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안녕하세요? 만덕여사입니다. 지난 포스팅까지 식품 속 미생물에 대해서 알아보았습니다. 앞으로의 시간에는 질병과 관련된 미생물에 대해서 알아보려고 합니다. 어렵다면 어려운 이야기지만 질병과 관련되어 중요한 내용이기 때문에 잘 따라와 주셨으면 합니다. 오늘도 이 포스팅이 유익한 자료가 되길 바랍니다.
질병을 유발하는 구균으로는 그람 양성 구균과 그람 음성 구균 두 종류가 있습니다. 그람 음성 구균은 임균, 수막염균 등이 있으며 그람 양성 구균은 포도상 구균이나 연쇄상 구균 또는 폐렴 쌍구균 등이 가장 흔합니다.
포도상 구균(Staphylococcus spp.)
포도상 구균은 자연계 및 사람, 동물 등에 많이 분포되어 있고 병원성과 비병원성이 있습니다. 포도송이 모양을 한 그람 양성 구균입니다. 포도상 구균은 크기는 0.8-1㎛ 정도이고, 구형의 균들이 단일 세포로 떨어져 있거나 포도송이 모양으로 뭉쳐있습니다. 편모는 존재하지 않으며 내생포자도 형성하지 않습니다. 일반적으로 협막은 존재하지 않습니다. 호기성 또는 통성 혐기성이며 일반 배지에서도 잘 자라며 콜로니 모양이 황색을 나타내거나 흰색, 어두운 노란색 등으로 나타납니다. 또한 병원성이 강한 황색 포도상 구균은 용혈 특징을 나타내기도 합니다. 내생 포자는 건조 환경이나 열에 대하여 비교적 안정된 특징을 나타내며 7~9%의 염 농도에서도 생존이 가능합니다. 이 균은 항생제 저항성도 많이 나타나는 돌연변이가 흔한 편입니다. 항원은 다당체와 단백질로 구성하며 식균작용을 억제하는 특성도 나타냅니다.
포도상 구균이 생성하는 독소는 외독소와 장관 독소가 존재하며 외독소는 피부를 괴사시키거나 적혈구 세포를 용혈시키는 특징을 나타냅니다. 장관 독소는 열에 대해 저항성이 높아서 끓는 물에서도 파괴되지 않는 특징이 있습니다. 식중독 증세를 나타내는데 열이 없이 구토와 설사를 유발하기도 합니다.
연쇄상 구균(Streptococcus spp.)
연쇄상 구균은 혈청학적 분류 방법에 의해 분류되며, 용혈 현상의 패턴과 생화학적 특징을 종합해보면 주된 균을 분리할 수 있습니다. 형태는 구형이나 타원형을 나타내며, 사슬 형태로 연결된 모양을 가집니다. 캘슐을 형성하는 것도 있으며, 운동성은 없습니다. 내생포자는 형성하지 않습니다. 적혈구가 1% 섞여 있는 용할 배지에서 키우면 적혈구가 용혈되는 모습을 관찰할 수 있으며 동물조직이 포함된 증균 배지에서 잘 자랍니다. 항생제에 대한 내성균도 많이 나타나는 편입니다.
연쇄상 구균의 종류를 크게 나눠보면 용혈성 Streptococcus, 녹색 Streptococcus, enterococci, 유산 생성 Streptococcus 등을 나눌 수 있으며 용혈성 Streptococcus는 혈청학적으로 A부터 O까지 13개로 분류하며, 대부분 병원성을 나타내는 것은 A군에 속하는 것으로 베타 용혈 현상이 특징입니다. 녹색 Streptococcus는 자연계에 널리 분포하며 호흡기 정상 세균총으로도 존재하는 세균입니다. 담즙에 대한 저항성을 가지는 세균이 장내 세균의 일반적 특징인데, 이러한 특징을 가지는 구균이 enterococci인 Streptococcus fecalis입니다. 사람과 동물의 장내 정산 세균총으로 존재하며 혈액이나 요도 감염을 유발하는 경우도 흔합니다. 유산 생성 Streptococcus는 우유를 응고시킵니다.
인체의 질환과 관계있는 대부분의 균은 A군에 속하며 이들 균은 농가진이나 봉와직염 등의 질병을 일으키고, 기도 감염에 의한 인두염, 편도선염, 중이염 등의 질병 원인이 되기도 합니다. 급성 질환으로는 성롱렬, 패혈증, 임파선염, 급성 심내막염, 뇌막염 등을 일으키며 사구체 신염도 유발합니다. 페니실린에 쉽게 저항성을 나타내며 사구체 신염과 류머티즘열에는 항생제의 효과가 나타나지 않는 특징도 나타납니다.
폐렴 쌍구균(Streptococcus pneumoniae)
그람양성 구균으로 쌍구균의 형태가 일반적입니다. 간혹 연쇄를 형성하거나 신장된 형태를 가지기도 합니다. 생체에서 분리한 균은 캡슐 다당체를 가지고 있지만, 계속하여 실험실에서 배양하면 다당체는 나타나지 않으며, 다당체의 캡슐을 모아 항체를 유도한 후 항체를 균체에 반응시키면 다당체가 솜처럼 부풀어 오르는 것으로 확인할 수 있습니다. 동물의 복강에 주사하면 48시간 이내에 사망하기도 합니다. 형태상으로 연쇄상 구균과 유사하지만 폐렴 쌍구균과 구분하는 방법은 담즙을 이용하는 것으로 폐렴 쌍구균은 담즙이 존재하면 자가 용해 현상이 두드러지기 때문에 담즙이나 옵토킨 등을 첨가해 구분합니다. 포자를 형성하지 않기 때문에 열에 대해 매우 약하며 페니실린이나 설파제 계열이나 스트렙토마이신에 대한 감수성도 매우 높은 편입니다. 인공배지에서 R형이나 S형으로 변이되며 유전자 형질전환 실험에 소개되는 것처럼 형질전환이 잘 일어나는 특징을 가집니다. S형은 smooth 형으로서 캡슐 다당류를 가지기 때문에 미끈미끈한 느낌을 주며 병원성을 나타냅니다. 폐의 대엽에 직접 폐렴을 유발하며 기관지 폐렴으로 확산합니다. 캡슐 다당 성분은 백혈구의 식균작용을 방해하는 특징도 나타냅니다.
임균
임질균은 1987년 Neisse가 발견합니다. 현재는 Naisseriacea에 다양한 속이 알려져 있는데 대표적인 속이 Neisseria, Branhamella, Moraxella, Kingella, Actinobacter 등이 있습니다. 형태는 구균의 모양으로 쌍구균을 형섭합니다. 그람 염색에 의해서는 음성으로 나타나서 붉은색으로 염색되며 직경이 0.6-1㎛ 정도의 크기입니다. 내생포자를 형성하지 않으며 편모도 가지지 않습니다. 따라서 운동성도 나타나지 않습니다. 임균은 환자의 백혈구 내에서 흔히 발견됩니다. 배양조건이 쉽지 않아 일반 배지에서는 키우기가 힘들고 배지 안에 혈액 성분이나 복강액 등이 첨가되어야만 성장이 가능합니다. pH의 완충작용을 위해 5% 이산화탄소가 있는 조건에서 성장이 잘되며 대표적인 배지에는 chocolate 한천 배지가 있습니다. 여기서 성장한 콜로니는 광택이 있으며 회백색을 나타내고 직경이 1~5mm 정도가 됩니다. 생화학적 특징으로는 포도당을 분해하나 가스를 형성하지는 않습니다. 맥아당은 분해하지 못하며 catalase test 음성, 인돌 음성, indophenol oxidase를 대량 생성합니다. 이 특징은 포도상 구균과 연쇄상 구균, 그리고 디프테리아균 등을 구분하는 유용하게 사용됩니다. 내생포자가 만들어지지 않기 때문에 열에 약한 특징을 가지고 있으며 질산은 등의 용액에서 쉽게 죽으며 설파제 계열이나 페니실린에 대해서도 감수성이 매우 높은 편입니다.
수막염균(Neisseria meningitidis)
그람 음성 쌍구균으로서 1㎛ 이하의 크기로 작은 편이며 환자의 척수액이나 백혈구에서 발견되며 세포 내부에서 성장하는 특징을 가지고 있습니다. 편모도 존재하지 않으며 내생포자 등도 형성하지 않습니다. 항체에 의해 캡슐 팽창 현상이 폐렴쌍구균처럼 뚜렷하지는 않습니다. 배양 조건은 임균과 같은 배양조건을 가지기 때문에, 배지 안에 혈액 성분이나 복강액 등이 첨가되어야만 성장이 가능합니다. 생화학적 특징으로는 포도당이나 맥아당을 분해하여 산을 형성하며 기체를 발생하지 않는 특성이 있습니다. Catalase test 양성, 인돌 음성, 열에 대한 저항성이 강한 외독소를 분비합니다. 항생제에 대한 감수성이 높아서 쉽게 치료가 가능합니다. 페니실린에 대한 감수성이 높습니다. 항원 원성을 나타내는 것은 다당체 캡슐과 외막 등이 있으며 각각의 특징에 따라 8가지에서 20가지 이상의 혈청형으로 나눌 수 있습니다. 가검물에서 혈액이나 분비물을 채취하여 그람 염색하면 호중구와 같은 백혈구 세포에 그람 음성 쌍구균을 확인할 수 있습니다.