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우리몸을 구성하고 있는 세포는 대략 60~100조개 정도이다. 이러한 세포는 원활한 신진대사를 위해 부단히 노력하고 있다. 그러나 어떤 요인에 의해 이러한 세포가 손상되는 경우가 있다.

이러한 손상은 크게 손상은 일어나지만 원상복귀가 가능한 가역적 손상과 손상이후 원상복귀가 불가능하게 되는 불가역적 손상으로 나눌수 있다. 대부분의 경우 초기에는 가역적 세포손상을 초래하지만 손상이 심각할 경우 비가역적 손상으로 인해 세포사를 초래할수 있다.

세포는 자신의 기능과 생존력을 유지하기 위해 신진대사를 끊임없이 진행하고 있으며 주위 환경으로부터 다양한 자극을 받는다. 그러나 항상성의 작용으로 한정된 범위내에서의 변화를 보이며 질병으로부터 인체를 보호하고 있다.

그러나 지속적인 유해한 자극이 가해지면 세포는 정상적인 형태를 벗어나 질병을 일으키게 된다. 이러한 세포손상의 원인으로 몇가지가 있다. 우선 저산소증 상태이다. 세포손상을 유발하는 가장 흔하고 중요한 원인 중 하나이다.

즉 세포에 공급되는 산소가 감소하는 상태를 말한다. 예를들면 관상동맥 경화로 인해 심근의 허혈상태나 일산화탄소 중독 등이 그 예이다. 물리적 인자로 외상, 자외선, 방사선, 온도, 전기 기압 등이 있다.

화학적 인자로 비소나 수은 등의 독극물이 있다. 환경 및 대기오염 물질, 살충제, 제초제, 일산화탄소, 석면, 규소 등이 있으며 술, 담배, 다양한 치료약제 등도 세포손상을 유발시킨다. 생물학적 요인으로 세균, 바이러스 등이 있으며 유전성 인자로 다운증후군이나 근이영양소증 등이 있다.

기타 인자로 영양 불균형이나 노화 등이 있다. 세포는 산소와 포도당으로 에너지를 만든다. 그러나 과잉산소는 오히려 세포를 손상시키고 더 나아가 노화를 유발시킨다. 이러한 불필요한 과잉산소는 자유기(유리기)라 불리는 물질을 생성하여 세포에 다양한 독성을 발휘한다.

단백질 구조를 변화시킨다든가 DNA에 손상을 입혀 돌연변이를 일으켜 종양 발생의 원인이 되기도 한다. 이러한 것은 항산화작용이라 하여 비타민 A, B, E등의 섭취를 통해 과잉산소를 효율적으로 처리하여 세포의 손상을 최소화하며 노화도 지연시키기도 한다.

따라서 이러한 항산화작용이 저하되면 노화현상이 촉진되기도 한다. 정상세포는 형태적, 기능적으로 한정된 범위에서만 기능을 유지하고 있고 이러한 정상적인 상태를 안정상태라고 한다. 그러나 세포에 주어진 자극이 적응상태를 넘으면 세포손상이 일어난다.

이러한 자극이 소멸되면 세포가 다시 안정상태로 돌아올수 있는데 이를 가역적 세포손상이라고 한다. 자극이 매우 강하면 세포가 비가역적 손상을 입고 세포가 죽게 되며 이를 세포사라고 부른다. 저산소증시 세포손상의 변화로 가역적인 변화와 비가역적인 변화가 있다.

이런 경우 가역적인 변화로 사립체(미토콘드리아)가 제일 먼저 손상을 입고 에너지 생성이 저하되어 세포 내의 에너지 양이 감소되며 세포내의 포도당을 사용하여 에너지원을 만든다. 세포 내에 젖산이 축적되며 세포 내 PH가 저하된다. 세포내 수분이 축적되는 변화가 온다.

비가역적 변화로는 저산소증이 지속되면 비가역적 손상이 일어나고 세포가 사망에 이른다. 에너지생산의 감소와 세포막의 손상과 이어서 세포막의 소실이 초래된다. 저산소증시 세포손상의 매개체로써 자유기가 중요한 역할을 하며 자유기는 물질로 세포에 다양한 독성을 발휘하는 역할을 한다. 이는 세포를 손상시키고 단백질의 교차결합과 지질의 구조를 변화시켜 세포막의 손상을 일으킨다.

류재문프로필:서영대학교 보건행정과 겸임교수. 미래간호학원장. 인체해부연수교육개발원장 062-236-3114 Fax:062-228-3115 010-2640-3029