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감염과정

조직이 손상을 입은 후에 처음 나타나는 현상은 가까이 있는 소동맥(더 굵은 동맥으로부터 모세혈관이라고 하는 극히 가는 그물 모양의 혈관으로 혈액을 운반함)이 빠르게 수축하는 것이다.

그러나 이 수축은 곧 사라지고 소동맥이 이완·확장되면서 혈류가 증가하여 모세혈관의 그물 전체를 혈액으로 가득 채운다. 그 다음에는 백혈구가 동맥 혈류의 중심에서 벗어나 혈관벽에 붙게 된다(면역학). 그런 후 백혈구는 혈관벽을 뚫고나와 혈관벽 가까이의 손상된 조직으로 가게 된다.

그러나 백혈구가 이동하여 세포삼출액을 만들기 이전에 액체삼출액이 모인다. 여기에 관련된 소혈관의 벽은, 정상적으로는 혈장의 수분과 염분이 자유롭게 통과할 수 있는 반면 단백질은 소량만이 통과할 수 있다. 그러나 염증이 생기면 소정맥과 모세혈관의 벽에서 혈장단백질에 대한 상대적 불투과성이 없어져 단백질이 혈액에서 조직으로 빠져나오게 된다. 그 결과 단백질이 수분을 끌어당기고 보유하게 됨으로써 손상을 입은 부위에 액체가 모이는 부종을 형성한다.

손상된 조직세포에서 나오는 히스타민(histamine)이나 류코탁신(leucotaxine) 같은 물질이 혈관벽의 투과성의 증가를 촉진하고 매개한다. 따라서 염증의 4가지 주요증상에 대한 설명이 가능하다. 발적은 혈관이 이완하기 때문이고, 부종은 혈관확장 때문이기도 하지만 주로 삼출액이 생긴 결과이다. 발열은 혈류량이 증가하기 때문이고, 통증은 국소적인 부종과 압력 때문이거나 염증과정중에 생긴 화학물질이 신경말단에 작용하기 때문이다.

삼출액 중 세포와 액체구성성분은 손상된 조직부위에서 치료기능을 한다.

백혈구는 손상부위에서 세균이나 그외 이물질(항원), 세포 조각 등을 공격하고 제거한다. 상처부위에 모이는 혈장단백질 성분인 피브리노겐(fibrinogen)은 상처 주위에서 피브린(fibrin)으로 전환되어 출혈이 일어났을 때 혈액을 응고시킨다. 또 혈장단백질인 감마 글로불린(gamma globulin)에는 항체가 있어서 특정한 항원과 반응한다.

항체는 세균에 감염된 조직으로 새어나와 세균을 덩어리지게 하고 이것을 용해하거나 백혈구의 음식물 섭취를 촉진시킨다. 새어나온 혈장은 산소를 운반하고 상처난 조직으로 영양분을 공급하며, 또한 이 부위에 있는 유독한 물질들을 희석하거나 씻어내기도 한다.

모든 염증은 단순하고 짧은 기간 지속되는 급성염증으로 시작되어 다음 4가지 중 하나의 방향으로 진행된다.

즉 그대로 사라지거나, 새로운 흉터조직이 되거나, 화농성 고름이 되거나, 또는 지속적인 만성염증이 된다. 급성염증은 농양이 형성되거나 흉터가 생길 정도로 상처가 심하지도 않고 만성으로 될 만큼 치료하기 어렵지도 않다. 가벼운 화상, 기계적 손상, 동상, 화학적 자극, 세균이나 바이러스 감염, 알레르기 등이 이 범주에 속한다(→ 알레르기). 급성염증의 증상은 흔히 혈액을 순환하는 백혈구 수가 증가(백혈구증가증)하고, 열이 나며, 혈액 내의 적혈구가 중력에 따라 가라앉는 속도(적혈구침전속도[ESR])가 증가한다.

이 3가지 증상은 임상의학에서 진단에 널리 사용되는 것이다.

단순급성염증은 저절로 사라질 것으로 예상할 수 있는데, 이는 삼출액이 없어지고 염증이 생긴 부위가 정상적인 기능과 구조를 되찾는 것을 의미한다. 염증 해소의 주요한 초기 변화는 삼출액 내의 다형핵구(多形核球) 또는 과립성백혈구(顆粒性白血球：불규칙하거나 여러 가지 모양의 핵이 있고 흡수성을 지니며 세균을 죽이는 과립을 가진 것이 특징인 백혈구)가 점차 사라지고 단핵백혈구(單核白血球)가 나타나는 것이다.

단핵백혈구는 둥글거나 타원형 또는 약간 오목한 모양의 핵을 지니는 거대한 식세포인 단핵구로서 시작된다. 이는 대개 과립성백혈구와 동시에 또는 조금 늦게 혈액으로부터 이동한다. 손상을 일으키는 자극이 중단되거나 신체의 방어 메커니즘에 의해 치유가 되면 이동은 중단된다. 과립성백혈구는 수명이 짧고 매우 잘 움직여서 수시간 내에 죽거나 분해되어 염증부위에서 없어진다. 반면에 단핵구는 손상된 조직에 일단 들어가면 성숙하여 대식세포(大食細胞)가 된다. 대식세포는 식세포작용이 더 크고 75일 정도까지도 살 수 있다.

이는 손상부위를 깨끗이 청소하고 정상으로 회복시키는 데 적합하다.

급성염증반응이 진행되어 국소적으로 고름을 형성하면 농양이 생겼다고 하고 그 과정을 화농(化膿)이라고 한다. 고름은 죽은 백혈구와 조직세포가 변해 생기는 끈끈한 액체이다. 고름은 대개 크림 같은 노란색이나 녹색이지만 혈액과 섞여 붉은 색을 띠거나 맑은 점액과 섞여서 나타나기도 한다.

화농의 가장 흔한 원인은 화농성구균(pyogenic cocci) 같은 특정한 세균이 조직을 감염시키는 것이다. 이들 세균 중에서 황색포도상구균 같은 것이 가장 중요한 것으로 생각되지만 그밖에도 고름을 생성하는 미생물이 많이 있다. 세균 내에 있거나 세균이 만들어 내는 독소가 백혈구와 조직세포를 죽인다.

세균이나 죽은 세포에서 분비되는 효소에 의해 죽은 세포가 용해된다.

몸의 일부분이 크게 손상을 입어 염증뿐 아니라 조직의 파괴까지 일어났을 때에는 손상된 부위의 복구가 필요하다. 이는 재생과 조직화의 이중과정으로 이루어지며 두 과정이 함께 진행되어야 치유된다. 재생은 파괴부위가 회복될 때까지 살아 있는 조직세포가 계속 분열하는 것이다.

조직마다 재생능력이 크게 차이가 나며 뇌 및 신경계의 여러 부분들은 이러한 재생능력이 전혀 없다. 또한 결합조직이 크게 부족하거나 혈전(血栓)이나 삼출액의 덩어리가 차 있는 경우에는 어떤 형태의 영구적인 조직으로 대체된다. 새로운 혈관과 결합조직형성세포(섬유모세포, fibroblast)가 이 부위에서 자라나 처음에는 혈관이 분포하는 결합조직을 형성하고 나중에는 반흔조직(瘢痕組織)을 형성하는데 이러한 과정을 조직화라 한다. 보통 여드름의 감염된 부분 같은 사소한 염증도 조직화와 반흔 생성과정을 거치기도 하나, 가장 심한 흉터는 화상이나 외상 후에 결합조직이 광범위하게 파괴된 뒤에 생긴다.

만성염증은 오랫동안 지속되는 반응을 말하지만 이는 현미경으로 볼 때 특징적인 모양을 지니기 때문에 병리학자들은 환자의 병력과 아울러 현미경 소견을 만성염증의 기준으로 삼는다.

만성염증에는 결핵·나병·딸기종(yaws)·매독(梅毒)·류머트관절염 등이 속한다. 그외에 만성신장염(慢性腎臟炎)·간경화증·만성담낭염(慢性膽囊炎) 등도 포함된다. 만성염증의 본질은 조직손상의 원인이 결핵이나 나병균, 이물(외부에서 오는 자극적인 고체물질), 곰팡이, 성질을 알 수 없는 것들 중 어느 것이든 간에 체내의 방어체계에 의해 빠르게 파괴 또는 제거되지 않는 것이다.

살아 있는 미생물(결핵균이나 나병균)의 경우는 침입자와 숙주 간에 공생관계가 성립된다. 만성염증의 주된 병리적 특징은 특정세포가 손상된 부위에 침투하는 것이다. 그러한 세포들은 대식세포·상피세포·림프구·형질세포·거대세포·섬유모세포 등이며, 염증의 원인에 따라 삼출액의 성질이 다르다. 즉 결핵에서는 상피세포가 주원인이고 매독에서는 형질세포가 주원인이다.

염증이 만성으로 되는 주요원인은 거대세포가 자신이 삼킨 것을 소화하지 못하여 균과 같은 자극물을 없애지 못하는 것이다. 나병이나 결핵 같은 경우에는 균이 거대세포 내에서 생존하고 증식한다. 거대세포가 균을 없애지 못하는 이유는 아직 알려지지 않았으나 아마도 몇몇 미생물의 화학조성, 일부 또는 전체 식세포의 소화기구 결함, 또는 몇몇 면역학적 결함이나 알레르기 메커니즘 등과 관련이 있을 것이다. 신체가 자신이 생성한 염증물질에 대해 과민해져서 반응이 지속되고 악화될 가능성도 있다.

치료

가능한 한 염증의 원인을 제거하도록 치료한다. 따라서 세균성 염증은 페니실린이나 테트라시클린 같은 항생제를 투여하여 치료한다.

이러한 치료는 대부분 효과가 있으나 미생물 중에 항생제에 저항성을 지니는 종(種)이 생겨나서 점차 치료가 안 되는 경우가 많아지고 있다. 결핵 같은 만성감염 역시 스트렙토마이신 같은 항생제를 단독으로 쓰거나 때로는 이소니아지드(isoniazid) 같은 다른 항결핵제와 함께 사용한다. 이물반응은 자극물질을 외과수술로 제거하여 치료한다.

염증의 원인을 알 수 없거나 여러 치료법이 효과가 없을 때는 항염제(꼭 원인을 제거하지는 않더라도 염증의 증상을 완화시키는 물질)를 흔히 사용한다. 이러한 약물은 경구투여 또는 주사하거나 염증 부위에 바르는데, 코르티손(cortisone) 같은 코르티코스테로이드(corticosteroid)나 아스피린(aspirin) 같은 살리실산염(salicylates)이 있다.

간단한 증상치료로서 뜨겁거나 찬 것으로 압박하거나, 뜨거운 찜질약, 진통제 또는 항자극제(抗刺戟劑)의 국소투여 등이 오래 전부터 사용되어왔다. 통증이나 조직파괴를 완화하는 것이 바람직하나 염증반응이 방어의 역할을 한다는 것을 무시하고 치료해서는 안 된다.