2024. 4. 12. 18:22ㆍ의학/신장요로
정상 신장 구조
신장은 길이 약 11cm, 무게 약 120~170g의 여과 기관으로, urine을 생성한다. 신장은 피질(cortex)와 수질(medulla)로 구분되며, 사구체(glomerulus)는 피질에 존재한다. 피질에서는 아래와 같은 구조물이 존재한다.
- 사구체(glomerulus)
- 세뇨관(tubule)
- 간질(interstitium)
- 혈관(blood vessel)
Nephron Unit
네프론은 한쪽 신장에 약 100만 개 존재하는, 신장의 기능적 기본 단위이다. 신소체(말피기소체/renal corpuscle), 세뇨관, 집합관을 합쳐 네프론이라고 이른다.
정상 사구체의 현미경 구조
사구체는 일반적으로 여과를 위한 혈관의 덩어리를 말한다. 사구체는 (1) Glomerular capillary 와 (2) Mesangium 으로 구성되어 있으며, Bowman capsule이 둘러싸고 있는 형태이다.
먼저, 사구체의 광학현미경 구조이다. 아래에서 사구체를 둘러싸고 있는 파란색 주머니가 Bowman's capsule이고, parietal epithelial cell이 이를 이룬다. 투명하게 보이는 혈관의 벽에 붙어있는 핵은 endiothelial cell의 것이다. 또한 glomerulus가 Bowman's space와 접하고 있는 실선의 경계선은 podocyte(visceral epithelial cell) 이고, 나머지 핵들은 mesangial cell의 핵이다. 이외에, 아래 그림에서 붉은색으로 표시된 arteriole 등이 관찰된다.
이를 조금 더 확대해서 보면 glomerular tuft이 보인다. 아래 그림에서 동그라미친 mesangial cell의 주변으로 arteriole 들이 붙어있는 것을 볼 수 있다. Arteriole을 싸고 있는 실선의 구조물들은 Glomerular basement membrane이며, 이는 Podocyte(화살표)의 foot process가 싸고 있다. Foot process들은 아래 그림에서 희미하게 보인다.
Mesangial cell은 glomerular tuft를 구조적으로 지지하고, phagocytosis를 할 수 있다. 또한 자극에 반응해 증식할 수 있고 각종 mediator를 분비한다.
위는 사구체를 단면을 떠서 전자현미경으로 촬영한 것인데, podocyte(파란색 화살표)의 foot process(보라색 화살표)를 잘 관찰할 수 있다. 이 foot process 사이의 틈으로 혈액이 여과된 성분들이 나오는 것인데, 이를 slit diaphragm이라고 한다. 이러한 filtration barrier는 두 가지 원리로 혈액을 여과한다.
- 크기: 3.6nm(알부민 정도) 이상은 통과 불가
- 전하: barrier가 음전하를 띠어 같은 전하를 띠는 음이온은 잘 통과하지 못하고 양이온이 잘 통과한다.
사구체의 병리학
먼저, 사구체의 병리학적 판독을 위한 staining 기법을 알아보자.
| Staining Method | 특징 |
| H&E | BM이 잘 안 보여 부적절하다. |
| PAS | BM이 가장 잘 보여 실제 판독에 가장 중요하다. |
| Silver | BM이 잘 보인다. |
| MT | 섬유화 정도를 확인 가능하다. |
다음으로, 병리학적 변화가 어디에서 나타나는지를 기준으로 세 가지가 있다.
1. Focal vs. Diffuse
Focal은 국소성 병변으로, 전체 사구체의 50% 미만인 것을 말한다. Diffuse는 미만성 병변으로, 전체 사구체의 50% 이상인 것을 말한다.
2. Segmental vs. Global
Segmental은 병변이 하나의 사구체의 일부에 존재하는 경우를 말하고, Global은 병변이 하나의 사구체 전체를 차지하는 경우를 말한다.
3. Capillary vs. Mesangial
Capillary는 면역복합체가 혈관벽을 따라 침착되는 경우, mesangial은 mesangium에 침착되는 경우를 말한다.-
광학현미경에서 확인 가능한 glomerulus의 병리학적 변화는 총 다섯 가지가 있다.
1. Hypercellularity
특정 종류의 세포가 과도하게 증식하는 경우이다. 이는 아래와 같이 네 종류가 있다.
- Mesangial cell proliferation: 자극에 의해 쉽게 증식하여 mesangium을 늘린다.
- Endothelial cell proliferation: 자극에 의해 증식하여 endothelial capillary lumen을 꽉 채운다.
- Leukocyte proliferation: Capillary에 자극이 가해지면 염증 세포를 끌어들인다.
- Parietal cell proliferation (crescent): Bowman's capsule을 따라 한 층으로 늘어서 있던 parietal cell이 여러 층으로 증식한다.
2. Mesangial Matrix Expansion
Mesangial cell의 자극으로, matrix를 많이 분비하여 matrix가 확장되는 것이다. 일반적으로 앞서 언급한 mesangial cell proliferation과 함께 일어난다.
3. GBM thickening
아래와 같이 광학현미경으로 두꺼워진 GBM을 관찰할 수 있고, PAS staining에서 관찰이 잘 된다. GBM thickening은 주로podocyte의 문제로 일어난다.
4. Glomerulosclerosis
사구체의 손상으로 세포 증식 등의 변화를 받아 망가지는 것이다. Capillary가 쪼그라들어 기능을 못 해 lumen이 안 보이고, 망가진 부분은 섬유화가 된다.
- Global sclerosis: 사구체 경화가 사구체 전체적으로 나타난다.
- Segmental sclerosis: 사구체 경화가 사구체 일부에서 나타난다.
5. Crescent Formation
Parietal cell proliferation과 일반적으로 함께 일어나는 것으로, capillary가 깨져 각종 단백질이 urinary space로 나와 parietal cell을 자극하여 증식시킨다.
