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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1998;41(9): 1133-1136. |
| Ultrastructural Changes of Mucous Blanket in Chronic Ethmoiditis. |
| Seung Hoon Lee, Chan Park, Woo Jeong Kim, Jae Shin Lim, Hak Hyun Jung |
| Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, Korea University, Seoul, Korea. hakjung@netsgo.com |
| 만성 사골동염에서 점액막층의 변화 |
| 이승훈 · 박 찬 · 김우정 · 임재신 · 정학현 |
| 고려대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실 |
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| 주제어:
점액막층ㆍ사골동염ㆍ전자현미경. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
he mucous blanket as a smooth layer riding on the top of cilia in the respiratory mucosa provides the airway fluidity and protection from exogenous materials. However, the depth of the periciliary fluid layer is critical for the interaction between the cilia and mucus as decreased depth of the periciliary fluid layer could disturb the mucociliary transport. The purpose of this study is to investigate the ultrastructural changes of mucous blanket in the inflammatory mucosa of posterior ethmoid.
MATERIALS AND METHODS:
We evaluated the ultrastructural changes of ethmoid mucous blanket using the transmission electron microscope (5 normal posterior ethmoid sinus mucosa and 5 posterior ethmoiditis mucosa).
RESULTS:
Normal ethmoid maintained two layers of mucous blanket, but the mucous blanket from posterior ethmoiditis showed decreased periciliary fluid layer and increased mucous layer.
CONCLUSION:
Decreased periciliary fluid layer due to increased mucous layer in posterior ethmoiditis cause inactive ciliary beat and therefore can impair mucociliary transport. On the other hand, early drainage of mucus secretion in posterior ethmoiditis may improve the mucociliary transport. |
| Keywords:
Mucous blanketㆍEthmoiditisㆍEthmoid mucosaㆍUltrastructure |
서론
호흡기 상피세포에서 점액막층(mucous blanket)은 외부로부터 들어온 이물질로부터 비점막 상피세포가 손상받지 않도록 물리적 방어기능을 가지며 또한 점액섬모수송(mucociliary transport)을 통하여 이물질을 제거한다. 점액막층은 세포의 표면과 접한 부위에 액상인 섬모주위액층(periciliary fluid layer)과 외측에 점액젤층(mucous layer)으로 구성되어 있고, 점액젤층은 내측으로 유리 세포, 분비과립이 있는 내층(inner layer)과 많은 세포잔존물이 존재하는 외층(luminal layer)으로 구성되어 있다.1-4)
비점막 상피세포의 점액섬모수송과정은 섬모세포의 수와 섬모세포의 정상 섬모운동이 중요하다. 부비동염에서는 분비세포, 특히 배세포가 증가하고 이에 반하여 섬모세포의 수가 감소하며 이는 점액섬모수송에 장애가 될 수 있고, 비정상 섬모의 증가, 섬모운동의 감소, 섬모운동의 부조화 등도 점액섬모수송의 장애를 초래할 수 있다.5) 또한 섬모가 점액과 접하여 점액섬모수송을 하는데 있어 섬모주위액층의 두께가 중요한 요인으로 작용할 수 있다.3)6)즉, 부비동염에서 점액젤층의 증가로 인하여 섬모주위액층이 감소되면 점액섬모수송의 장애가 초래될 수 있으나 아직 비강 및 부비동에서 점액막층의 변화에 대한 연구는 보고된 바 없다.
따라서 본 연구의 목적은 투과전자현미경으로 범발성 부비동염 환자의 후사골동 점막의 점액막층을 정상 대조군과 비교관찰하여 점막상부에 존재하는 점액젤층과 섬모주위액층의 조성변화를 관찰함으로써 후사골동염이 섬모의 운동에 미치는 영향을 형태학적으로 관찰하는 데있다.
대상 및 방법
대상
실험군인 부비동염군은 OMU CT scan에서 범부비동염을 보인 환자로 특히 후사골동에 혼탁 소견을 보인 5명의 일측 후사골동 점막을 대상으로 하였고, 대조군은 OMU CT scan에서 후사골동이 정상적이고 전사골동에만 혼탁이 국한된 5명의 일측 정상 후사골동 점막을 대상으로 하였다. 후사골동 점막의 채취 방법으로는, 부분 마취하에서 부비동 내시경수술을 시행하면서 시술 중 겸자를 이용하여 부비동염군은 점막 전체를 채취하여 전방부 점막의 일부를 절개하였으며, 대조군은 내시경수술 중 후사골동염을 확인하고자 겸자를 이용하여 후사골동 전방을 노출 후 비교적 정상적으로 보이는 일측 후사골동의 전방 점막의 일부(약 0.5×0.5 cm)를 절취하였다.
방법
연구 조직의 전자현미경적 관찰을 위하여 절취한 점막은 4℃의 2.5% glutaraldehyde 용액(0.2M phosphate buffer, pH 7.2)에 1시간 동안 고정하였으며, 이때 운반과정이나 조직과정 중 흔들리거나 세척하지 않은 상태로 1% osmium tetroxide용액에 1시간 동안 후고정하였다.1) 후고정 후 각 검체는 알코올에 순차적으로 탈수시켰고 epon에 포매하여 대상부위를 200Å의 두께로 초박절편을 만들어 uranyl acetate와 lead citrate로 염색한 후 투과전자현미경(Hitachi H-600)으로 관찰하였다. 점액막층의 두께는 후사골동 점막의 상층부를 3,000~6,000 배로 사진을 촬영한 후 섬모주위액층과 점액젤층(내층, 외층)으로 구분하여 각 사진에서 5곳을 일정 간격으로 측정하였다.
자료분석
통계학적 분석은 t-test를 이용하였으며, p 값이 0.05이하이고 t 값이 ±2.57 이상인 경우에 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 하였다.
결과
대조군의 점액막층은 9.0±3.0 μm의 두께를 가진 섬모주위액층과 8.1±6.9 μm의 두께인 점액젤층으로 구분되었다(Fig. 1). 대조군의 점액젤층은 내층과 외층으로 나뉘어져 있었고 외층 점액젤층에는 세포 잔존물이 관찰되었다(Fig. 2).
후사골동염 환자의 점막에서는 섬모세포 상부의 섬모주위액층은 4.9±2.7 μm로 비교적 잘 유지되어 있었으나 대조군의 9.0±3.0 μm 보다는 두께가 감소되어 있었고(p<0.05, t＝5.12), 점액젤층은 점액이 사골동내 저류액(농)과 섞여서 외층과 내층으로의 구분은 불분명하고 대부분 20 μm이상으로 두께가 증가되어 있었다(p<0.05,t＝-10.4, Fig. 3). 후사골동염 점막은 전체적으로 배세포가 현저하게 증가되어 있었으며, 일부 점막에서 배세포 증식(goblet cell hyperplasia)을 보였고, 증식된 배세포 상부에서의 섬모주위액층은 1~2 μm 정도로 대조군에 비하여 현저히 감소되어 있었다(Fig. 4).
고찰
외부이물에 대한 점액섬모수송은 상기도 및 부비동점막의 방어기전의 하나로써 여러가지 원인에 의한 점액섬모운동의 장애는 부비동내 점액의 저류를 초래하여 부비동염을 악화시킬 수 있다. 점액섬모운동에 의한 이물질의 제거시 일부 기전은 섬모에 의하여 운반되어지는 점액막층(mucous blanket)에 의한다.7) 상기도 점막에서 점액막층은 점액젤층과 섬모주위액층으로 나뉘어지고 일반적으로 점액젤층은 섬모의 상단 끝부분에 걸려있어 섬모운동시 점액젤층이 효과적으로 움직이게 된다.8-11) 이러한 섬모의 움직임에 따른 점액젤층의 운동은 여러가지 요인에 의하여 영향을 받게 되는데 섬모주위액층의 두께가 섬모와 점액젤층사이의 연관운동에 중요하다고 한다.6) 즉 섬모주위액층이 너무 깊어서 섬모의 연동운동이 효과적으로 점액젤층에 전해지지 않을 수 있고, 섬모주위액층이 너무 낮은 경우 섬모의 연동운동이 제대로 이루어지지 않게 된다. 후사골동염에서 점액젤층의 증가와 분비세포의 증가는 섬모주위액층의 감소를 일으키고 이로 인하여 자유로운 섬모운동의 장애가 발생하여 점액섬모수송에 이상을 초래하고, 또한 섬모상부에서 점액에 의한 압력으로 섬모가 구부러져서 정상적인 섬모운동에도 영향을 줄 것으로 생각된다. 이러한 소견은 삼출성중이염에서 관찰된 바 있으나 아직 비강이나 부비동에 대한 연구는 보고된 바 없다.1)12) 이 연구에서 관찰된 결과로 정상 후사골동 점막의 점액막층은 섬모주위액층과 점액젤층으로 구분되었으며, 점액젤층은 내층과 외층으로 구분되어 있었다. 그러나 후사골동염 환자의 사골동 점막에서는 정상에 비하여 섬모세포상부의 섬모주위액층은 약간 감소되어 있었고, 점액젤층의 증가가 뚜렷하였다. 이러한 점액젤층의 증가는 하부에 압력을 줌으로써 섬모주위액층의 감소를 초래하여 결국 섬모의 운동을 억제하고 점액섬모운동에 지연을 초래할 것으로 생각된다. 또한 후사골동염에서는 배세포가 증가되어 있고 편평상피화생 소견도 있는데 이러한 상피세포의 상부에는 섬모주위액층이 거의 없어서 점액섬모운동이 일어날 수 없다.
부비동염 환자의 치료에 있어 부비동 내시경수술은 부비동염을 일으키는 원인중 하나인 ostiomeatal unit에 국한된 병변을 제거하여 자연개구부의 통기도를 유지시키고, 부비동의 배농을 촉진시킴으로써 부비동 점막의 병변을 회복하는데 목적이 있어서 상악동염, 전두동염, 접형동염의 부비동 내시경 수술은 자연개구부의 통기도를 유지시키는데 적용되어 왔으나, 후사골동염에서는 병적 점막을 제거하는 경우가 많았다. 그러나 후사골동 점막의 제거는 치료 후 육아종, 유착 등이 생기고 수술 후 치유과정도 늦어진다.13) 따라서 부비동 내시경수술시 후사골동염 점막이 병적 상태이더라도 점막을 제거하지 않고 후사골동만을 개방하여 후사골동 내에 저류되어 있는 점액과 농을 제거함으로써 점액막층의 기능을 회복시킨다면 점액섬모운동이 호전되어 정상적인 점액섬모수송이 가능할 것으로 생각된다.
결론
정상 후사골동 점막과 범부비동염 환자의 후사골동염 점막의 점액막층 변화에 대한 투과전자현미경 검사에서 정상 대조군의 점액막층은 섬모주위액층과 점액젤층(내층, 외층)으로 구성되어 있었고, 사골동염 환자에서는 점액젤층의 현저한 증가, 섬모주위액층의 감소, 배세포 증식부에서 섬모주위액층의 소실 등으로 점액섬모수송의 장애가 발생할 수 있을 것으로 생각된다.
REFERENCES
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