빈혈의 원인 2 - 용혈

 

빈혈에는 재생성 빈혈과 비재생성 빈혈이 있습니다. 

재생성 빈혈 총론

재생성 빈혈의 원인은 출혈이거나 용혈입니다.

출혈은 적혈구가 혈관 밖으로 유출되는 현상이고, 용혈은 적혈구가 파괴되는 현상입니다.

출혈은 응고계 장애, 소화기 출혈, 내출혈, 수술 등의 상황에서 일어납니다.

용혈은 자가면역, 면역 매개, 산화 손상 등이 원인이지요.

이번에는 용혈에 대해 다루어보겠습니다.

용혈의 원인

면역매개성 용혈성 빈혈(IMHA)

세균, 원충, 바이러스

• Mycoplasma haemofelis
• Babesia
• FeLV

산화 손상에 의한 하인즈 소체, 편심 적혈구

당뇨 -> 다뇨에 의한 심한 저인혈증

독소 중독

유전적 원인

 

용혈은 다양한 원인으로 발생할 수 있습니다.

용혈의 결과는 혈장 내로 적혈구 밖으로 유리된 헤모글로빈 양이 증가하는 현상입니다.

오줌에 헤모글로빈 검출되는 혈색소뇨(hemoglobinurea), 신세뇨관 손상이 동반됩니다.

면역 매개성 용혈성 빈혈 (IMHA)

호발하는 개 품종은 Cocker spaniel, Poodle, English Sheepdog, Miniature Schnauzer, Collie입니다.

IMHA의 원인

• 특정 약물(설파제, NSAIDs 등)
• 종양
• 전신홍반성루프스
• 바베시아 감염
• 엘리키아 감염
• 리슈메니아 감염
• 아나플라즈마증
• 백신

면역 매개성 용혈성 빈혈은 자기 적혈구에 대한 항체가 생성되는 자가 면역 현상입니다.

적혈구에 대한 자가 항체가 생성되는 원인은 위에 기술해두었습니다.

특정 약물은 적혈구에 결합하여 단백질 구조를 변형시킬 수 있습니다. 변형된 단백질에 대한 항체가 생긴다면 적혈구가 용혈될 수 있습니다.

적혈구 내부에 기생하는 바베시아와 같은 기생충 감염 시에도 적혈구에 대한 면역 현상이 일어납니다.

IMHA의 결과

IMHA의 결과 중 가장 눈에 띄는 것은 Spherocyte 생성입니다.

구형 적혈구(spherocyte)가 중등도~많은 수 형성되면 IMHA로 진단합니다

• 소수의 구형 적혈구는 산화성 손상에 의해서도 생길 수 있으나 이는 별로 중요하지 않습니다

Neutrophil과 monocyte가 증가합니다

• 호중구의 핵좌방이동과 함께 band form 호중구가 생성됩니다

IMHA의 확진 검사 : Coombs' test

Coombs' test는 적혈구 표면에 대한 항체, 보체의 존재 여부를 검출하는 테스트입니다. 다음에 기회가 된다면 Coombs' test에 대한 글을 써보겠습니다.

 

감염에 의한 용혈

몇몇 감염성 병원체들은 직접적으로 적혈구를 파괴합니다.

고양이 Mycoplasma 감염

고양이 적혈구에 기생하는 M. haemofelis는 적혈구 세포막에 부착하여 적혈구를 파괴합니다.

Mycoplasma haemofelis 감염을 진단하기 위해서는 로마노프스키 염색으로 혈액도말 표본을 만든 뒤, 광학현미경 상에서 M. haemofelis를 확인하는 것입니다. 적혈구 표면에 옅은 보라색의 구균 또는 간균 형태의 chain을 확인하여 고양이 M. haemofelis 감염을 진단합니다.

개 Mycoplasma 감염

개 적혈구에 기생하는 Mycoplasma는 M. haemocanis라는 종입니다.

진단은 PCR으로 합니다.

바베시아 감염

바베시아 감염은 현미경 상에서 진단합니다. 

• Babesia canis : 큰 형태
• 진단 방법 : 로마노프스키 염색, 적혈구 내부에 큰 서양배 모양의 미생물이 쌍을 이룹니다.

• Babesia gibsoni : 작은 형태
• 진단 방법 : 로마노프스키 염색, 적혈구 내부에 작고 원형의 몸체의 미생물 존재가 보입니다.

 

 

 

 

산화 손상에 의한 용혈

산화제에 의한 적혈구 손상 기전

1. 헤모글로빈에 있는 글로빈 사슬의 -SH기가 산화되면 펩타이드 사슬이 꼬이는 방향이 변합니다. 그 결과로 적혈구 표면에 Heinz Body가 생성되고, 헤모글로빈은 침전됩니다.
2. 적혈구 세포막이 직접적으로 손상되어 용혈과 편심적혈구가 관찰될 수 있습니다.
   
3. 헴 분자의 Fe 2가 이온이 산화되어 3가 철 이온이 됩니다. 3가 철 이온과 결합한 헤모글로빈은 메트헤모글로빈입니다. 메트헤모글로빈은 산소 운반 능력이 낮습니다.

Acetaminophen(타이레놀), 양파, 아연 등을 먹은 개나 고양이는 적혈구에 산화 손상을 받습니다.

1. 하인즈 소체 빈혈

    양파를 먹은 개나 고양이의 적혈구에 하인즈 소체가 생기면서 용혈이 발생할 수 있습니다.

2. 직접적인 막 손상에 의한 빈혈

    아연, 나프탈렌은 적혈구 세포벽을 직접적으로 손상시킵니다. 편심적혈구가 보이는 심한 산화 손상입니다.

3. 메트헤모글로빈과 동반된 산화 손상

    Acetaminophen 중독 시에는 메트헤모글로빈 빈혈이 일어날 수 있습니다.

 

유전적 적혈구 결함에 의한 용혈

유전적으로 적혈구 pyruvate kinase가 결핍된 경우

Basenji, 비글, 닥스훈트, West Highland White Terrier, 라브라도 리트리버 중에서 유전적으로 적혈구에 pyruvate kinase가 결핍된 경우가 보고됩니다. Pyruvate kinase는 에너지 대사에 중요한 효소입니다. 적혈구가 에너지 대사를 하지 못하면 세포가 생존하기 어렵겠지요. 이들은 1~5살 사이에 사망합니다.

유전적으로 적혈구 phosphofructokinase가 결핍

아메리칸 코커 스파니엘, 잉글리시 코커 스파니엘, Whippets 등에서 보고됩니다.

이들은 적혈구 PFK가 결핍되어있습니다.

알칼리성 유발 상황(과호흡; 보통 운동 직후에 숨을 헐떡이는 경우)을 피하면 정상적인 수명을 살 수 있다고 합니다.

 

저인혈증으로 인한 용혈

당뇨시에 인슐린을 투여했을 때 나타납니다.

인슐린을 공급하면 세포 내부로 포도당이 들어갑니다. 에너지 대사가 활발해겠지요. 에너지 대사가 활발해지면서 Na-K pump 작동합니다.

갑자기 혈중 이온 농도가 급변하면서 혈중에 인이 결핍되는 현상이 벌어집니다. 인은 ADP를 ATP로 대사하는데 반드시 필요한 이온이지요. ATP의 부족으로 적혈구가 파괴되는 용혈 현상입니다.

인을 공급하여 치료

빈혈의 원인 1 - 출혈

빈혈에는 재생성 빈혈과 비재생성 빈혈이 있습니다. 

재생성 빈혈 총론

재생성 빈혈의 원인은 출혈이거나 용혈입니다.

출혈은 적혈구가 혈관 밖으로 유출되는 현상이고, 용혈은 적혈구가 파괴되는 현상입니다.

출혈은 응고계 장애, 소화기 출혈, 내출혈, 수술 등의 상황에서 일어납니다.

용혈은 자가면역, 면역 매개, 산화 손상 등이 원인이지요.

혈액 손실 빈혈(출혈성 빈혈)

출혈성 빈혈은 급성 외부 출혈, 급성 내출혈, 만성 출혈로 분류합니다.

급성 외부 출혈

혈액이 급격이 체외로 빠져나가는 상황이 급성 외부 출혈입니다. 외상, 수술, 혈관 파열, 응고 장애(warfarin 독성), 심한 혈소판 감소증 등에 의해서 급성 외부 출혈이 일어나지요.

급성 외부 출혈 상황에서는 철분이 소실됩니다. 적혈구 재생은 전적으로 골수에 의존해 회복됩니다. 적혈구의 재생 반응은 약 3~5일 걸립니다. 

급성 외부 출혈 시에 혈액이 밖으로 빠져나가기 때문에 혈압이 감소합니다.

혈압의 감소를 감지하는 기관인 신장에서는 혈압을 회복하기 위해 항이뇨호르몬ADH을 분비합니다.

그러면 ADH에 의해
    1. 간질액이 순환계로 들어가서 혈액량을 늘리고
    2. 비장에 저장되어있던 혈액이 비장이 수축하여 순환계로 돌아옵니다.

그 결과 초기에 정상이던 PCV가 감소합니다.(간질액이 순환계로 들어와서 적혈구 농도가 감소함)

5~7일 후에는 신체가 정상으로 회복합니다.

급성 내출혈

비장 혈관 육종, 비장 혈종, 혈관종, 비장 염전, DIC 상황에서 급성 내출혈이 발생할 수 있습니다. 급성 내출혈은 적혈구 재흡수와 골수 재생으로 해결됩니다.

급성 내출혈 상황에서는 적혈구가 림프계를 통해 재흡수됩니다. 혈액이 혈관 밖으로 빠져나가지만 신체 내부에서 일어나는 출혈이기 때문에 림프계를 통해 다시 순환계로 돌아올 수 있는 것이지요. 적혈구가 순환계로 돌아오는 과정에서 가시적혈구 관찰되기도 합니다.

PCV는 급성 외부 출혈과 마찬가지로 감소했다가 빠르게 다시 증가합니다.

조직으로 빠져나간 적혈구는 macrophage에 의해 탐식되며 철분은 재활용되어 새로운 적혈구를 만드는데 이용됩니다.

만성 출혈

만성적인 출혈은 만성 빈혈을 유발하고, 철분 결핍을 유발합니다.

체내에서 철 이온은 이온 상태로 돌아다니지 않습니다. 철과 결합하는 단백질인 ferritin과 결합하여 저장되어있지요. Ferritin과 결합해있는 철 이온은 체내에서 철 이온 농도가 감소하면 유리되어 화학 평형을 유지합니다. Ferritin-철 복합체는 철 이온이 필요할 때마다 철 이온을 공급하는 공급처 역할을 하는 것이지요.

그러나 출혈이 만성적인 상황이라면 Ferritin에 저장되어있던 철분이 고갈되면서 점진적으로 적혈구 재생이 불량해집니다. 그리고 그 결과로 적혈구 크기가 작아지지요. RDW 증가, MCV 감소, MCHC 감소를 통해 적혈구 크기가 줄어들었음을 확인할 수 있습니다.

어린 동물은 저장된 철분이 적기 때문에 만성적인 출혈이 있을 때 철분 결핍이 더 빨리 진행됩니다.

만성 출혈 시 혈액도말 표본에서는 Leptocyte가 관찰되고, 중심창백이 넓은 적혈구가 관찰됩니다. 중심창백이 넓어지는 이유는 철분이 부족해져서 적혈구 내부에 헤모글로빈이 줄어들기 때문입니다. 그 결과 붉게 염색되는 가장자리(rim)가 가늘어집니다. Target cell(Codocyte), 접히거나 파열된 적혈구(Schistocyte) 역시 만성 출혈 상황에서 관찰됩니다.

백혈구의 종류 알기 쉽게 이해하기

백혈구에는 과립세포(granulocyte)와 단핵세포(mononuclear cell)가 있습니다.

과립세포는 세포질에 과립(granule)이 있는 세포입니다. 과립이 어떻게 염색되는지에 따라서 호산구, 호중구, 호염구로 나눕니다.

단핵세포에는 림프구와 단핵구가 있습니다.

과립세포 Granulocyte

염색

과립세포를 이해하기 위해서는 염색에 대해 알아야 합니다.

세포는 그 직경이 대체로 5마이크로미터 ~ 16마이크로미터 정도입니다. 세포를 광학현미경 상에서 보기 위해 단층으로 펴면, 그 두께가 너무 얇아서 대부분의 빛이 그냥 투과해버립니다. 그래서 아무것도 안 보이고 약간 굴절된 것 같은 상이 보일 뿐입니다.

광학현미경 상에서 세포를 보기 위해서는 염색을 해야 합니다. 세포를 염색할 때 쓰는 염색약은 여러가지가 있지만, 혈액학에서 주로 쓰는 Romanowsky 염색에 대해 설명하겠습니다.

Romanowsky 염색은 2가지 염색약으로 구성됩니다. 산성 염색약인 eosin, 염기성 염색약인 methylene blue입니다. Eosin은 붉은색, Methylene blue는 푸른색 염색약입니다.

Romanowsky 염색은 산-염기 반응입니다. DNA, RNA와 같은 핵산은 산성입니다. 이름부터가 deoxyribonucleic acid 아닙니까 ㅎㅎ 그래서 핵은 염기성 염색약인 methylene blue와 반응하여 보통 푸른색으로 염색됩니다. 반면에 세포질은 그 성상에 따라서 염색성이 달라질 수 있지요.

산성 염색약인 eosin에 염색되는 물질을 호산성, 염기성 염색약인 methylene blue에 염색되는 물질을 호염성이라고 합니다.

호중구 Neutrophil

호중구는 직경이 10~15 마이크로미터 정도 되는 세포입니다.  보통 적혈구의 직경이 약 7마이크로미터 정도니까 적혈구의 1.5배~2배 정도의 크기라고 생각하시면 됩니다.

호중구의 핵은 어두운 보라색으로 보이고 3~5개의 엽으로 분화되어있습니다.

세포질에는 과립이 있습니다. 이 과립은 살균을 하기도 하고, 다양한 고분자를 녹이는 과산화 물질이 있습니다. 그러나 이 과립은 보통 Romanowsky 염색에서 염색이 되지 않기 때문에중성이라고 보고 호중구, 중성구라고 이야기합니다.

 질병 상태에서 호중구는 미생물을 탐식하고 세균, 효모, 진균, 기생충을 죽이거나 불활화합니다. 또한 감염된 세포를 없애고, 면역 반응을 조절합니다. 호중구의 수와 분포는 질병 상태에 따라 변합니다.

호염구 Basophil

호염구는 호중구보다 약간 큽니다. 호산구, 단핵구와 크기가 비슷하지요.

과립은 호염성으로 염색되어 푸른색으로 보입니다. 푸른색 과립 중에는 알레르기 반응과 관련된 histamine이 있습니다.

호염구의 핵은 길고 약간 분엽화된 리본 모양입니다.

호염구는 알레르기 질병과 몇몇 기생충에 대한 면역 반응을 담당합니다. 특히 심장사상충 감염 시에 호염구가 증가하는 것을 확인할 수 있습니다. 호염구는 혈액에 존재하고, 호염구와 기원이 같은 비만세포(mast cell)는 조직 내에 주로 분포한다는 것도 기억해주시면 좋겠네요

 

 

호산구 Eosinophil

호산구는 거친 호산성(붉은색) 과립을 가지고 있습니다. 핵은 2~3개로 분엽화되어있습니다.

호산구는 기생충, 특히 연충에 대한 중요한 방어 기구입니다. 추가적으로 알러지성 질병에서 조직 손상에 대해 반응하는 세포입니다.

호중구는 보통 혈액 내에서 발견되기보다는 조직 내에 더 많이 있습니다. 조직에 존재하는 호산구는 보통 병원체의 유입에 취약한 피부, 호흡기, 위장관 등의 성긴결합조직에 분포합니다.

 

단핵세포 Mononuclear cell

단핵세포는 과립구처럼 핵이 분엽화되지 않고 하나로 보이는 백혈구입니다. 단핵세포에는 단핵구와 림프구가 있습니다.

단핵구 Monocyte

단핵구는 호중구와 크기가 비슷하지만 현미경 슬라이드에 도말할 때 유리에 잘 부착하여 편평해지기 때문에 조금 더 크게 보입니다.

핵은 다양한 모양으로 구형, 타원형, 콩모양에서 덤벨 모양까지로 보입니다. 

세포질은 상대적으로 청회색으로 염색됩니다. 세포질에 작은 공포(vacuole)가 보이기도 하는데, 이는 탐식 활동을 암시합니다.

단핵구는 대식세포(macrophage)나 수지상세포(dendritic cell)로 분화할 수 있습니다. 대식세포와 수지상세포는 면역 반응의 1차 방어선과 2차 반응을 연결하는 중요한 세포들입니다.

 

림프구 Lymphocyte

림프구는 대부분 말초 림프조직(림프절, 편도, Peyer's patch, 비장 등)에서 항원 매개 반응에 의해서 만들어집니다. 

림프구에는 T cell, B cell, NK cell이 있습니다. 세포 표면에 CD3 분자가 있는 세포는 T cell, CD79a 분자가 있는 세포는 B cell입니다. T cell은 다시 2가지로 나눕니다. CD4+ T cell은 T helper cell이고, CD25+;CD4+ T cell은 T regulatory cell입니다.

혈관에서 순환하는 림프구의 대부분은 소형 림프구입니다. 소형 림프구는 원형의 진한 핵을 갖고, 세포질은 옅은 담청색으로 염색되어 보입니다.

중형 림프구는 세포질이 좀 더 많고 호중구와 같은 크기로 보입니다.

반응성 림프구는 더 크고 강한 호산성의 세포질이 보입니다.

대형 림프구는 림프구 증식성 질병에서 보일 수 있습니다.