뼈조직의 기능과 구성, 표본제작

뼈조직은 우리 몸에서 가장 단단한 조직이며, 골격의 주된 요소로서 대사기능, 기계적 기능 및 조혈 기능의 3가지 기능을 수행한다. 즉, 뼈는 칼슘이나 인산염 및 기타 이온들의 저장고로서 중요하고, 근육을 지지하고 기관들을 보호하며, 혈구 세포를 생산하는 골수를 포함하고 있다. 뼈는 일종의 특수화된 결합조직으로, 뼈 기질이라 부르는 석회화된 세포사 이질과 세 가지의 서로 다른 세포들, 즉 뼈 소강 내에 존재하는 뼈세포, 기질의 유기 성분을 합성하는 뼈모세포 및 뼈조직의 흡수와 재구성에 관여하는 뼈파괴세포로 구성되어 있다. 뼈 기질은 유기질과 무기질로 이루어진 특이한 구조를 형성하고 있다. 유기질의 95%는 제1형 아교섬유와 무형 기질이며, 무형 기질에는 단백질과 연관된 글 라이코스 아미노 글 라이칸이 함유되어 있다. 뼈모세포는 뼈 기질의 유기 성분, 프로 테오 글 라이칸, 당단백질을 합성하며 무기질의 침착에 관여한다. 주로 뼈조직의 표면에 위치하며 단층상피처럼 나란히 배열한다. 기질 합성이 활발한 경우 뼈모세포의 형태가 입방 또는 원주세포로 변하고 세포질은 호염기성을 나타내며, 알칼리성 인산분해효소의 활성이 높아진다. 반대로 기질 합성 능력이 감소하면 세포는 편평해지고, 세포질의 호염기성이 감소하며, 알칼리성 인산분해효소의 활성도 감소한다. 새롭게 합성된 기질에 의해 둘러싸인 뼈모세포를 뼈세포라 부른다. 벼 모세포에서 새롭게 합성되어 세포 주위로 분비된 아직 석회화되지 않은 기질을 풋뼈조직이라 한다. 풋뼈조직은 새로 형성된 뼈 표면에 이른바 봉합선이라 부르는 경계선을 만든다. 뼈 검체는 2~3mm의 작은 침 생검조직으로부터 하지 전체를 절단해 오는 큰 절단 검체에 이르기까지 다양한 크기의 검체가 의뢰된다. 종양 또는 감염의 진단을 위한 뼈 생검조직의 처리 과정은 먼저 탈회를 시행한 후 일반 표본제작 과정과 동일하게 취급한다. 간혹 조직이 크거나 여러 조각이 의뢰되었을 경우는 방사선 촬영 후 필요한 부위만을 선택하여 표본을 제작한다. 대사성 뼈 질환은 대개 전신성이 많으며 그 영향이 주로 해면 뼈에서 발생하기 때문에 흔히 엉덩뼈능선을 생검 부위로 선택한다. 이 경우 검체는 천공기나 쐐기 생검법을 이용하여 채취한다. 대사성 뼈 질환의 진단은 칼슘 침착 부위에 풋뼈조직의 비율이 중요하기 때문에 반드시 비탈 회 표본을 준비해야 한다. 절단 검체는 보통 종양, 만성 골수 질환, 괴저 등의 질환에서 실시된다. 검체가 크기 때문에 작은 검체를 취급할 대 보다 신속히 검사실로 운반해야 한다. 검체를 즉시 처리할 수 없는 경우는 초저온 냉동고나 영안실 냉장고에 보관하였다 검사한다. 병변 부위 조직은 피부와 근육을 벗겨낸 후 톱으로 절단하여 채취한 다음 절제 검체와 동일하게 취급한다. 병변부위 의외의 나머지 조직은 검사 후 적절히 폐기한다. 절제 검체는 양성종양, 저등급의 악성종양 및 넙다리 뼈 머리부위에 관절염 등이 있을 때 실시한다. 이미 진단이 확정된 다음 채취하기 때문에 응급을 요하는 검사는 아니다. 뼈 질환의 병리 조직학적 진단은 표본제작 과정으로 진행된다. 이 진행 과정은 병변의 단순 진단을 위한 과정과 종합적인 연구를 위한 과정으로 크게 구분되며, 검사 목적에 따라 탈회 및 비탈 회 표본을 준비한다. 탈퇴는 뼈조직과 같이 칼슘이 침착된 조직에서 칼슘을 제거하여 박절하기에 적합하도록 처리하는 과정이며 탈회액이 사용된다. 탈회액은 보통 산이나 EDTA가 사용되는데 산은 조직 내 칼슘과 반응하여 용해성 칼슘 형태로 바뀌며, EDTA는 칼슘 이온과 선택적으로 킬레이트 결합을 만들어 칼슘을 제거한다. 탈회액은 진단의 신속성, 칼슘의 침착 정도, 조사 범위 및 사용될 염색법 등을 고려하여 적절하게 선택한다. 예를 들어, 산 탈회 제의 경우 염기성염료의 염색성에 큰 장해를 초래할 수 있으므로 메틸그린-피로니 같은 핵산 염색에 사용할 수 없고, HE 염색의 경우 핵 염색성이 지나치게 붉게 나타나는 경향이 있으며, 매염을 위한 2차 고정의 고정 능을 저하하는 요인이 되기도 한다. 탈회케는 일반적으로 조직형태학적 관찰을 위한 산 탈회 제가 와 조직화학적 관찰을 위한 탈회 제로 분류한다. 산 탈회 제의 경우 근래 상품화하여 시판하고 있어서 사용이 편리하나 처방이 회사 비밀로 되어 있다. 조직화학적 목적에 사용되는 탈회케는 탈회 시간이 오래 걸리므로 신속한 진단에는 적합하지 않다. 산탈회제는 뼈조직 내 인산 도는 탄산과 같은 음이온과 결합하여 있는 칼슘은 산과 반응하여 용해성 칼슘염을 형성함으로써 조직으로부터 제거 된다. 한 예로 염산 탈퇴의 경우 뼈조직을 염산에 담그면 칼슘이 염소이온과 결합하여 용해성 염화칼슘으로 전환되어 탈회액 내로 녹아 나오는 원리를 이용한 것이다. 산 탈회 제로는 질산, 메탄산, 프랑크-리콜로 용액, 메탄산-구연산나트륨이 있다. 조직화학적 염색을 위한 탈회케는 효소를 비롯하여 산탈회제에 파괴될 수 있는 화학성분의 검출이 필요할 때 사용된다. 이 목적을 위해 사용되는 탈회케는 탈회 속도가 너무 느리기 때문에 신속한 진단에는 부적당하다, 조지 화학적 염색을 위한 탈회케는 EDTA 2 NA 용액, 마그네슘-구연산 용액이 있다. 일반 산 탈회 방법도 있다. 산 탈회액에 의한 일반적인 탈회 방법은 조직 편을 거즈로 싸서 탈회 용기의 바닥에 밀착되지 않도록 실로 매달아 탈회한다. 보통 산 탈회 과정은 조직을 절취한 질산 수용액에 탈회할 경우 탄산가스가 발생하므로 용기를 밀봉하지 말고 약간 열어 둔다. 탈회액의 양은 조직 부피의 10` 20배 정도가 적당하다. 강산을 사용할 경우 10배, 약산을 사용하면 20배의 용액을 첨가하고 매일 신선한 용액으로 교환해 준다. 탈회 속도는 온도가 상승할수록 빨라지고 낮아질수록 지연되고 0도에서는 탈회가 되지 않는다. 그러나 온도가 높을수록 탈회 속도가 빨라지기는 하지만 온도 상승의 다라 조직의 구조변화와 더불어 염색성이 크게 손상되므로, 보통 10~30도 범위의 온화한 조건에 탈회액을 교반해 주면 온도 상승효과만큼 탈회 속도를 촉진할 수 있다. 근래에는 특수한 탈회 촉진 장치들이 개발되어 탈회 속도를 향상하는 데 기여하고 있다.