섬모충류 (CILIATA)
섬모충류는 미생물의 하나로, 그 특이한 형태와 생리적 특성을 가지고 있습니다. 이들은 충체 외원형질에서 섬모(cilia)가 발달하여, 이를 통해 운동을 하며 주변 환경과 상호작용을 합니다.
형태: 섬모충은 주로 구형 또는 난원형의 형태를 가지며, 섬모는 전체 표면을 덮고 있어 매우 독특한 외형을 형성합니다.
구조: 섬모충의 전면에는 구기(cytostome)가 위치하여 음식물을 섭취하는 역할을 하며, 후면에는 원충항문(cytopyge)이 있어 배설물을 배출합니다.
핵 구성: 이들은 두 가지 형태의 핵을 가지고 있습니다. 신장 모양의 대핵(macronucleus)과 난원형의 소핵(micronucleus)이 그것입니다. 대핵은 주로 세포의 생리적 기능을 조절하며, 소핵은 유전적 정보를 저장하는 역할을 합니다.
인간에게 기생하는 대표적인 섬모충은 대장섬모충(Balantidium coli)입니다. 이 기생충은 주로 돼지에 기생하며, 사람에게도 감염을 일으킬 수 있습니다.
1. 대장 섬모충 (Balantidium coli)
대장 섬모충은 1952년에 Weinstein에 의해 인체 감염이 처음 보고되었습니다. 이후 1957년에는 Malmsten이 설사 환자의 분변에서 이 기생충을 발견하였습니다. 이 기생충은 주로 온대 및 열대 지역에서 발견되며, 주 숙주는 돼지(Balantidium suis)입니다.
1) 형태 및 생활사
대장 섬모충은 두 가지 형태, 즉 영양형과 포낭형을 가집니다. 이들은 주로 돼지와 원숭이와 같은 동물에서 기생하며, 인간의 경우 대장, 맹장, 직장 부위에서 기생합니다.
포낭형 (감염형): 이 형태는 크기가 약 45∼65μm로, 일반적으로 구형 또는 난원형을 띱니다. 포낭은 두 겹의 벽으로 구성되어 있습니다. 외층은 두꺼운 반면, 내층은 얇습니다. 이 형태는 감염을 일으킬 수 있는 상태입니다.
영양형: 이 형태는 크기가 50∼75μm로, 인체 기생 원충 중에서 가장 큰 크기를 자랑합니다. 난원형이며, 섬모가 전체 표면을 덮고 있습니다. 앞쪽에는 구기(cytostome), 뒤쪽에는 항문(cytopyge)이 위치합니다. 세포질 내에는 대핵과 소핵이 존재하며, 이핵을 가지고 있습니다. 또한, 식공포(food vacuoles)와 수축공포(contractile vacuoles)도 존재하여, 영양소를 저장하고 불필요한 물질을 배출하는 데 기여합니다.
2) 병리 및 증상
대장 섬모충에 감염되면 여러 가지 병리적 증상이 나타날 수 있습니다. 이 기생충은 장 점막에 표재성 침식(erosion)을 유발하며, 점막하조직을 파괴할 수 있습니다. 이로 인해 2차적인 세균 감염이 발생할 수 있습니다. 주요 증상으로는 복통, 설사, 구역, 구토, 그리고 우측 하복통이 있으며, 점액변이나 혈액변을 동반하는 섬모충성 이질(Balantidial dysentery)도 발생할 수 있습니다.
3) 진단
대장 섬모충 감염을 진단하기 위해서는 여러 가지 방법이 사용됩니다. 신선한 대변을 직접 도말하여 활발히 운동하는 영양형을 관찰할 수 있습니다. 또한, Stool test를 통해 MGL 방법을 사용하여 영양형과 포낭형을 관찰할 수 있습니다. 병소 조직의 Biopsy를 통해 더욱 정확한 진단이 가능하며, Frankel씨의 무단백 배지와 혈청, 그리고 쌀 전분을 이용하여 배양하여 동정하는 방법도 사용됩니다.
4) 예방
대장 섬모충 감염을 예방하기 위해서는 몇 가지 주의사항이 필요합니다. 가장 중요한 것은 돼지고기를 날 것으로 먹지 않는 것입니다. 또한, 위생 관리를 철저히 하여 감염의 위험을 최소화해야 합니다.
윤충류(Helminths)
윤충(helminth)이라는 용어는 희랍어에서 유래되었으며, 이는 조직과 기관이 발달한 다세포 기생충을 의미합니다. 특히, 윤충은 다양한 생태계에서 발견되며, 이들은 주로 기생생활을 통해 생존합니다.
선충류 (Nematoda)
선충류는 다세포 생물로, 현재 약 50만 종이 알려져 있으며, 이 중 인체에서 약 50종이 발견되고 기록되었습니다. 대부분의 선충류는 자유생활종으로, 해수, 담수, 그리고 부패한 유기물 속에서 널리 분포하고 있습니다. 우리나라에서는 현재까지 11종의 선충류가 기록되어 있습니다.
1) 형태(Morphology)
선충류는 일반적으로 긴 원주형의 구조를 가지고 있으며, 좌우 대칭형입니다. 이들의 색깔은 유백색, 담홍색, 선홍색으로 다양하며, 충체의 양 끝은 뾰족하게 되어 있습니다. 선충류는 자웅이 분리되어 있으며, 성별에 따라 외형적 차이가 존재합니다.
외피(Integument) - 성충
선충류의 외피는 세 겹으로 구성되어 있습니다. 외부에서부터 차례대로 각피(cuticle), 각피하층(hypodermis, subcuticle), 그리고 피하근육(dermomuscular-layer)로 나뉩니다.
각피(Cuticula): 초자성이고 불투명한 세포로 구성된 체외피로, 변형된 이(tooth), 입술, 두부(cephalic), 측익 및 미익을 형성합니다. 이 구조는 선충이 외부 환경으로부터 보호받을 수 있도록 돕습니다.
각피하층(Hypodermis, Subcuticle): 원형질의 합포체층으로, 4개의 종선과 배설관, 신경섬유를 포함하고 있습니다. 이 구조는 선충의 배설 및 신경계와 밀접한 관련이 있습니다.
피하근육(Dermomuscular-layer): 근육섬유로 이루어져 있으며, 여기에는 윤상근이 존재하지 않습니다. 이러한 근육형은 선충의 운동 방식에 큰 영향을 미칩니다.
1) 충체의 근육형에 따른 분류
전 근육형(Holomyarian type): 작은 근세포가 다수 존재하여 서로 붙어 치밀하게 배열된 형태로, 편충이 이에 해당합니다.
부분근육형(Meromyarian type): 근세포가 2-4개 정도 존재하는 형태로, 요충과 구충이 이에 해당합니다.
다근육형(Polymyarian type): 한 구획 내에 근육세포 수가 5개 이상 존재하며, 체강 내로 길게 돌출된 형태로 회충이 이에 해당합니다.
2) 소화계통(Digestive System)
선충류는 완전한 소화기 계통을 가지고 있습니다. 소화계통은 구강(buccal cavity) → 식도(esophagus) → 중장(midgut) → 직장(rectum) → 항문(anus)으로 구성됩니다. 이들은 구강, 인두낭, 후식도구(postesophageal bulb)와 같은 구조를 가지고 있어, 음식물을 효과적으로 소화할 수 있습니다.
3) 배설계통(Excretory System)
배설계통은 선충의 종류에 따라 차이가 있습니다. 배설공은 충체의 후단에서 시작하여 측선 내를 통해 식도 부근에 위치하며, 항문은 측선 구조 내에 있는 배설강으로 개구되어 있습니다. 암컷은 독립적으로 개구를 형성하고, 수컷은 사정관과 공동으로 이루어진 배설강을 가집니다.
4) 신경계통(Nerve System)
선충류의 신경계는 식도의 중간 부분을 둘러싸고 있는 신경환(nerve ring)을 중심으로 구성되어 있습니다. 여러 줄기의 신경간이 전후방으로 연결되어 있으며, 외피의 구강, 항문, 생식공 주위에는 감각유두(sensory papillae)가 분포하여 외부 자극에 반응합니다.
5) 생식계통(자웅이체)
선충류는 자웅이체로, 웅성 생식기는 고환 → 수정관 → 정낭 → 사정관으로 연결되어 있으며, 여기서는 배설강이 형성됩니다. 교접장치로는 1-2개의 교접침, 도자대, 교접낭 등이 존재합니다.
자성 생식기는 난소 → 수란관 → 수정낭 → 자궁 → 질, 음문으로 개구하는 구조로, 생식공을 통해 자궁 내 충란이 체외로 배출됩니다.
충란(Egg): 충란은 난세포와 난황막으로 구성됩니다. 난황막은 지질막(lipoid layer), 키틴막(chitinous layer), 단백막(albuminous layer)으로 이루어져 있으며, 난세포는 단세포로 시작하여 상실형을 거쳐 자충(larvae)으로 발달합니다. 자충은 다시 자충포장란으로 변형됩니다.
탈피과정: 숙주에 감염된 후, 선충은 네 번의 탈피 과정을 거쳐 완전한 성충으로 성장합니다. 이 과정에서 간상유충(rhabditiform larvae)과 사상유충(filariform larvae)이 형성됩니다.
간상유충: 장내 기생 선충류의 제1기 유충으로, 음식물 섭취가 가능하며 열린 입 부위와 곤봉상의 식도를 가지고 있습니다.
사상유충: 선충류의 제2기 유충으로, 감염성이 있으며 음식물 섭취가 불가능하고 입이 막혀 있으며, 식도가 사상으로 길게 변형되어 있습니다.
6) 선충류의 생활사
선충류의 일반적인 생활사는 충란 → 간상유충 → 사상유충 → 성충으로 진행됩니다.
일반 생활사: 충란(oviparous)은 체외에서 부화한 후, 몇 시간 또는 며칠 이내에 자충포장란으로 발전합니다. 유충(viviparous)은 체외에서 토양 속에서 발육하게 됩니다.
체내 이행경로: 감염형 충란이나 유충이 체내로 도입되면, 경구 감염을 통해 충란이 장내에서 부화하여 성충으로 성장하게 됩니다. 감염 후 유충은 혈관으로 이동하여 폐로 이행하며, 이후 다시 소화관으로 돌아가 성충이 됩니다. 폐에서 폐 모세혈관을 통과하여 대순환계로 진입하고, 전신으로 퍼지게 됩니다.