++구강생화학_5_구강연조직(2)_정원윤_2.pdf

다음은 제공된 텍스트에 대한 학습 노트입니다.

염증성 치은 조직의 콜라겐 구성

• 염증성 치은에서 macrophage가 collagenase를 분비하면 두꺼운 1형 콜라겐은 미미하게 감소하고 얇고 느슨한 3형 콜라겐이 감소합니다.
• 1형 콜라겐은 [α1(I)]₃로 바뀌며, 수산기가 많아져 중성 pH에서 용해도가 높아지므로 치은염에 대한 저항력이 약해집니다.

프로테오글리칸

• 치은 상피세포 표면과 상피세포 사이에는 hyaluronan, decorin, syndecan, CD-44가 존재합니다.
• 치은 기저막에는 perlecan(heparin sulfate)이 주된 구성 성분입니다.
• 치은 결합조직에는 decorin, biglycan, versican이 있습니다.
• 더마탄 황산이 주된 저분자량 프로테오글리칸입니다.
• 콘드로이틴 4-황산과 헤파란 황산은 고분자량 프로테오글리칸에 함유됩니다.

비교원성 단백질

• 인테그린: 치은 상피세포와 기저막에 존재하며 세포 부착에 관여합니다.
• 섬유모세포는 vitronectin, fibronectin, 교원질 등을 수용체로 발현하며 RGD sequence를 통해 세포 접착을 합니다.
• 라미닌: 기저막의 주된 비교원성 당단백질입니다.
• 라미닌은 nidogen(entactin)과 복합체를 형성하여 제 Ⅳ형 교원질과 상호작용하며 인테그린과 부착하여 세포 부착에도 관여합니다.
• fibronectin, osteonectin, elastin(치은 전 단백질의 약 6%), tenascin 등이 있습니다.

지질

• 치은 건조 중량의 7.35%를 차지합니다.
• 치은 상피조직에는 인지질이 풍부하고, 결합조직에는 다량의 triacylglycerol, cholesterol이 있습니다.
• 거의 모든 arachidonic acid는 결합조직에 존재하며, 섬유모세포가 prostaglandin을 합성합니다.

케라틴

• 구강열구상피와 접합상피는 비각화중층편평상피입니다.
• 구강 및 치은상피는 각화세포가 주된 세포입니다.
• 분자량에 따라 번호가 부여되며, 기저층의 각화세포는 저분자량의 keratin을, 표층으로 갈수록 고분자량의 keratin을 발현합니다.

당질, 유리아미노산

• 구강상피세포는 양이온성 향균 펩티드(β-defensin)를 생성합니다.

치은의 대사

• 사람 정상 치은의 호흡률은 평균 1.49로 다른 조직에 비해 낮은 편입니다.
• 사람 정상 치은의 호흡률은 나이가 증가함에 따라 감소하지만, 성별과 종족에 따른 차이는 거의 없습니다.

결합조직 구성성분의 교체율

• 치은과 치주인대는 다른 결합조직 단백질에 비해 단백질 교체율이 비교적 빠릅니다.
• 성숙한 교원질 교체 반감기는 치은 5일, 치주인대 1일, 치조골 6일, 피부 진피 15일입니다.
• 치은의 glycosaminoglycan은 피부나 연골에 비해 반감기가 빠릅니다.

치은의 당질대사

• 치은에서는 혐기성 해당과정이 활발히 일어납니다.
• lactate dehydrogenase 효소 활성이 압도적으로 높습니다.
• 치은 상피에서 미토콘드리아는 기저층의 세포에서는 많으나 표층으로 갈수록 감소합니다.
• 기저층 및 그 주위 세포는 결합조직과 인접해 있어 미토콘드리아 내 효소 활성이 높아 정상적인 에너지 대사를 통한 ATP 합성이 용이하며, 결합조직에서 영양분을 받습니다.
• Pentose phosphate pathway에 관여하는 glucose 6-phosphate dehydrogenase 효소 활성은 표층으로 갈수록 활발합니다.

치은염 → 치주염

• 항원제공세포와 같은 면역세포가 항원을 인식하여 직접 collagenase, ECM 분해 효소를 분비합니다.
• 면역세포가 분비하는 cytokine이 섬유모세포를 자극하여 섬유모세포에서 분해 효소가 분비되는 기작도 있습니다.
• 그림에서 연두색 pathway는 항원제공세포의 작용을, 초록색 pathway는 cytokine의 작용을 나타냅니다.
• 염증 cytokine에 노출된 골모세포에서 RANKL 발현은 증가하고 OPG 발현은 감소합니다.
• RANKL이 파골전구세포의 RANK(receptor)에 결합하면 파골세포로 분화가 일어나 뼈 흡수가 진행됩니다.
• 계속해서 뼈 흡수가 진행되면 치아 탈락이 일어납니다.

치은염 과정

• 치태 세균의 내독소(endotoxin), 지질다당체(lipopolysaccharide, LPS) (세균성 항원) Gram negative가 작용합니다.
• 치은 상피에서 interleukin(IL)-1, IL-8 발현을 통해 호중구를 수송하고, ICAM, E-selectin 발현을 통해 호중구를 부착시킵니다.
• 접합상피에서 세포사이 간극이 넓어져 외부 물질이 결합조직으로 이동하고, 화학주성에 의해 또는 항원-항체 복합체 형성, 보체 활성화로 화학주성물질(chemotaxin)이 분비됩니다.
• 호중구(polymorphonuclear leukocyte, PMN)와 대식세포가 모이고, T 림프구가 활성화됩니다.
• 면역세포들에서 세포외기질 분해효소 유리되어 교원섬유나 proteoglycan같은 치은 기질이 분해됩니다.
• 면역세포가 분비하는 cytokine (IL-1, IL-6, tumor necrosis factor(TNF)-α)은 주위 치은 섬유모세포를 자극하여 섬유모세포에서 collagenase 등 단백질 분해효소 생성을 유도하고 치은 기질을 분해합니다.
• 초기 염증반응 3~4일 이내에 결합조직 파괴와 치조골 흡수가 일어납니다.
• 구강내 세균에 의해 합성된 hyaluronidase, chondroitin sulfatase, glycosidase, collagenase 등에 의해 치주 조직의 collagen이나 PG가 분해됩니다.
• TIMP(tissue inhibitor of metalloproteinases)의 생성은 거의 변하지 않거나 억제되어 기질 분해 쪽으로 진행됩니다.

정상 치은조직과의 차이

• 염증 부위 교원섬유의 약 70%가 소실됩니다.
• 제 Ⅲ형 교원질 양이 감소하고, 제 Ⅴ형 교원질 함량이 증가하며, α1-사슬이 약 3~4배 증가합니다.
• 섬유모세포는 정상 치은에서 존재하지 않는 제 1형 삼량체(trimer, [α1(I)]₃)를 분비하여 치은 조직의 치은염에 대한 저항력을 감소시킵니다.
• Ⅲ형은 호중구 콜라겐 분해효소에 의해 분해되기 쉬워 세균이 침입한 염증 치은에서 Ⅰ형의 감소는 적고 Ⅲ형 콜라겐 함량은 저하됩니다.
• 프로테오글리칸은 교원질 만큼 성분 변화는 보이지 않으나 determan sulfate 감소, chondroitin sulfate 증가하며, 프로테오글리칸의 핵심 단백질과 hyaluronic acid가 감소합니다. (염증 치은 결합조직의 특징)

치주인대

• 치주인대는 치근 완성에 이어 형성이 시작됩니다.
• 치소낭 유래의 섬유아세포가 치주인대 형성 부위에서 활발하게 세포 분열하여 세포의 용적과 수가 증가하고, 급속하게 섬유형성 능력을 획득하여 치주인대의 교원질 섬유를 형성합니다.

치주인대의 주된 기능

• 치아의 맹출 운동에 관여합니다.
• 맹출한 치아의 치조골 내로의 고정 및 교합에 의해 발생하는 강력한 압력을 완충합니다.
• 신경분포에 의해 상악, 하악의 정확한 위치를 결정하는 일종의 감각수용기로서 기능합니다.
• 기질을 통한 치주인대 자체의 활발한 대사, 영양공급과 노폐물 제거(혈관계 풍부)를 수행합니다.

치주인대의 조직학적 특징

• 세포가 현저히 많고, 혈관계가 풍부합니다.

치주인대를 구성하는 주된 성분

• 세포성분: 주로 치주인대 고유의 섬유아세포와 그 줄기세포인 미분화간엽계세포, 말라세츠(Malassez), 상피잔사(epithelial rest of Malassez, ERM), 대식세포, 골아세포, 파골세포, 시멘트아세포
• 세포에 의해 생성되는 세포외기질(섬유성분과 섬유외 기질물질)
• 섬유성분: 콜라겐 섬유와 피브릴린 1으로 구성되는 옥시탈란 섬유(oxytalan fiber, 섬유아세포 합성 섬유): 교합에 동반되는 압력 혹은 견인력에 대응, 일정한 규칙적인 배열을 취함으로써 기능을 유지
• 주 섬유속의 양쪽 끝은 모두 뼈와 시멘트질 속에 매입되어 샤피 섬유를 형성합니다.

시멘트질과의 비교

• 시멘트질: 중량비로 무기질 65%, 유기질 약 23%, 수분 약 12% - 뼈나 상아질 양과 비슷합니다.
• 건조중량% 칼슘 26.2%, 인 12.2% → Ca/P비=2.08, 상아질과 일치합니다.
• 치주인대는 고도의 세포성 조직입니다.

교원질

• 치주인대의 주체를 차지하는 섬유는 Ⅰ형 교원질입니다.

• Ⅲ형 교원질은 큰 섬유의 주변이나 혈관 주위에 분포하며, 교원질의 대사 회전, 치아의 이동, 교원질 미세섬유의 형성과 관여합니다.

• 교원질의 가교에는 히스티디노하이드록시메로데스모신(histidinohydroxymerodesmosine)과 하이드록시라이시노노어로이신(hydroxylysinonorleucine)이 주체이며, 소량의 디하이드록시라이시노노어로이신이 검출됩니다.

• 치조 내로의 치아 고정에 중요하며, 가교 형성에 관여하는 라이실 옥시다제(lysyl oxidase)의 억제제인 라티로젠(lathyrogen)을 투여하면 치아의 가동성이 증대됩니다.

• 치주인대의 교원질은 생체 중에서도 대사 활성이 높습니다.

• 성숙 콜라겐의 생물학적 반감기: 치주인대(1일), 치은(5일), 치조골(6일), 피부(15일)

• 치주인대의 섬유아세포는 교원질을 합성함과 동시에 식작용(phagocytosis)에 의해 교원질섬유를 탐식하며, 치주인대의 재조성에 중요한 역할을 담당합니다.

옥시탈란 섬유

• 미성숙 탄력섬유와 유사한 섬유로 인정됩니다.
• 350kDa의 피브릴린 1이라는 당단백질을 주성분으로 하며, 그 외에도 많은 당단백질을 함유하는 엘라스틴 결합 마이크로피브릴입니다.

페리오스틴

• 골막이나 치주인대에 존재하며, 뼈나 치아의 재생에 필요합니다.
• 페리오스틴 유전자 녹아웃마우스에서 치주인대의 형성, 치아의 재생이 잘 안됩니다.
• 심근의 재생에도 중요합니다.

프로테오글리칸

• 분자 내에 수산기가 많이 있어서 대량의 물 분자와 결합하여 점성이 있는 겔(gel)을 만들고, 조직에 탄성을 부여하여 치주인대가 발성, 연하, 저작 시에 가해 지는 힘을 보상하는 데 중요합니다.
• 치주인대 단백질은 당단백질을 다량 함유하고 대부분은 혈청 유래이며, 나머지는 전 닥백질의 약 10%를 차지하는 프로테오글리칸(3.6%)과 결합조직의 당단백질(6.4%)로 구성됩니다.

사이토카인

• 시멘트질에서도, 치주인대에서도 재생에 중요합니다.