ischemia(허혈) : 조직에 필요한 만큼 혈액이 공급되지 않는 것(reduced blood supply) ← hypoxia의 가장 흔한 원인이다.
• 뇌, 심장, 신장 등이 산소 부족 상황에 특히 취약(vulnerable)하다.
  • 신장은 들어가는 동맥이 하나여서, 우회 경로가 없기 때문에 허혈 상황에서 영향을 빠르게 받는다. + ATP 소모가 많아서 산소가 조금만 부족해도 기능이 떨어진다.
  • 이런 장기의 특성을 잘 이해하고 있으면 문제 상황의 합당한 원인을 찾기 수월하다.

2️⃣ Infections & Immune Causes (감염성 원인체)

• 모든 원인체가 손상을 유발할 수 있다. (박테리아, 바이러스, 곰팡이, 기생충 등)
• direct cytopathic effect - 원인체가 들어와서 직접적으로 세포를 공격할 수도 있고,
• immune response - 염증 반응으로 동원된 면역 세포에 의해 간접적으로 손상을 받을 수도 있다.
  • Hypersensitivity : pattern recognition을 하는 선천 면역 세포(macrophages, neutrophils 등)에 의해 간접 손상을 받는다.
  • Autoimmune disease : 상피세포 간 junction 부위에 자가면역질환이 생기면 쉽게 죽는다. (상피세포는 따닥따닥 붙어있는 성질을 가져서, 세포와 세포 사이 연결이 끊기면 쉽게 죽는다)

3️⃣ Physical & Chemical Agents

• 아래와 같이 다양한 물리&화학적 요인들이 세포 손상을 유발할 수 있다.
• Trauma (물리적 손상, 교통사고 등)
• Temperature extremes (온도가 너무 떨어지거나 높아질 때)
• Radiation (방사성 물질)
• Pressure
• Toxins
  • Heavy metals (중금속)
  • Drugs (ex-항암제 등 약으로 쓴 게 세포도 공격)
  • Pesticides (ex- DDT; <침묵의 봄>)
  • Alcohol (알코올)

4️⃣ Nutritional & Genetic Factors (영양 & 유전적 요인)

• 대표적으로 비타민E·셀레늄 결핍으로 인한 돼지심근병증이 있다.
• 과영양(overnutrition), 비만(obesity) 또한 당연히 대사성 질환을 유발할 수 있다.
• 유전적 결함이 효소, 수용체, 구조 단백질 등을 변화시킬 수 있다.
• 예) Lysosomal storage diseases - lysosome의 효소에 문제가 생겨 세포 내 물질을 정상적으로 분해하지 못할 때, 특히 신경이 영향을 많이 받는다.

^{소뇌의 purkinje cell. 신경 세포는 대사 의존성이 높아 영양 문제에 취약하다. 손상을 받아 swelling된 것을 관찰할 수 있다(하얀색 텅 빈 공간 ↑).}

2️.2 Reversible Cell Injury

• 심하지 않은 손상이나, 단발성 손상에서는 다시 recovery가 가능하다.
• 세포가 손상을 받았을 때, 가장 기본적으로 관찰되는 소견이 swelling이다.
  • Swelling = hydropic change (hydropic degeneration) : 세포 안에 물이 많아짐.
    • ATP 결핍 → 이온구배가 안 맞아 Na-K channel 이상 → 세포 안으로 물이 계속 들어와서 세포질과 모든 세포 소기관까지 부푼다.
    • 세포질 안에 공포(빈 공간, vacuolization)가 관찰된다.

Morphologic features

• Acute cell swelling (hydropic change) = hallmark.
• Plasma membrane blebs, loss of microvilli.
• Swollen mitochondria, dilated ER, ribosome detachment.
• Cytoplasmic vacuolization may be seen.

^{Pathogenesis of hydropic change. ATP deletion → Na⁺/K⁺ pump failure → Sodium and water influx → cytoplasmic and organelle swelling. 이온 구배가 깨지며 dysfunction으로 이어진다.}

🔵 생화학적 특징

• ATP, 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)가 감소한다.
• ATP가 부족하니까 → 단백질 합성과 소화 효소 작용도 감소한다.
• anaerobic glycolysis가 우세하게 일어난다 → 젖산이 쌓인다 → lactic acidosis.
• 이온 항상성이 망가진다.

세포 손상이 단발성으로 끝나는 것이 아니라, 이렇게 지속적·연쇄적으로 신체에 문제를 가져오는 것.

🔵 기능적 결과

• 이온 구배가 망가지면 → Na⁺, Ca²⁺ influx, K⁺ efflux. (소듐, 포타슘뿐 아니라 칼슘도 중요하다!!)
  • 칼슘 침착은 세포 괴사의 좋은 지표가 된다.
    (원래 세포 밖에 있어야 하는 칼슘이, 세포가 degeneration되는 과정에서 계속 세포 안으로 유입되다가, 결국 세포가 죽을 때 칼슘을 밖으로 내뱉는다. 즉, 세포가 있던 자리에 세포는 죽고 칼슘이 침착된다.)
• 근육의 강직성(contractility)도 떨어지고, 샘의 분비 기능도 떨어진다.

아까 hydropic degeneration = ballooning degeneration도 같은 말. 세포에 물이 차서 풍선처럼 부풀어 있다는 것.

^{Hydropic degeneration: acute cell swelling이 일어난 세포의 현미경 소견. (왼) Ballooning degeneration = hydropic degeneration이다(매우 심한 형태). 세포에 물이 차서 풍선처럼 부풀고 세포질이 투명해 보인다, poxvirus 감염에서 흔히 볼 수 있다. (오) 실험적으로 만들어진 hepatic swelling. 오른쪽 변성 부위엔 괴사된 세포들이 많고, 정상 부위와 괴사 부위 사이에 hydropic degeneration 중인 세포들이 있다(←).}

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3. Cell Death

세포 사멸이 necrosis와 apoptosis로 구분된다는 것은 많이 들어봤을 것!

3.1 Oncotic Necrosis (Cell Death by Oncosis)

형태적 모양에 따라 necrosis를 몇 가지로 나눌 수 있다. 그 중 oncotic necrosis는 병리학적으로 가장 흔하게 관찰할 수 있는 변화.

• “Onco” = hydropic (swelling) 이라 생각하면 된다.
• Oncosis는 hydropic change에서 정상으로 돌아오지 못하고 결국 죽는 것(necrotic cell death with swelling).
• 허혈, 독소, 심한 감염 등의 상황에서 나타날 수 있다.
  ^{Swelling의 reversible & irreversible 결과. 세포가 손상을 받았을 때 하늘색 화살표(위)처럼 정상으로 돌아가지 못하고 빨간색 화살표(아래)처럼 터지는 것이 oncotic necrosis다.}

🔵 Pathogenesis

• 중요한 것은 calcium influx! (칼슘이 세포 내로 유입되면서 일어나는 여러 변화가 있다. 결국 칼슘 독성으로 죽는 셈.)
• 죽고 나면 세포 안에 잔뜩 들어왔던 칼슘이 유출되면서, mineralization, calcification 등이 관찰될 수 있다.
• 병인론적으로 앞서 봤던 과정과 유사하다. (Injury → degeneration → oncotic necrosis)
  : ATP 결핍 → 이온구배 망가짐 → 물이 들어오고 → 칼슘 유입 → 회복되지 못하면 죽는다.

^{세포 내 칼슘 유입에 따른 변화를 나타낸 그림. 일일이 알 필요는 없다.}

🔵 Morphologic Features

• 세포질의 변화 : 호산성이 진해지고, detail이 사라진다.
• 하지만 세포질의 변화는 조직상에서 보기 어려우므로, 세포의 죽음을 확인할 때는 핵의 변화를 기준으로 삼는다:
  • pyknosis (shrinkage, 핵농축) - 작고 진하게 응축된다.
  • karyorrhexis (fragmentation, 핵파괴) - 여러 조각으로 부서진다.
  • karyolysis (fading, 핵용해) - 녹아 사라진다.
  • 핵이 없어진 세포를 두고 “ghost-like”라는 표현을 쓴다.

🔵 Tissue-Level Changes

^{조직상에서 보이는 세포의 괴사. 왼쪽(B) - 신장, karyolysis까지 끝난 상태. 관 구조는 남아 있지만, 이미 karyolysis가 진행되어 핵이 다 없어졌다(ghost-like). 오른쪽에서는 아직 괴사가 진행 중이라 핵이 과염색성을 띠는(작고 진한) 부분도 확인할 수 있다. 오른쪽(A) - 비장, karyorrhexis가 진행 중인 상태. 점점이 파편화된 핵을 관찰할 수 있다. 호중구, 대식세포 등 염증세포도 동원되어 있다. 비장에 림프구나 대식세포는 있을 수 있지만, 정상적으로 호중구가 이렇게 많이 관찰되지는 않는다. 단계는 다르지만, 둘 다 이미 괴사가 시작되어 돌아갈 수는 없는 것은 같다.}

(수업에서는 사진 설명만 하셨다.)

• 육안으로 보면(gross) : 창백해지고(pallor), 잘 부서지며(friability), 조직이 물러진다(tissue softening).
• 현미경으로 보면(histology) : 정상 조직의 구조가 소실되고(disrupted architecture), 염증세포가 침윤된다(inflammatory cell infiltration).
• 주변에는 울혈(vascular congestion)과 부종(edema)도 흔히 동반된다.

3.2 Apoptosis

• Necrosis에 의해 세포가 죽으면 마지막에 염증 반응이 동원된다. (Neutrophils, macrophages 등)
  세포가 손상을 받았다는 신호(DAMPs, Damage-Associated Molecular Patterns) 가 노출되어 염증을 동원하는 것.
• Apoptosis는 완전히 계획된 죽음으로, 신호가 나오기 전에 먹어치워서 염증 반응이 동원되지 않는다.
• ⇒ 염증 반응의 유무가 가장 큰 차이!

Necrosis	Apoptosis
염증 반응이 따른다.	염증 반응 없이 바로 탐식된다.
병리학적 반응	생리학적 반응 (계획된 죽음) * 물론 병리학적 상황에서도 일어날 수 있다.

• 핵의 변화는 유사하다. (pyknosis - karyorrhexis - karyolysis)

🔵 Definition & Significance

• Apoptosis = Programmed cell death, 계획적으로 세포를 죽이는 것.
• 생리적 역할 : 몸의 발달·유지에 정상적으로 필요
  • 배아 발달 과정에서 원하지 않는 세포를 죽인다. (remove unwanted or damaged cells without inflammation)
  • 흉선 퇴축 - 흉선(thymus)은 초기에 중요한 면역 반응을 하고 이후 점점 퇴축하는데, 이때 apoptosis가 중요한 역할을 한다.
  • 염증 반응 조절 - 필요 없어진 면역세포를 제거한다.
• 병리적 역할 : 손상된 세포 제거
  • radiation에 의한 DNA damage
  • 바이러스 감염 등
• Apoptosis가 제대로 작동하지 않으면 암(통제 불가능한 증식 상태), 자가면역질환, 퇴행성 질환을 유발할 수 있다.

🔵 Morphologic Features

• (Necrosis는 세포질이 터져서 죽고 apoptosis는 세포질이 쪼그라들어서 죽는다고들 하지만) 실제 세포질의 변화는 그냥 비슷하다.
• 세포막의 blebbing 현상도 똑같이 일어난다.
• 핵의 변화는 거의 비슷하다: pyknosis(핵농축), karyorrhexis(핵파괴)
• Apoptotic bodies가 형성된다.
• Macrophage나 주변 세포에 탐식되어, 염증세포가 동원되지 않는다.

3.3 Patterns of Necrosis

참고로 Apoptosis는 계획적으로 세포를 제거하는 과정이기 때문에 pattern이랄 게 크게 없다.

1️⃣ Coagulative Necrosis

• 가장 흔하게 관찰될 수 있는 패턴.
• 핵은 없고 원래의 구조만 남아있는 것이 핵심! + 약간 분홍빛(eosinophilic)
  • 전형적으로 ghost cell을 관찰할 수 있다 (= 이미 핵이 다 쪼개지고 karyolysis 상태)
• 가장 큰 원인은 허혈(ischemia/hypoxia) → 국소적 허혈로 인해 손상을 잘 받는 장기들(심장/신장/비장)에서 잘 관찰된다.

2️⃣ Caseous Necrosis

• 육안적으로 하얀색 결절들이 많이 보인다(울퉁불퉁) - 끈적끈적, 찐득찐득한 느낌.
  • 결절을 보면: 가운데에 매우 심한 광범위한 괴사 + 주변으로 fibroblast 같은 섬유아세포 or 염증세포 + 그 주변을 결합조직(fibrosis)이 둘러쌈.
  • 울퉁불퉁해 보이는 이유는 fibrosis에 의해 결절 주변 가장자리가 푹 꺼지기 때문이다.
• 전형적으로 granulomatous inflammation을 일으키는 mycobacterium, 곰팡이 감염에서 잘 관찰된다.
  • Granulomatous inflammation(육아종성 염증) : macrophages, epitheliod cells, giant cells로 둘러싸임 (=granuloma)

3️⃣ Liquefactive Necrosis (액화 괴사)

• 효소에 의한 소화가 우세하여 조직이 액체처럼 녹아버린다. (흐물흐물하게 만져진다)
• 특징적으로 신경에서 많이 관찰된다. (뇌와 척수를 비롯한 중추 신경계) → CNS infartion(뇌경색)에서 전형적이다.
• 현미경으로 봤을 때 구조 자체가 전혀 관찰되지 않고 빈 공간이 많이 보인다. + 호중구가 많이 보인다.
• 곰팡이, 세균 감염에서 형성되는 농(pus formation)에서도 잘 관찰될 수 있다.

4️⃣ Gangrenous Necrosis (괴저, 괴저성 괴사)

• 현미경상 독립된 개념이라기보다는 임상적 표현이다.
• Dry form (dry gangrene) : 심장에서 가장 먼 부위에서 허혈로 인해 일어나는 괴사.
  • 사지 말단, 신체 말단 부위에서 많이 발생한다(손가락, 발가락, 꼬리 끝, 귀 끝, 젖소의 유두 등).
  • 육안적으로 검고, 건조하며 쭈글쭈글(shriveled)하다.
• Wet form (wet gangrene) : 세균 감염이 같이 일어났을 때. 특히 유선염(mastitis)의 세균 감염이 특징적이다.
  • 육안적으로 부어있고(swollen), 축축하고, 악취가 나며(foul-smelling), 검거나 녹갈색이다.
• 사지 허혈(limb ischemia), 동상(frostbite), 장염전(severe intestinal torsion) 등

5️⃣ Fat Necrosis

• 지방 조직도 괴사될 수 있다 (가장 흔하게 관찰될 수 있다!).
• lipase가 지방조직을 녹인다 → (유리지방산(free fatty acid)이 칼슘과 결합) → soap formation (saponification, 비누양 괴사)
• 육안 소견 : 마치 자갈을 뿌려놓은 것처럼 하얗고 딱딱한 결절들이 관찰된다.
• 췌장염에서 가장 흔하게 관찰된다. (특히 급성 췌장염일 때)
  • 췌장에 소화효소가 아주 많은데, 다른 장기들처럼 바깥쪽으로 결합조직이 두껍지가 않다.
    ⇒ 췌장세포의 괴사 → 복강내 유출 → 그 소화효소들이 췌장 근처 지방조직을 싹 녹인다.

현미경적 세세한 구분보다는, 원인에 따른 패턴을 기억해두면 좋다!!

Patterns	원인
응고 괴사 (Coagulative)	허혈(ischemia)
치즈양 괴사 (Caseous)	Mycobacterium, fungi 감염 (육아종성 염증)
액화 괴사 (Liquefactive)	신경계(뇌경색 등), 세균성/진균성 농양
괴저성 괴사 (Gangrenous)	dry form : 말단 부위 허혈 wet form : +세균 감염
지방 괴사 (Fat Necrosis)	지방 조직 괴사 (특히 급성 췌장염)

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4. Cellular Responses and Long-term Consequences

세포들이 스트레스에 어떻게 적응할 것이냐! 형태를 바꾸거나, 개수를 늘리거나..

4.1 Cellular Adaptations to Stress

Cellular Adaptations
Hypertrophy	- 세포 크기 증가 (세포의 크기를 늘려서 스트레스에 대응 ex. 골격근, 심근세포)
Hyperplasia	- 세포 수 증가 (스트레스에 대한 적응 or 성장 자극 과다) - 세포 개수가 늘어나면 내강은 좁아진다. * 지속적인 세포의 증식은 신생물(neoplasia)을 형성할 수 있다.
Atrophy	- 세포 크기 또는 수 감소 (보통 같이 일어남)
Metaplasia	- 원래 있던 장기에 존재하지 않는 세포로 변화 * squamous metaplasia : 지속적인 자극으로 인해 그냥 튼튼한 편평세포로 대체되어 버림. → 방어 기제이지만, 원래의 기능은 소실됨. - Metaplasia가 암으로 진행되는 경우가 많다(전암병변) - 특히 장상피화생
Dysplasia	- 세포의 크기·모양·배열이 비정상적으로 변하는 상태

^{유선 조직으로 정리하는 세포 적응의 유형.}

4.2 Intracellular Accumulations

세포 안에 뭔가 쌓이는 상황을 보자.

• 주로 지방과 glycogen이 잘 쌓인다.
• 크기가 크고 가장자리가 뚜렷한 공포는 지방, 크기가 작고 가장자리가 불규칙·불분명하면 glycogen이라고 생각.

✔️ Lipid Accumulation (Steatosis, Lipidosis)

• 대표적으로 지방간이 있다. (정상 간보다 누리끼리, 대부분의 간세포에 공포가 형성되어 있다)
  • 세포 내의 지방 성분은 슬라이드를 만드는 과정 중에 씻겨내려가기 때문에 뻥 뚫린 것처럼 보인다.
• 원인 : 간독성 물질(사염화탄소), 허혈, 당뇨, 비만 등 다양
• 간이 커졌을 때 육안적 변화 : 원래 sharp한 간의 모서리가 blunt(뭉툭)해진다.

* 크고 가장자리가 뚜렷한 공포라면 지방, 공포의 크기가 작고 가장자리가 불분명하면 glycogen으로 구분함.

^{(왼) 전형적인 지방간 - 누리끼리하게 지방이 쌓임, 대부분의 간세포에 공포 형성 / (오) 과도한 gluticorticoid 사용으로 인해 간에 glycogen (~lipid) 침착}

✔️ Glycogen Accumulation

• PAS 염색을 통해 glycogen을 특이적으로 염색할 수 있다(진한 빨간색).
• 일반적인 H/E 염색에서는 그냥 구멍이 뽕뽕 뚫린 것처럼 보인다. (씻겨 내려가서 공포화)
• 단, 무언가 섭취하고 8시간 이내라면 이 glycogen 침착은 생리학적으로 무조건 보인다. 샘플 채취 전에 마지막 섭취가 몇 시간 전인지를 반드시 고려.\

^{Glycogen 침착된 간의 PAS 염색과 H&E 염색 비교. 진한 빨간색으로 염색된 모든 세포에 glycogen이 침착되어 있다.}

• Glycogen은 포도당이 저장되는 형태이지만 어떤 상황에서는 세포 내에 과도한 glycogen이 축적되기도 한다.
  • 간세포 Hepatocytes (가장 흔합, 간비대 유발)
  • 신세뇨관 세포 Renal tubular cells (당뇨병에서 흔히 관찰)
  • 췌장 β세포
  • 심근세포 Cardiomyocytes
• 원인 : diabetes mellitus(당뇨-혈당↑), steroid therapy(스테로이드 투여), glycogen storage diseases(선천적 효소 결핍으로 분해X)

✔️ Protein Accumulation

^{Reabsorption droplets in renal tubular epithelium. 붉고 동글동글한 과립이 관찰된다 -정상적인 과립성 세포질과 달리 과립 하나하나 굉장히 크고 뚜렷하다.}

• 신장에서 전형적으로 단백질 침착이 잘 관찰된다.

• 과도한 단백질성 질환이나 PLE(Protein-Losing Enteropathy)에서 이런 소견이 관찰될 수 있다.

  • PLE : 단백질을 제대로 흡수하지 못하고 계속 배출하는 질환 → 그런데 신장에서 계속 재흡수하려고 노력하기 때문에 단백질 과립이 세뇨관 곳곳에서 관찰될 수 있다.

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✔️ Pigment Accumulation

• 갈색 과립이 곳곳에 존재.

• 충혈 : 혈관 안에 RBC가 많이 차 있는 것.

• 출혈 : 혈관 밖으로 RBC가 나와있는 것.

• 갈색 과립 : hemosiderosis

• Hemosiderosis에 따라 출혈이 있었는지 없었는지 판단하는 기준이 됨.

• 개고양이는 석면 같은 것에 숴기

• 색소침착의 색깔이나 패턴에 따라 원인을 판단

4.3 Pathologic Calcification

Dystrophic calcification

• 칼슘 침착은 매우 중요하다.
• 골조직에서 유래한 osteosarcoma
• 육안적으로 하얀 결절 형태로 보일 수 있다 → 칼슘 침착인지, 칼슘이 풍부한 조직이 비정상적으로 자리한 것인지 구분해야 한다.
• 세포 안의 칼슘이 유출되어 자리할 수도 있고, 혈중 칼슘 농도가 과도하게 높아 배출되지 못하고 체내에 쌓이는 경우가 있다. (잘 침착되는 위치 : )
• 현미경적 소견 ; 호염성, 거칠하고 까끌한 느낌

Metastatic calcification

• 원래 칼슘이 많이 존재하는 부위가 아닌데 다른 부위의 높은 칼슘 농도 때문에 비정상적으로 쌓인 것
• 가장 대표적인 원인은 hypercalcemia
  • 이의 원인을 다시 파악해야 한다 : hyperparathyroidism, vitamin D toxicity, renal failure, bone destruction(골의 재흡수가 일어나면..)
• 칼슘이 잘 침착되는 common sites는 위점막, 신장, 폐, 동맥 주변. 혈중 칼슘 농도가 높아지면 혈관 주변에 필연적으로 나타난다.
• Microscopy : interstitial basophilic deposits (Intracellular X - 세포 안이 아니라 사이사이에 쌓임.)

Cellular Aging

• 고곳에 장기 특이적인 줄기세포가 있는데, 계속 분열하여 새로운 세포를 만들어냄.
• 장기 특이적 줄기세포에 aging이 생기면 세포 증식능이 현저하게 떨어져, 새로운 세포를 만들어내지 못한다. 재생 능력이 떨어지는 것. 눈이 안 보이고, 귀가 안 들리는 등의 노화가 이렇기 때문. DNA repair의 결함,

4.4 Genetic Basis of Disease

1) General Concepts

• 모든 질병에 유전 소인이 있다고 말할 수 있을 만큼 중요하지만, 어떤 환경에 노출되어 있는지가 발현을 많이 결정한다.
• 환경적 요인이 위험한 이유는 생명체의 DNA를 손상시키고, 이것이 누적되어 mutation을 유발할 수 있기 때문이다.
• Mutation : 계속된 inbreeding으로 인해 생기는 문제점. 우리가 보는 많은 개들은 inbreeding을 거쳤기 때문에 품종 특이적 유전질환을 가진다.
• 유전 소인은 ‘소인’일 뿐, 항상 결과로 이어지지는 않는다. 환경적 자극이나 추가 조건이 발현 여부, 발현 형태에 영향을 준다.
• inherited = 부모로부터 물려받은 소인 / acquired = 환경적 요인 (생활 양식 등)
• Mutation은 1개의 유전자, 여러 개의 유전자, 혹은 염색체 자체에도 있을 수 있다. (X-linked ⇒ 염색체 자체에 문제)
• 유전적 결함은 항상 손상이나 기능 이상으로 나타나지는 않는다. (can predispose)

2) Types of genetic mutations

어떤 mutation이 어떤 질병을 유발할 수 있는지는 알아놔야 함. 특정 유전 소인과 관련된 질병은 알아둘 필요가 있다.

Point mutations	single nucleotide changes → missense, nonsense
Insertions/deletions	frameshifts altering reading frame
Trinucleotide repeat expansions	e.g., Huntington’s, fragile X.
Chromosomal abnormalities	deletions, duplications, translocations

germline mutation : 태어날 때부터 이미 받은 것. somatic mutation : 태어난 이후에 얻어진 것. 표현형 발현 빈도에 차이가 남.

Single-Gene Disorders	- Enzyme defects : lysosomal storage diseases - Receptor가 제대로 작동하지 않거나(receptor defects) → familial hypercholesterolemia - 이온 성분을 주고받는 channel에 문제가 생겼을 때 (channel defects) → ion channelopathies
Multifactorial Disorders	* 유전 소인 + 환경 - Hip dysplasia : 유전 소인이 있으며, 활동적이거나 골반에 충격이 많이 가는 환경에 있으면 높은 확률로 발현됨. - Diabetes melitus : - Cancer predisposition : 암은 오랜 시간의 축적으로 발현됨, 환경 요인이 많은 영향을 미침.
Chromosomal & Mitochondrial Abnormalities

Genetic Disorders by Species	Breeds
Dog
Amyloidosis	Shar-Pei, Beagle
Muscular dystrophy	Golden Retriever, Irish Terrier
Copper toxicosis	Bedlington Terrier, Labrador Retriever
Osteogenesis imperfecta	Beagle, Dachshund
Cat
Polycystic kidney disease	Persian, related breeds
Mucopolysaccharidosis VI	Siamese, Domestic Shorthair
GM1 gangliosidosis	Korats
Hypokalemic polymyopathy	Burmese
Pig
Porcine stress syndrome (malignant hyperthermia)	Landrace, Pietrain
Splay leg	Various breeds
Horse
Hyperkalemic periodic paralysis (HYPP)	Quarter Horse
Glycogen branching enzyme deficiency	Quarter Horse, Paint Horse
Severe combined immunodeficiency (SCID)	Arabian
Overo lethal white foal syndrome	Paint Horse
Cattle
BLAD (Bovine leukocyte adhesion deficiency)	Holstein
Deficiency of uridine monophosphate synthase (DUMPS)	Holstein
Complex vertebral malformation (CVM)	Holstein
Bovine citrullinemia	Holstein