병원균

인간 또는 동식물의 체내에 침입하여 감염성 질환을 일으키는 생물체를 병원균, 병원체(Pathogen)라 하며, 이러한 병원체에 의하여 일어나는 질병을 감염병이라 한다.

목차

병원체의 존재는 현미경이 발달하면서 밝혀지기 시작하였으며, 로버트 코흐(Robert Koch)는 우연히 탄저병으로 죽은 양과 소의 혈액을 현미경으로 관찰하던 중 혈구 주위에 작은 막대기와 이것이 이어진 것으로 보이는 실처럼 생긴 물체를 확인하였다. 당시 미생물의 존재는 이미 알려져 있었지만 질병과의 관계는 불 명확한 상태였으며, 코흐는 이 물체가 탄저병을 일으키는 미생물일지 모른다고 가정하고 이를 입증하기 위한 다양한 실험을 진행하였다. 1876년 로버트 코흐(Robert Koch)는 막대 모양의 세균이 탄저병(Anthrax)을 일으킨다는 사실을 보고 하였으며, 이후 배지(Media)에 균체의 집락(콜로니, Colony)를 배양하는 기법을 개발했으며, 결핵균(1882년)과 콜레라균(1883년)을 연이어 발견했다. 코흐는 특정한 세균이 특정한 질병을 유발한다는 ‘세균이론(Germ theory)’의 창시자가 되었다. 이 이론은 1. 미생물은 질병으로 고통받는 모든 생물체에서 발견되며, 건강한 생물체에서는 발견되지 않는다. 2. 미생물은 질병에 걸린 생물체에서 분리가 가능하며, 순수 배양을 통하여 성장시킬 수 있다. 3. 분리되어 성장된 미생물을 건강한 생명체에 주입 시 병을 유발할 수 있다. 4. 건강한 생명체에 병을 유발한 미생물은 재 분리될 수 있으며, 이 미생물은 초기 분리되어 성장된 미생물과 동일한 미생물이다. 라는 4가지 조건을 충족하여야 병원체로 인정하였다.

하지만, 최근 과학의 발전을 통하여 건강한 생물체에도 미생물이 발견될 수 있으며, 숙주-병원체 관계의 형성은 숙주에 상해를 입히는 병원체의 능력을 지칭하는 병원성(Pathogenicity)에 달려 있다는 것이 알려졌다. 특히, 병원체에 대해 숙주가 저항성을 나타내거나 감수성을 가지기 때문에 잠재적 병원체들 간에도 병원성이 상당히 차이가 나게 된다. 예를 들면, 기회성 병원체(Opportunistic pathogen)는 정상적인 숙주저항이 없을 때만 질병을 일으키는 것이다. 각 개별 병원체마다 매우 다양한 병원성을 가지며, 병원성의 정량적인 측정을 독성(Virulence)이라고 하는데 이는 병원체가 질병을 일으키는 상대적인 능력을 말한다.

병원체는 전형적으로 박테리아, 바이러스, 원생생물이며, 곰팡이와 감염성 단백질체도 병원체가 될 수 있다.

핵을 가지고 있지 않은 단세포 원핵생물로 핵막이 없어 유전 물질인 하나의 큰 원형 DNA가 세포질에 퍼져 있으며, 별도로 작은 원형 DNA인 플라스미드를 가지기도 한다. 이분법으로 빠르게 증식하며, 효소가 있어 스스로 물질대사를 하며, 하나의 독립된 세포로서 숙주 없이도 살아갈 수 있다. 증식 과정에서 독소를 만들어 분비하고, 이 독소가 생물체의 세포나 조직을 손상시켜 독성을 유발한다. 세균은 모양에 따라 둥근 모양의 구균, 막대 모양의 간균 및 나선형을 이루고 있는 나선균으로 구분한다. 세균에 의한 질병은 음식물의 섭취, 호흡에 의한 흡입, 다른 사람과의 접촉 등에 의해서 전염되며, 감염시 염증이 생기고, 세균이 분비하는 독소로 인해 세포가 변하거나 파괴되어 질병에 걸리게 된다.

세균 (출처: GettyImages-1074286512)

단세포 진핵생물로 여러가지 세포 소기관이 있어 다양한 기능을 수행하며, 바닷물, 민물, 흙 속에 살며 식물과 동물에 기생한다. 대부분 열대 지역에서 매개 곤충을 통해 인체 내로 들어와 증식하면서 독소를 분비하거나 세포를 파괴하여 질병을 일으키며, 말라리아, 아메바성 이질, 수면병 등의 질병을 유발한다.

인체의 피부에서 번식하거나 포자가 소화 기관이나 호흡기관을 통해 인체 내로 들어와 질병을 유발하게 되며, 무좀, 만성 폐질환, 뇌막염 등의 질병을 유발한다. 일부 곰팡이들은 진균독을 유발하여 인간과 동물에 심각한 건강 상의 위험을 초래할 수 있으며, 높은 수준의 진균독에 노출되면 신경 문제로 이어질 수 있으며 일부의 경우에는 사망에 이를 수 있다.

곰팡이 (출처: GettyImagesKorea SPL F025 1520)

세균보다 크기가 작아 광학 현미경으로 관찰할 수 없으며 세포 구조가 없다. 핵산과 단백질 껍질의 형태로 존재하며 DNA나 RNA 중 한 종류의 핵산을 가지고 있다. 생물체 밖에서는 단백질과 핵산의 결정체로 존재하며 독자적인 효소가 없어 스스로 물질대사를 하지 못하기 때문에 숙주 세포에 들어가 숙주 세포의 효소를 이용하여 물질대사를 한다. 바이러스에 의한 전염은 감염된 사람의 호흡 분비물, 소화 분비물, 혈액 및 상처 등을 통하여 바이러스가 몸 밖으로 배출되기 대문에 일어나며, 숙주 세포에 침입하여 증식하면서 세포가 정상적으로 기능하기 못하게 하고 세포 밖으로 나오면서 결국 세포를 파괴한다. 감기, 독감, 천연두, 간염, 홍역, 후천성 면역 결핍 증후군 등의 질병을 유발한다.

바이러스 (출처: GettyImages-1059046738)

단백질과 바이러스 입자의 합성어로 프리온은 유전 물질인 핵산은 없지만 접촉에 의해 변형 프리온의 수를 증가시킨다. 단백질성 감염 입자로 신경계의 퇴행성 질병을 일으키며, 정상 프리온이 비정상적인 구조로 바뀌어 변형 프리온이 되고, 변형 프리온이 정상 프리온과 반응하여 정상 프리온을 변형시키며 이 비정상적인 구조 때문에 기능을 하지 못한다. 프리온은 감염된 동물로부터 온 뇌나 신경 조직을 섭취함으로써 전염되며, 변형 프리온은 양에게는 스크래피, 소에게는 광우병, 사람에게는 크로이츠펠트-제이콥병(Creutzfeldt-Jacob disease; CJD)을 일으킨다.

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김한신/고려대학교

곽민규/을지대학교