호중구

호중구(또는 중성구)는 골수 내의 조혈 줄기 세포에 의해 형성되며, 선천 면역의 주요한 역할을 담당하고 있는 대표적인 과립구 세포이다. 호중구는 대부분 포유류의 백혈구 중에서 가장 높은 비율(55~70%)을 차지하고 있다. 호중구는 골수의 줄기세포로부터 형성되며, 일반적으로 수명이 짧고 운동성이 강한 특징을 가지고 있다. 또한, 다른 세포들이 존재하지 않는 상황에서도 조직의 어느 부위든 침투 할 수 있는 능력을 가지고 있다. 호중구는 다엽핵과 산성 및 염기성 염료 모두로 염색되는 과립 세포질을 가지고 있기 때문에, 헤마톡실린과 에오신 (H&E염색법)으로 염색하였을때 호염구(어두운 파란색)와 호산구(밝은 빨간색)와는 달리 파란색과 빨강색의 중간인 분홍색으로 염색되는 특징을 가지고 있다.

호중구는 포식 세포의 일종으로써 보통 혈액 안에서 발견된다. 세균의 감염, 환경적인 요인, 그리고 일부 악성종양에 의해 생기는 염증의 초기 단계에서, 가장 빠르게 염증에 반응하여 염증이 발생하는 부위로 이동하는 세포로 알려져 있다.

목차

호중구는 평균지름이 9~15μm 정도의 비교적 균일한 크기를 가지고 있다. 이 세포는 호산구와 호염구와 함께 엽 형태를 가진 다형핵(polymorphonuclear) 백혈구이다. 일반적으로 핵은 2~5개의 엽으로 나뉘고, 분리된 엽들은 염색질에 의해서 연결되며, 성숙 과정을 가치면서 핵 속의 인은 사라진다. 세포질에는 작은 골지체와, 소량의 미토콘드리아와 리보솜들이 존재하고 있다. 특징적으로 조면소포체는 존재하지 않는다. 세포질 안에는 약 200개정도의 과립구가 존재하고 있다.

혈류 속에서 순환하는 활성화 되지 않은 호중구는 일반적으로 구 모양의 형태를 보이지만, 활성화 된 후에는 구 모양의 형태가 사라지고, 무정형의 모양이 되거나  아메바와 같은 형태로 위족을 뻗을 수 있게 모양으로 바뀌게 된다.(그림1)

그림1. 호중구의 구조(출처:위키피디아, https://en.wikipedia.org/wiki/Neutrophil)

말초의 혈류로 방출된 호중구는 대개 7~10시간 동안 순환하다 감염 또는 염증이 발생한 조직으로 이동하여 기능을 수행하며, 그 곳에서 1~2일 정도 생존 할 수 있다. 골수는 감염이 발생하면 이에 반응하여 평소보다 많은 양의 호중구를 생성하여 방출하고, 일반적으로 감염된 조직에 처음으로 이 세포들이 도착하게 된다. 감염이 발생하여 혈액 내 호중구의 수가 일시적으로 증가하는 현상은 의학적으로 감염 여부를 판단하는 근거로 이용되고 있다.

혈액 내에서 순환하던 호중구는 화학주성(chemotaxis)에 의해 감염 및 염증 조직 부위로 이동한다. 이들은 감염 및 염증 반응에서 생성되는 다수의 화학주성인자들의 농도 기울기를 감지 할 수 있으며, 화학 신호를 따라 사이질 조직에 침투하고 마침내 혈관 기초막을 침투하여 조직 공간 속으로 이동한다.(그림2)

그림2. 호중구의 이동과 기능(출처:위키피디아, https://en.wikipedia.org/wiki/Neutrophil)

이들이 반응하는 대표적인 화학주성인자로는 활성화된 T 세포와 대식 세포가 분비하는 인터류킨 8과 인터페론 감마와 같은 사이토카인, 보체구성요소인 C5a와 같은 분자 등이 있다.

감염 및 염증부위에 가장 먼저 도착한 호중구는 다양한 사이토카인을 방출하고, 비만 세포와 대식 세포와 같은 다른 종류의 면역 세포를 감염부위로 유인하여 면역 작용을 증폭시키는 기능을 수행한다. 또한, 호중구는 면역 세포를 유인하는 기능 이외에도 직접적으로 미생물을 공격하는 항미생물기능도 수행한다. 첫째로, 호중구는 대식 세포와 마찬가지로 활발한 포식 세포이기 때문에, 미생물이나 표적 입자를 포식하는 식세포 작용을 할 수 있다. 호중구는 포식 작용을 통해 호중구 내로 미생물을 잡아 들여 파고좀을 형성하고, 가수분해효소와 활성산소종을 파고좀 내로 분비함으로써 미생물을 제거한다. 둘째로, 호중구는 미생물을 제거하기 위해 필요한 다양한 효소 단백질들이 모아져 있는 과립들을 방출하는 탈과립화작용을 통해 미생물을 제거 할 수 있다. 과립에는 대표적으로 과산화효소, 디펜신 그리고 다양한 가수분해 효소를 포함하는 일차과립(또는 아주르친화성 과립)과, 콜라겐분해효소와 락토페린 그리고 라이소자임을 포함하는 이차과립(또는 특이과립)이 존재한다.

과립구세포, 호염구, 호산구, 화학주성, 식세포작용, 파고좀

Kuby Immunology (7^th ed.) (2013)