염증은 생체 조직이 해로운 자극에 대해 방어적으로 반응하는 복잡한 생물학적 과정이다. 이는 면역계의 핵심 작용 중 하나로, 감염, 손상 또는 자가면역 반응과 같은 다양한 원인에 의해 유발된다. 염증의 기본 목적은 손상 원인을 제거하고, 손상된 조직을 정리하며, 치유와 재생을 위한 환경을 조성하는 것이다.
염증 과정은 크게 급성 염증과 만성 염증으로 구분된다. 급성 염증은 빠르게 시작되어 비교적 짧은 기간 지속되며, 호중구가 주된 효과 세포로 작용한다. 반면, 만성 염증은 수주에서 수년에 걸쳐 지속될 수 있으며, 대식세포와 림프구가 중심 역할을 한다. 이러한 염증 반응은 국소적으로 제한되기도 하지만, 심각한 경우 사이토카인 폭풍과 같은 현상을 통해 전신으로 확산되어 생명을 위협할 수 있다[1].
염증 발생 기전을 이해하는 것은 현대 의학의 중요한 과제이다. 염증은 상처 치유와 감염 방어에 필수적이지만, 조절되지 않거나 부적절하게 지속될 경우 류마티스 관절염, 염증성 장질환, 동맥경화증 등 수많은 만성 질환의 근본 원인이 된다. 따라서 염증 과정의 세부적 매커니즘, 즉 혈관 반응, 세포 이동, 염증 매개체의 분비와 작용 등을 규명하는 것은 효과적인 진단과 치료 전략 수립의 기초를 제공한다.
염증은 생체 조직이 해로운 자극에 대해 방어적으로 반응하는 복잡한 생물학적 과정이다. 이 과정은 손상을 제거하고 조직을 복구하기 위한 일련의 조정된 반응을 포함한다. 염증의 전형적인 임상 징후로는 발적, 열감, 부종, 통증 및 기능 장애가 있으며, 이는 고대 로마의 의학자 켈수스가 기술한 바 있다.
염증은 지속 기간에 따라 급성 염증과 만성 염증으로 크게 분류된다. 급성 염증은 손상 후 수분에서 수일 내에 빠르게 발생하는 초기 반응으로, 주로 호중구가 관여하며 조직 손상을 제한하고 치유 과정을 시작하는 것을 목표로 한다. 반면, 만성 염증은 수주에서 수년에 걸쳐 지속되거나 재발하는 지속적인 반응으로, 림프구와 대식세포가 주요 역할을 하며, 종종 완전한 치유 없이 조직 파괴와 섬유화를 동반한다.
염증이 발생하는 범위에 따라 국소 염증과 전신 염증으로도 구분할 수 있다. 국소 염증은 상처나 감염 부위와 같이 신체의 특정 부위에 제한되어 발생한다. 전신 염증은 염증 반응이 혈류를 통해 전신으로 확산된 상태를 말하며, 발열, 백혈구 증가증, 급성기 반응물질의 혈중 농도 상승 등을 특징으로 한다. 심한 경우 패혈증이나 염증성 쇼크와 같은 생명을 위협하는 상태로 진행될 수 있다.
급성 염증은 짧은 시간 내에 갑자기 시작되어 빠르게 진행되는 염증 반응이다. 지속 시간은 수시간에서 수일 정도이며, 주된 목적은 유해한 자극을 제거하고 조직 손상을 최소화하는 것이다. 주요 세포는 호중구이며, 혈관 반응이 두드러지고 삼출액이 풍부한 것이 특징이다. 임상적으로는 발적, 열감, 부종, 통증, 기능 장애라는 전형적인 5대 징후를 보인다. 대부분의 경우 원인 제거 후 완전히 치유되지만, 지속되거나 해결되지 않으면 만성 염증으로 이어질 수 있다.
반면, 만성 염증은 수주에서 수년에 걸쳐 지속되는 장기적인 염증 과정이다. 급성 염증이 해결되지 않고 지속되거나, 처음부터 낮은 강도의 자극에 의해 서서히 시작될 수 있다. 주된 세포는 대식세포, 림프구, 형질세포 등이다. 조직학적으로는 새로운 혈관 생성(신생혈관형성), 섬유화, 그리고 정상 조직을 염증 조직으로 대체하는 현상이 동반된다.
두 염증의 차이는 발생 기전과 조직 반응에 있다. 급성 염증은 주로 혈관 반응과 삼출이 중심인 반면, 만성 염증은 세포의 파괴와 재생 과정이 동시에 일어나며 조직 재형성이 주요 특징이다. 만성 염증은 류마티스 관절염, 염증성 장질환, 동맥경화증과 같은 많은 만성 질환의 근본 병리 기전이다.
염증은 발생 범위에 따라 국소 염증과 전신 염증으로 구분된다. 국소 염증은 손상이나 자극이 가해진 특정 부위에 국한되어 발생하는 반응이다. 반면, 전신 염증은 염증 반응이 혈류를 타고 전신으로 확산되거나, 처음부터 전신적인 원인에 의해 유발되는 상태를 의미한다.
국소 염증의 대표적인 예로는 피부의 종기나 화상, 관절의 염증 등이 있다. 이 경우 염증의 주요 징후인 발적, 열감, 부종, 통증, 기능 장애가 해당 부위에 집중적으로 나타난다. 이러한 반응은 유해한 자극을 제한하고 치유 과정을 시작하기 위한 국소적인 방어 메커니즘이다.
전신 염증은 감염이 혈액을 통해 퍼지는 패혈증, 자가면역 질환인 전신성 홍반성 루푸스, 또는 광범위한 화상에 의해 발생할 수 있다. 이때는 국소적인 징후 외에도 발열, 오한, 전신 권태감, 식욕 부진, 그리고 혈액 검사상 백혈구 수의 증가나 C-반응성 단백질(CRP) 같은 염증 표지자의 상승이 동반된다. 심한 경우 염증성 쇼크나 다발성 장기 부전으로 진행될 수 있다.
아래 표는 두 유형의 염증을 비교한 것이다.
특징 | 국소 염증 | 전신 염증 |
|---|---|---|
범위 | 손상 부위에 국한됨 | 전신에 영향을 미침 |
주요 원인 | 국소적 외상, 감염 | 전신적 감염(패혈증), 자가면역 질환, 광범위 손상 |
임상 증상 | 발적, 부종, 통증, 열감, 기능 장애(국소적) | 발열, 오한, 권태, 식욕부진 + 국소 증상(존재 시) |
검사 소견 | 주로 국소적 변화 | 백혈구 증가증, CRP/ESR 상승 등 전신적 염증 지표 이상 |
잠재적 결과 | 치유, 화농, 농양 형성 | 패혈증, 염증성 쇼크, 다발성 장기 장애 |
염증을 일으키는 주요 원인은 크게 감염성 원인과 비감염성 원인으로 나뉜다. 이러한 원인들은 신체 조직에 손상을 초래하여 복잡한 염증 반응을 촉발시키는 공통점을 지닌다.
감염성 원인에는 세균, 바이러스, 진균, 기생충 등의 병원체 침입이 포함된다. 예를 들어, 세균에 의한 폐렴이나 바이러스에 의한 감기는 대표적인 감염성 염증이다. 병원체 자체 또는 그들이 생성하는 독소가 조직을 손상시키면, 이는 신체의 방어 기전인 염증 반응을 시작하는 신호가 된다.
비감염성 원인은 매우 다양하다. 물리적 손상으로는 열상, 타박상, 화상, 방사선 피폭 등이 있다. 화학적 자극으로는 강산, 강알칼리, 독성 화학물질 노출이 있으며, 생체 내에서 생성되는 위액이나 쓸개즙 같은 소화액이 비정상적인 위치로 누출될 때도 염증이 발생한다. 또한, 자가면역 질환은 신체의 면역 체계가 자신의 정상 조직을 공격하여 지속적인 염증을 유발하는 대표적인 내인성 원인이다. 이 외에도 괴사 조직, 혈전에 의한 허혈, 또는 특정 약물에 대한 과민 반응도 염증의 원인이 된다.
감염성 원인은 염증을 일으키는 가장 흔한 원인 중 하나이다. 이는 세균, 바이러스, 진균, 기생충과 같은 병원성 미생물이 신체 조직에 침입하여 감염을 일으킬 때 발생한다. 이러한 미생물은 자신의 구성 성분이나 대사 산물을 통해 직접적인 조직 손상을 유발하거나, 숙주의 면역계가 이를 제거하기 위해 발동하는 방어 반응의 결과로 염증이 나타난다.
세균에 의한 염증은 일반적으로 화농성 염증의 형태를 보인다. 세균의 세포벽 구성 성분인 리포다당류 (LPS, 내독소)나 펩티도글리칸 등은 강력한 염증 유발 물질로 작용하여 대식세포와 같은 면역세포로부터 종양괴사인자 (TNF-α), 인터루킨-1 (IL-1)과 같은 염증성 사이토카인의 분비를 촉진한다. 이로 인해 혈관 확장, 혈관 투과성 증가, 호중구의 대량 유주가 일어나며, 농양 형성과 같은 전형적인 급성 염증 반응이 나타난다.
바이러스는 숙주 세포 내부로 침투하여 복제하기 때문에 염증 반응의 양상이 다르다. 바이러스 감염은 주로 림프구와 대식세포를 활성화시키며, 인터페론과 같은 항바이러스성 사이토카인의 분비를 유도한다. 이로 인해 발생하는 염증은 세균 감염에 비해 삼출액이 적은 비화농성 염증의 형태를 보이는 경우가 많다. 그러나 일부 바이러스는 직접적인 세포 파괴를 일으키거나 과도한 면역 반응을 유발하여 심각한 조직 손상과 염증을 초래하기도 한다.
다른 감염성 원인들도 각각 특징적인 염증 반응을 보인다. 진균 감염은 종종 육아종성 염증 반응을 동반하며, 기생충 감염은 호산구 증가를 특징으로 하는 알레르기성 염증 반응을 유발하는 경우가 많다. 모든 감염성 염증의 궁극적인 목적은 침입한 병원체를 격리, 제거하고 손상된 조직의 치유 환경을 조성하는 것이다.
비감염성 염증은 병원체의 침입 없이 신체 조직이 손상을 받아 발생한다. 주요 원인으로는 기계적 외상, 화학적 자극, 물리적 요인, 그리고 자가면역 반응 등이 있다.
기계적 외상은 상처, 압박, 수술 등 조직의 물리적 손상을 의미한다. 화학물질에 의한 염증은 강산, 강알칼리, 독성 물질, 또는 자극성 약물에 노출되었을 때 유발된다. 물리적 요인으로는 극한의 온도(화상 또는 동상), 방사선 노출, 그리고 전기 손상 등이 포함된다. 또한, 괴사 조직이나 혈액 응고와 같은 신체 내부의 이물질도 염증 반응을 일으키는 중요한 비감염성 원인이다.
자가면역 질환은 비감염성 염증의 대표적인 예시이다. 이 경우 면역 체계가 실수로 자신의 정상 조직을 공격하여 지속적인 염증을 유발한다. 대표적인 질환으로는 류마티스 관절염, 전신성 홍반성 루푸스, 염증성 장질환 등이 있다. 알레르기 반응 또한 특정 항원에 대한 과도한 면역 반응으로, 비감염성 염증을 일으킨다.
염증의 기본 과정은 루이스가 1927년 제안한 삼중반응 모델로 잘 설명된다. 이는 유해 자극에 대한 조직의 즉각적이고 조화로운 반응으로, 혈관 확장, 혈관 투과성 증가, 백혈구 유주라는 세 가지 연속적이면서도 중첩되는 현상으로 구성된다. 이 과정의 궁극적 목표는 손상 요인을 제거하고 손상된 조직을 정리하며 치유를 시작하는 것이다.
첫 번째 단계는 혈관 확장과 혈류 증가이다. 자극 발생 후 수초에서 수분 내에 국소 세동맥이 확장되며, 이로 인해 모세혈관으로의 혈류가 급격히 증가한다. 이 현상은 주로 히스타민과 같은 매개체에 의해 매개되며, 임상적으로는 발적과 열감으로 나타난다. 혈류 증가는 필요한 혈장 성분과 면역 세포를 손상 부위로 신속히 운반하는 데 기여한다.
이어서 혈관 투과성 증가가 발생한다. 히스타민, 브라디키닌 등의 영향으로 모세혈관, 특히 정맥 쪽의 내피 세포 사이가 일시적으로 벌어진다. 이로 인해 혈장 내 수분, 염분 및 다양한 단백질(예: 피브리노겐, 항체)이 혈관 밖 조직 사이질로 빠져나가게 된다. 이 액체 성분을 삼출액이라 하며, 조직 부종을 유발한다. 삼출액은 항체와 보체를 공급하여 병원체를 중화하고, 섬유소 망을 형성하여 감염의 확산을 막는 데 기여한다.
마지막 주요 단계는 백혈구의 혈관 벽 부착, 유주, 및 삼출이다. 혈류가 느려지면서 백혈구, 특히 호중구가 혈관 내벽으로 이동한다. 이들은 선택소와 착용소의 연속적 상호작용을 통해 내피 세포에 강하게 부착된 후, 혈관 투과성이 증가된 부위를 통해 조직 내로 활발히 유주한다. 이 과정은 케모카인에 의해 유도된다. 조직 내로 이동한 백혈구는 탐식작용을 수행하거나 추가적인 염증 매개체를 분비하여 방어 및 정리 활동을 본격화한다.
과정 | 주요 매개체 | 주요 효과 | 임상적 징후 |
|---|---|---|---|
혈관 확장 | 혈류 증가 | 발적, 열감 | |
혈관 투과성 증가 | 삼출액 형성 | 부종 | |
백혈구 유주 | 백혈구 조직 내 침윤 | 화농(고름 형성) |
혈관 확장은 삼중반응의 첫 번째 단계로, 염증 부위의 세동맥과 모세혈관이 확장하는 현상이다. 이 과정은 주로 히스타민, 프로스타글란딘, 산화질소와 같은 염증 매개체에 의해 매개된다. 혈관이 확장하면 해당 부위로 유입되는 혈류량이 급격히 증가하며, 이로 인해 임상적으로 발적과 열감이 나타난다.
혈류 증가는 염증 초기에 발생하는 중요한 방어 기전이다. 증가된 혈류는 염증 부위에 더 많은 산소와 영양분을 공급하고, 순환하는 백혈구와 혈장 단백질을 신속하게 운반하여 병원체 제거와 조직 복구를 촉진한다. 이 단계의 혈류 변화는 먼저 세동맥 확장으로 시작되어 이후 모세혈관 침대의 열림으로 이어진다.
특징 | 설명 |
|---|---|
주요 매개체 | |
혈관 변화 | 세동맥 및 모세혈관의 평활근 이완으로 인한 확장 |
결과적 징후 | 발적(홍반), 열감 |
생리적 의미 | 염증 부위로의 혈류 증가, 백혈구 및 혈장 성분 공급 촉진 |
이 과정은 정상적인 혈류의 10배까지 증가시킬 수 있다. 혈관 확장과 혈류 증가는 이후 발생하는 혈관 투과성 증가를 위한 전제 조건을 마련하며, 삼출이 효율적으로 일어날 수 있도록 한다.
혈관 투과성 증가는 삼중반응의 두 번째 핵심 단계로, 혈관 내의 액체 성분과 단백질이 혈관벽을 빠져나와 조직 사이로 스며드는 현상이다. 이 과정은 혈장의 삼출을 유발하여 조직 부종을 일으키는 주요 원인이다.
혈관 투과성 증가는 주로 미세혈관, 특히 세정맥 수준에서 일어난다. 그 기전은 크게 즉시성 반응과 지연성 반응으로 나눌 수 있다. 즉시성 반응은 히스타민, 브라디키닌, 류코트라이엔과 같은 매개체가 혈관 내피 세포를 자극하여 수축을 유발함으로써 내피 세포 사이의 틈이 일시적으로 넓어지게 하는 것이다. 이 반응은 자극 후 수 분 내에 시작되어 15~30분 정도 지속된다. 지연성 반응은 몇 시간 후에 시작되며, 사이토카인이나 직접적인 내피 손상에 의해 내피 세포 자체가 손상되거나 괴사하여 혈관벽의 완전성이 오랫동안 손상되는 경우에 발생한다.
이로 인해 혈관 밖으로 빠져나가는 물질의 종류와 양이 변화한다. 초기에는 주로 수분과 소분자 단백질이 삼출되지만, 투과성이 심각하게 증가하면 피브리노겐과 같은 대분자 단백질도 조직으로 유출된다. 조직 내에 축적된 피브리노겐은 피브린으로 전환되어 미세한 그물망을 형성하는데, 이는 국소 감염을 억제하고 이후의 치유 과정에 기여한다. 그러나 과도한 삼출은 조직 부종을 심화시켜 통증과 기능 장애를 악화시킬 수 있다.
백혈구 유주는 혈관 밖으로 백혈구가 이동하는 능동적 과정이다. 이 과정은 화학주성 물질에 의해 유도되며, 호중구와 단핵구가 주요하게 참여한다. 유주는 일련의 단계를 거쳐 진행된다. 먼저 혈관 내벽에 백혈구 부착이 일어난 후, 백혈구는 혈관 내피 세포 사이를 짜내듯이 빠져나가 삼출된다.
삼출은 혈관 투과성이 증가된 상태에서 혈장 성분이 혈관 밖 조직으로 빠져나가는 과정을 의미한다. 삼출액에는 단백질, 항체, 보체 성분 등이 포함되어 있다. 이 액체는 조직 내에 축적되어 부종을 유발하며, 동시에 화학주성 인자를 공급하여 추가적인 백혈구 유주를 촉진한다.
백혈구 유주와 삼출의 결과는 다음과 같다.
이러한 과정을 통해 백혈구는 감염 부위나 손상 조직에 집중적으로 모여들어, 병원체를 제거하고 조직 복구를 위한 환경을 조성한다. 삼출액은 조직의 산소와 영양 공급을 일시적으로 보조하는 역할도 한다[2].
염증 매개체는 염증 과정을 시작하고 조절하는 다양한 화학 물질이다. 이들은 손상된 조직이나 침입한 병원체에 대한 신체의 방어 반응을 매개하며, 혈관 변화와 세포 유입을 유도한다. 염증 매개체는 크게 혈장 유래 매개체와 세포 유래 매개체로 구분된다.
혈장 유래 매개체는 혈액 내에 존재하는 전구 물질이 활성화되어 생성된다. 대표적으로 키닌계가 있으며, 특히 브라디키닌은 혈관 확장과 투과성 증가를 일으켜 부종을 유발하고 통각 수용체를 자극하여 통증을 매개한다[3]. 보체계는 일련의 단백질이 연쇄적으로 활성화되는 시스템으로, C3a와 C5a 같은 분해 산물은 혈관 투과성을 증가시키고 호중구를 손상 부위로 끌어들이는 화학주성 역할을 한다. 또한 응고계와 섬유소용해계도 염증 반응과 밀접하게 연관되어 있다.
세포 유래 매개체는 다양한 세포에서 합성되어 분비된다. 비만세포나 호염기구에서 방출되는 히스타민은 초기 염증 반응에서 혈관 확장과 투과성 증가를 빠르게 일으킨다. 아라키돈산 대사산물인 프로스타글란딘과 류코트리엔은 혈관 반응을 조절하고 통증과 발열을 유발하며, 호중구의 화학주성을 촉진한다. 대식세포, 림프구, 내피세포 등에서 분비되는 사이토카인은 세포 간 신호 전달 물질로 작용한다. 예를 들어, 종양괴사인자(TNF)와 인터루킨-1(IL-1)은 주요 염증성 사이토카인으로, 내피세포를 활성화하고 다른 사이토카인의 분비를 촉진하며 전신적 반응을 일으킨다. 활성화된 백혈구에서 방출되는 리소좀 효소와 활성산소종은 병원체 제거에 기여하지만, 과도하게 분비되면 주변 조직에도 손상을 줄 수 있다.
이들 매개체는 상호작용하며 복잡한 네트워크를 형성한다. 하나의 매개체가 다른 매개체의 생산을 촉발하는 연쇄 반응이 일어나고, 이 과정은 염증 반응의 확대와 조절에 중요한 역할을 한다. 염증의 정상적 종료 또한 특정 항염증성 매개체(예: 인터루킨-10)에 의해 조절된다.
혈장 유래 매개체는 혈액의 액체 성분인 혈장에 존재하며, 조직 손상에 의해 활성화되는 단백질 시스템에서 생성되는 물질들이다. 이들은 염증의 초기 단계에서 혈관 반응과 삼출을 유도하는 데 핵심적인 역할을 한다. 주요 시스템으로는 키닌계와 보체계가 있으며, 응고계와 섬유소용해계도 염증 매개에 관여한다.
키닌계는 혈장 내의 키니노겐이 칼리크레인에 의해 분해되어 브라디키닌을 생성하는 경로이다. 브라디키닌은 강력한 혈관 확장 물질이며, 미세혈관의 투과성을 증가시키고 통증을 유발한다. 이는 염증 부위의 발적, 부종, 열감 및 통증이라는 고전적 징후에 직접적으로 기여한다. 키닌계의 활성은 혈장 효소에 의해 빠르게 조절된다.
보체계는 일련의 혈장 단백질이 연쇄적으로 활성화되는 시스템이다. 주로 C3a와 C5a 같은 아나필라톡신을 생성하며, 이들은 비만세포로부터 히스타민을 유리시켜 혈관 투과성을 증가시키고, 호중구를 화학주성으로 끌어들인다. 또한 막공격복합체(MAC)를 형성하여 병원체의 세포막에 구멍을 냄으로써 직접적인 세포 용해 작용을 한다. 보체계는 항체와 결합하는 고전경로, 특정 당단백질에 의해 시작되는 렉틴경로, 병원체 표면에서 자발적으로 활성화되는 대체경로 등 여러 경로로 활성화될 수 있다.
이들 시스템은 상호 연결되어 작동한다. 예를 들어, 응고계의 활성화는 키닌계를 자극할 수 있으며, 보체계의 일부 성분은 키닌계를 활성화시킬 수 있다. 이들의 활성은 혈장 내에 존재하는 다양한 억제 인자들에 의해 엄격하게 조절되어, 염증 반응이 과도하게 확산되는 것을 방지한다.
세포 유래 염증 매개체는 대식세포, 비만세포, 혈소판, 내피세포 등 다양한 세포에서 합성, 저장되었다가 방출되는 물질들이다. 이들은 주로 국소적으로 작용하여 염증 반응의 세부 과정을 정밀하게 조절한다.
주요 세포 유래 매개체는 그 화학적 성질과 작용에 따라 분류된다. 아민류인 히스타민과 세로토닌은 비만세포와 혈소판에 저장되어 있다가 즉시 방출되어 초기 혈관 확장과 혈관 투과성 증가를 유발한다. 지질 매개체에는 아라키돈산 대사산물인 프로스타글란딘, 류코트라이엔, 혈소판 활성화 인자(PAF)가 포함된다. 프로스타글란딘은 발열과 통증을 일으키고, 류코트라이엔은 강력한 화학주성 물질이자 기관지 수축 인자로 작용한다.
가장 복잡하고 핵심적인 역할을 하는 것은 단백질성 매개체인 사이토카인과 케모카인이다. 대식세포가 분비하는 종양괴사인자(TNF)와 인터루킨-1(IL-1)은 전신적 염증 반응의 주요 조절자로, 간에서 급성기 단백질 합성을 유도하고 발열을 일으킨다. 다양한 인터루킨(IL)들은 면역 세포들의 활성화, 증식, 분화를 조절한다. 케모카인은 백혈구를 염증 부위로 끌어들이는 화학주성 신호를 제공한다. 또한, 리소좀 효소와 활성산소종은 직접적으로 병원체를 제거하거나 조직 손상을 일으킬 수 있다.
매개체 종류 | 주요 예시 | 주로 분비하는 세포 | 주요 작용 |
|---|---|---|---|
아민류 | 혈관 확장, 투과성 증가 | ||
지질 매개체 | 다양한 백혈구, 내피세포 | 통증, 발열, 화학주성, 혈관 반응 | |
사이토카인 | 면역 조절, 급성기 반응 유도, 발열 | ||
케모카인 | IL-8, MCP-1 | 다양한 세포 | 백혈구의 화학주성 유도 |
기타 | 미생물 살균, 조직 손상 |
이러한 매개체들은 상호작용하며 네트워크를 형성한다. 하나의 매개체가 다른 매개체의 생산을 촉진하는 연쇄 반응이 일어나고, 서로 상승 또는 길항 작용을 통해 염증 반응의 규모와 지속 시간을 결정한다.
염증 과정에서 다양한 면역 세포들이 순차적이고 조화롭게 작용하여 침입자를 제거하고 조직 손상을 복구한다. 특히 호중구, 대식세포, 림프구는 각각 급성기와 만성기에 걸쳐 핵심적인 역할을 수행한다.
급성 염증의 초기 단계에서 가장 먼저 활성화되는 세포는 호중구이다. 혈관 내피에 부착된 호중구는 화학주성 물질을 따라 혈관 밖으로 유주하여 염증 부위로 이동한다. 이들은 식세포작용을 통해 세균이나 세포 파편을 포식하고, 활성산소종과 다양한 효소를 분비하여 병원체를 직접 살균한다. 호중구의 활동은 일반적으로 염증 발생 후 수 시간에서 수 일 내에 정점에 이르며, 이들의 축적은 고름 형성의 주요 원인이다.
염증이 지속되어 만성 단계로 접어들면, 대식세포와 림프구의 역할이 두드러진다. 조직에 상주하거나 단핵구에서 유래된 대식세포는 호중구보다 더 강력한 식세포 능력을 지니며, 병원체 처리뿐만 아니라 항원제시를 통해 적응 면역을 활성화하는 데 관여한다. 또한 대식세포는 사이토카인과 성장인자를 분비하여 염증 반응을 조절하고 조직 재생 과정을 촉진한다. 한편, T 림프구와 B 림프구는 특이적 면역 반응을 담당한다. T 림프구는 직접적으로 감염 세포를 공격하거나 다른 면역 세포들을 조절하며, B 림프구는 특정 병원체에 맞는 항체를 생산한다.
이러한 세포들의 활동은 다음 표와 같이 요약할 수 있다.
세포 유형 | 주요 활동 시기 | 주요 기능 |
|---|---|---|
급성기 (수시간~수일) | ||
만성기 (수일~수주 이상) | ||
림프구 (T세포, B세포) | 만성기 (특이적 면역) | 감염 세포 제거 (T세포), 항체 생산 (B세포), 면역 반응 조절 |
세포 간의 복잡한 상호작용은 염증 반응을 정밀하게 통제하지만, 이 조절이 실패할 경우 과도한 조직 손상이나 자가면역 질환과 같은 병리적 상태로 이어질 수 있다.
호중구는 급성 염증 반응에서 가장 먼저 그리고 가장 풍부하게 모집되는 백혈구이다. 이들은 골수에서 생성되어 혈액을 순환하다가 염증 신호를 받으면 혈관 벽을 통해 조직으로 빠르게 이동한다. 이 과정을 백혈구 유주라고 하며, 화학주성 물질에 의해 유도된다[4].
조직에 도착한 호중구의 주요 역할은 식세포작용을 통해 침입체를 제거하는 것이다. 호중구는 세균, 작은 이물질, 손상된 조직 잔해 등을 포식한다. 포식 후, 호중구는 세포 내 과립에 저장된 강력한 항균 물질(예: 리소자임, 라크토페린, 미엘로퍼옥시데이스)과 활성산소종을 방출하여 포식체를 분해하고 살균한다.
호중구의 주요 기능 | 설명 |
|---|---|
포식작용 | 표면 수용체를 통해 병원체를 인지하고 포식소체 형성 |
탈과립 | 세포질 내 과립의 내용물(효소, 항균 펩타이드)을 세포 외 또는 포식소체 내로 방출 |
산소 의존적 살균 | 호흡폭발을 통해 활성산소종(슈퍼옥사이드, 과산화수소 등) 생성 |
세포외 덫 형성 |
호중구의 활동은 염증 반응을 제한하는 동시에 조직 손상을 유발할 수도 있다. 과도한 활성산소종과 효소의 방출은 주변 건강한 조직을 손상시켜 염증을 악화시킬 수 있다. 급성 염증이 해소되면, 대부분의 호중구는 세포자멸사를 통해 프로그램된 죽음을 맞이하고, 대식세포에 의해 제거된다. 이 과정이 원활하지 않으면 조직 손상이 지속되거나 만성 염증으로 진행될 수 있다.
대식세포는 만성 염증의 중심 세포로, 조직 내에 장기간 머무르며 다양한 기능을 수행한다. 급성 염증 단계에서 모세혈관을 빠져나온 단핵구가 조직으로 이동하여 대식세포로 분화된다. 이 세포는 식세포 작용을 통해 병원체나 세포 잔해를 제거하고, 사이토카인 및 성장 인자를 분비하여 염증 반응을 조절하며, 다른 면역 세포들을 조직으로 모이게 한다. 또한, 항원을 처리하여 림프구에 제시하는 항원제시세포로서의 역할도 수행한다.
림프구, 특히 T 림프구와 B 림프구는 만성 염증에서 특이적 면역 반응을 담당한다. 대식세포로부터 항원 제시를 받은 T 림프구는 활성화되어 증식한다. 활성화된 T 림프구는 다음과 같은 아형으로 분화하여 작용한다.
림프구 아형 | 주요 역할 |
|---|---|
보조 T 세포(Th1) | 대식세포를 활성화시키는 사이토카인(예: 인터페론-감마) 분비 |
보조 T 세포(Th17) | 호중구 등을 모으는 염증성 사이토카인 분비 |
감염된 세포나 암세포를 직접 사멸시킴 | |
항원에 특이적인 항체를 생산하여 병원체 제거 용이화 |
이러한 세포들 사이의 상호작용은 복잡한 신호 전달 네트워크를 형성한다. 대식세포가 분비하는 인터루킨-12(IL-12)는 Th1 세포의 분화를 유도하고, Th1 세포가 분비하는 인터페론-감마는 다시 대식세포를 강력하게 활성화시키는 정교한 순환을 만든다. 이 지속적인 면역 세포의 활성화와 사이토카인의 분비가 조직 손상을 유발하며, 만성 염증의 병리적 특징인 육아종 형성이나 섬유화를 초래한다.
염증 과정의 최종 결과는 손상의 원인 제거 여부와 조직의 회복 능력에 따라 크게 나뉜다. 가장 이상적인 결과는 완전한 치유와 재생이다. 이는 손상된 조직이 원래의 구조와 기능을 완전히 회복하는 것을 의미한다. 표피나 간과 같이 재생 능력이 높은 조직에서 주로 관찰된다. 불완전한 치유는 섬유화 또는 반흔 형성으로 이어진다. 이는 실질 세포의 손실이 크거나 지속적인 염증으로 인해 섬유아세포의 증식과 콜라겐 침착이 주를 이루는 치유 방식이다.
염증의 합병증은 국소적 또는 전신적으로 나타날 수 있다. 국소적 합병증에는 화농이 대표적이다. 이는 주로 화농균 감염에 의해 다량의 호중구가 모이고 괴사 조직과 삼출액이 혼합되어 고름이 형성되는 현상이다. 고름이 축적되면 농양을 형성할 수 있다. 또한, 심한 혈류 장애나 독소에 의한 직접적 손상으로 조직의 괴사가 발생할 수 있다.
만성 염증이 장기화되면 주요 합병증은 진행성 섬유화다. 지속적인 염증 매개체의 자극은 섬유아세포를 활성화시켜 과도한 결합 조직을 생성한다. 이는 장기의 구조를 변형시키고 기능을 저하시킨다. 예를 들어, 간경변은 만성 간염에 의한 섬유화의 결과이며, 폐섬유화는 만성 폐 염증의 최종 단계이다. 이러한 섬유화는 비가역적인 손상으로 이어질 수 있다.
염증 과정의 궁극적인 목표는 손상된 조직을 복구하고 정상적인 기능을 회복시키는 것이다. 이 과정은 크게 재생과 섬유화라는 두 가지 기전을 통해 이루어진다. 재생은 손실된 실질 세포가 동일한 종류의 세포로 대체되는 이상적인 복구 형태이다. 반면, 섬유화는 섬유아세포가 증식하여 콜라겐을 비롯한 결합 조직으로 손상 부위를 메우는 과정이다.
치유 과정은 조직 손상의 정도와 손상된 세포의 재생 능력에 따라 달라진다. 재생 능력이 높은 상피 조직이나 간과 같은 장기는 비교적 완전한 재생이 가능하다. 그러나 재생 능력이 낮은 심근세포나 신경세포가 손상되거나, 손상 범위가 넓은 경우에는 주로 섬유화에 의한 반흔 형성이 일어난다. 이 반흔 조직은 기계적 강도를 제공하지만, 원래 조직의 정상적인 기능은 상실된다.
치유는 연속적인 단계로 진행된다. 염증기 이후, 증식기에는 새로운 혈관이 생성되고(신생혈관형성), 섬유아세포가 유입되어 콜라겐을 합성하기 시작한다. 이후 재형성기에는 불필요한 혈관이 퇴화되고 콜라겐 섬유가 재배열되어 반흔의 강도가 점차 증가한다. 이 과정은 다양한 성장 인자와 사이토카인에 의해 정밀하게 조절된다.
치유 단계 | 주요 특징 | 관여 세포 및 물질 |
|---|---|---|
염증기 | 히스타민, 프로스타글란딘, 백혈구 | |
증식기 | 섬유아세포, 내피세포, TGF-β | |
재형성기 | 콜라겐 재배열, 반흔 성숙, 불필요한 혈관 퇴행 | 매트릭스 금속단백효소(MMPs) |
치유가 지연되거나 과도하게 일어나면 문제를 초래할 수 있다. 치유 부전은 만성 궤양을 유발하며, 과도한 섬유화는 간경변, 폐섬유화와 같은 장기 기능 장애를 일으킨다. 따라서 염증 반응의 적절한 종료와 균형 잡힌 치유 과정은 건강 유지에 필수적이다.
염증 과정이 적절히 조절되지 않거나 지속될 경우, 조직 손상이 가중되어 화농, 괴사, 섬유화와 같은 병리적 결과를 초래할 수 있다.
화농은 주로 급성 염증의 결과로 나타나며, 호중구가 대량으로 모여들어 화농균과 싸우는 과정에서 발생한다. 죽은 호중구, 박테리아, 조직 잔해물이 혼합된 액체를 고름이라고 한다. 고름이 국소적으로 모여 형성된 공간을 농양이라고 부르며, 이는 외과적 배농이 필요할 수 있다. 괴사는 조직이나 세포의 비정상적인 사망을 의미하며, 염증 과정 중 혈류 공급 장애, 직접적인 병원체 독소, 또는 강력한 염증 매개체에 의해 유발된다. 괴사의 유형에는 조직이 연하고 부패하는 괴저성 괴사와, 조직이 건조하고 치즈 모양을 띠는 건성 괴사 등이 있다.
섬유화는 만성 염증의 대표적인 결과물이다. 지속적인 염증 자극은 섬유아세포를 활성화시켜 콜라겐을 비롯한 세포외 기질의 과도한 침착을 유도한다. 이는 정상 조직을 딱딱한 반흔 조직으로 대체하는 과정이다. 섬유화는 장기의 구조와 기능을 심각하게 손상시키며, 다양한 만성 질환의 핵심 병리 기전이 된다. 주요 예시는 다음과 같다.
이러한 병리적 과정들은 염증 반응 자체가 방어 기전에서 조직 파괴 기전으로 전환되었음을 보여준다. 따라서 염증성 질환의 치료는 초기 염증 반응을 억제하는 것뿐만 아니라, 이러한 후기 합병증인 섬유화의 진행을 막는 데에도 중점을 둔다.
염증은 다양한 질병의 발병 기전에 관여하는 핵심 과정이다. 국소적이거나 전신적인 과도한 염증 반응은 조직 손상을 유발하고, 만성화되면 여러 주요 질환의 직접적인 원인이 된다.
염증 관련 대표 질환으로는 류마티스 관절염, 강직성 척추염과 같은 자가면역성 관절염, 그리고 크론병과 궤양성 대장염을 포함하는 염증성 장질환이 있다. 이들 질환은 면역 체계의 이상으로 인해 자신의 조직을 공격하는 만성 염증이 특징이다. 또한, 동맥경화증은 혈관 벽에서 발생하는 지속적인 저등급 염증이 혈관 손상과 죽상판 형성에 중요한 역할을 한다는 점에서 대표적인 염증성 질환으로 인식된다.
염증 반응이 과도하게 전신으로 확산되면 생명을 위협하는 상태로 진행될 수 있다. 예를 들어, 감염에 대한 조절되지 않는 전신성 염증 반응은 패혈증을 일으킨다. 패혈증은 사이토카인 폭풍[6]을 동반하며, 이로 인한 혈관 확장과 혈관 투과성 증가는 저혈압과 조직 관류 부전을 초래하여 염증성 쇼크(패혈성 쇼크)에 이를 수 있다.
질환 분류 | 대표 질환 | 주요 염증 특성 |
|---|---|---|
자가면역/염증성 질환 | 류마티스 관절염, 염증성 장질환 | 만성적, 자가면역 반응에 의한 조직 지속적 손상 |
대사/혈관 질환 | 동맥경화증 | 만성 저등급 염증에 의한 혈관 내피 손상 |
전신적 합병증 | 패혈증, 염증성 쇼크 | 급성, 과도한 전신 염증 반응에 의한 다기관 장애 |
류마티스 관절염은 주로 관절의 활막을 침범하는 만성 자가면역 질환이다. 면역체계가 자신의 관절 조직을 공격하여 지속적인 염증을 유발하며, 이로 인해 관절 통증, 부종, 강직 및 점진적인 관절 손상과 변형이 발생한다. 치료는 염증 억제와 면역 조절을 목표로 하며, 메토트렉세이트와 같은 항류마티스 약물 및 생물학적 제제가 사용된다.
염증성 장질환은 크론병과 궤양성 대장염을 포함하는, 소화관에 만성 염증이 반복되는 질환군이다. 정확한 원인은 밝혀지지 않았으나 유전적 소인, 환경 요인, 장내 미생물 군집의 이상 및 비정상적인 면역 반응이 복합적으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 주요 증상으로는 복통, 설사, 혈변, 체중 감소 등이 있으며, 치료는 염증을 가라앉히고 재발을 예방하는 데 중점을 둔다.
이 외에도 염증이 주요 병리 기전을 이루는 대표적인 질환은 다음과 같다.
질환명 | 주요 침범 부위 | 염증의 특성 |
|---|---|---|
기도(기관지) | 만성 기도 염증과 과민반응으로 인한 가역적인 기도 폐쇄 | |
피부 | 피부 장벽 기능 이상과 면역 이상에 의한 만성 염증 | |
피부, 관절, 신장, 뇌 등 다기관 | 자가항체 생성에 의한 전신성 자가면역 질환 | |
중추신경계 (뇌, 척수) | ||
간염 (자기면역성) | 간 |
이러한 질환들은 염증 과정이 적절히 조절되지 못하고 지속되거나 과도하게 활성화되어 조직 손상을 일으킨다는 공통점을 가진다. 따라서 치료 전략은 질환별로 차이가 있으나, 궁극적으로는 비정상적인 염증 반응을 표적으로 한다.
패혈증은 감염에 대한 전신적 염증 반응으로, 혈류 감염을 포함한 다양한 감염원에 의해 유발될 수 있다. 이 과정에서 면역계가 과도하게 활성화되면 사이토카인 폭풍이 발생하여 전신의 혈관 확장과 혈관 투과성 증가를 초래한다. 그 결과 혈압이 급격히 떨어지는 패혈성 쇼크가 발생하며, 다발성 장기 부전으로 이어질 수 있다[7].
염증성 쇼크는 패혈증에 국한되지 않고, 중증 췌장염, 광범위 화상, 중증 외상과 같은 비감염성 원인에 의한 과도한 전신 염증 반응에서도 나타난다. 공통적인 병태생리는 염증 매개체의 대량 유리로 인한 혈관 확장, 혈장 성분의 혈관 외 누출, 그리고 이로 인한 순환 혈액량의 절대적 또는 상대적 부족이다.
이러한 전신적 염증의 주요 합병증과 진행 단계는 다음과 같이 정리할 수 있다.
단계/합병증 | 주요 특징 | 관련 임상 증후군 |
|---|---|---|
전신 염증 반응 증후군 (SIRS) | 감염 유무와 관계없는 전신적 염증 활성화 상태 | 패혈증의 전조 단계 |
패혈증 | 감염이 확인된 SIRS | 발열, 빈맥, 빈호흡, 백혈구 수치 이상 |
중증 패혈증 | 패혈증에 장기 기능 장애가 동반된 상태 | 혈압 저하, 뇨량 감소, 의식 변화 |
패혈성 쇼크 | 중증 패혈증이 적절한 수액 공급에도 저혈압이 지속되는 상태 | 다발성 장기 부전, 높은 사망률 |
다발성 장기 부전 (MODS) | 전신 염증의 최종 단계로 두 개 이상의 장기 시스템 기능 상실 | 호흡부전, 신부전, 간부전, 심혈관계 붕괴 |
치료는 원인 제거, 적극적인 수액 공급, 혈압 유지를 위한 혈관 수축제 사용, 그리고 필요시 인공호흡기나 신대체요법 등의 장기 지지 요법이 중심이 된다. 조기 발견과 공격적인 치료 개시가 예후를 좌우하는 핵심 요소이다.
염증의 존재와 정도를 평가하기 위해 임상 증상과 징후를 관찰하고, 혈액 검사를 통해 염증 표지자를 측정하는 방법이 주로 사용된다.
임상적으로 염증은 고대부터 알려진 홍색(rubor), 열감(calor), 종창(tumor), 통증(dolor) 및 기능 장애(functio laesa)라는 5대 징후로 나타난다. 이러한 징후는 급성 염증에서 특히 두드러지게 관찰되며, 발생 부위와 원인에 따라 그 양상이 달라진다. 예를 들어, 피부의 세균 감염은 명확한 발적과 국소적 열감을 동반하지만, 내부 장기의 염증은 통증과 기능 장애가 주요 증상으로 나타날 수 있다.
실험실 검사는 염증을 객관적으로 정량화하는 데 필수적이다. 대표적인 염증 표지자로는 C-반응성 단백질(CRP)과 적혈구 침강 속도(ESR)가 있다. CRP는 간에서 합성되어 혈중 농도가 급격히 상승하며, 염증의 활성도와 치료 반응을 모니터링하는 데 유용하다. ESR은 비특이적 지표이지만, 만성 염증성 질환이나 자가면역 질환의 경과 관찰에 활용된다. 이 외에도 백혈구 수, 특히 호중구 수의 증가는 급성 세균 감염을 시사하는 소견이다. 최근에는 보다 정밀한 평가를 위해 인터루킨-6(IL-6)이나 프로칼시토닌과 같은 다른 표지자들도 상황에 따라 측정된다[8].
주요 평가 방법 | 설명 | 대표적 지표/징후 |
|---|---|---|
임상적 평가 | 의사의 진찰을 통한 증상과 신체 징후 관찰 | 발적, 열감, 종창, 통증, 기능 장애 |
혈액 검사 | 혈액 내 염증 관련 물질의 농도 측정 | |
영상 검사 | 염증 부위의 구조적 변화 시각화 | 초음파, CT, MRI, 방사성 동위원소 검사 |
영상 진단 방법도 염증 평가에 보조적으로 사용된다. 초음파나 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI)은 염증으로 인한 조직의 부종, 농양 형성, 또는 섬유화 같은 구조적 변화를 확인하는 데 도움을 준다. 특정 관절염이나 염증성 장질환의 평가에는 MRI가 특히 유용하다. 일부 경우, 방사성 표지자를 이용한 양전자방출단층촬영(PET)을 통해 신체 전반의 대사 활성도가 증가된 염증 부위를 찾아낼 수도 있다.
염증의 임상 증상과 징후는 크게 국소적 증상과 전신적 증상으로 나뉜다. 고대부터 알려진 염증의 5대 국소적 징후는 홍반, 열감, 종창, 통증, 기능장애이다. 이는 각각 혈관 확장에 의한 혈류 증가, 대사 활성화로 인한 국소 온도 상승, 혈관 투과성 증가로 인한 삼출액 축적, 염증 매개체와 압력 증가에 의한 통증, 그리고 통증과 조직 손상으로 인한 기능 저하를 반영한다.
전신적 증상은 급성기 반응의 일부로 나타난다. 주요 증상으로는 발열, 백혈구 증가증, 식욕부진, 근육통, 피로감 등이 있다. 이는 대식세포 등이 분비하는 사이토카인 (예: 인터루킨-1, 종양괴사인자-알파)이 시상하부와 간, 골수 등에 작용하여 유발한다.
염증의 위치와 심각도에 따라 특정 임상 징후가 두드러지게 나타날 수 있다. 예를 들어, 뇌수막염에서는 목 뻣뻣함이, 폐렴에서는 기침과 호흡곤란이, 복막염에서는 반발압통이 중요한 징후가 된다. 이러한 증상과 징후는 염증의 존재를 빠르게 시사하고, 추가 진단 검사의 필요성을 판단하는 기초가 된다.
염증 표지자는 혈액이나 체액에서 측정 가능하며, 신체 내 염증 과정의 존재, 정도, 활동성을 객관적으로 평가하는 데 사용되는 지표이다. 이들은 염증의 진단, 질병 활동성 모니터링, 치료 반응 평가에 핵심적인 역할을 한다.
가장 널리 사용되는 혈청 염증 표지자로는 C-반응성 단백질(CRP)과 적혈구 침강 속도(ESR)가 있다. CRP는 간에서 합성되는 급성기 반응물질로, 염증 자극 후 수시간 내에 급격히 증가하며, 반감기가 짧아 치료 효과를 신속히 반영한다. 반면, ESR은 적혈구가 혈장 내에서 침강하는 속도를 측정하는 검사로, 염증 시 증가하는 피브리노겐 등의 글로불린 증가에 영향을 받아 상대적으로 느리게 변화한다. 주요 염증 표지자의 특징은 다음과 같다.
표지자 | 주요 특징 | 임상적 활용 |
|---|---|---|
C-반응성 단백질(CRP) | 염증 자극 후 수시간 내 급격히 상승, 반감기 짧음(약 19시간) | 급성 염증/감염 진단, 세균성 감염 판별, 심혈관 질환 위험 평가, 치료 반응 모니터링 |
적혈룡 침강 속도(ESR) | 염증 시 피브리노겐 증가로 인해 상승, 변화 속도 느림 | |
백혈구 수(WBC) | 특히 호중구 증가는 세균 감염 시 특징적 | 급성 감염 의심 시 기본 선별 검사 |
프로칼시토닌(PCT) | 주로 세균 감염 시 현저히 증가, 바이러스 감염에서는 미미한 증가 | 패혈증 진단 및 중증도 평가, 항생제 치료 필요성 판단 지표 |
이 외에도 인터루킨-6(IL-6)과 같은 사이토카인은 염증 매개체로서 직접 측정될 수 있으며, 특히 류마티스 관절염 등의 자가면역 질환에서 활발히 연구된다. 혈청 아밀로이드 A(SAA)도 급성기 반응물질로 활용된다. 각 표지자는 민감도와 특이도가 다르므로, 임상 상황과 의심되는 질환에 따라 적절한 표지자를 선택하거나 병용하여 해석한다[9].
염증 치료의 기본 목표는 유해한 자극을 제거하고, 조직 손상을 최소화하며, 정상적인 항상성과 치유 과정을 촉진하는 것이다. 치료 접근법은 염증의 원인, 심각도, 위치, 그리고 급성 또는 만성 여부에 따라 달라진다. 일반적으로 원인 제거(예: 항생제로 감염 치료), 염증 반응 자체의 억제, 그리고 증상 완화가 병행된다.
염증 반응을 억제하는 주요 약물 계층으로는 비스테로이드성 항염증제와 스테로이드가 있다. NSAIDs는 사이클로옥시게나제 효소를 억제하여 프로스타글랜딘 등의 생성과 그에 따른 통증, 발열, 부종을 감소시킨다. 반면, 코르티코스테로이드는 보다 강력하고 광범위한 항염증 효과를 가지며, 유전자 발현 수준에서 다양한 염증 매개체의 생성을 차단한다. 그러나 두 약제 모두 장기 사용 시 위장관 장애, 신장 기능 이상, 골다공증, 면역 억제 등의 부작용 위험이 있어 신중한 사용이 요구된다.
만성 자가면역성 염증 질환의 치료에서는 보다 표적적인 접근법이 발전해왔다. 생물학적 제제는 종양 괴사 인자 알파나 특정 인터루킨과 같은 특정 염증성 사이토카인이나 그 수용체를 차단하는 단일클론항체 등을 포함한다. 이들은 기존 약물에 반응하지 않는 중증 환자에게 효과적이지만, 고비용과 감염 위험 증가 등의 한계가 있다.
치료 원칙은 약물 치료 외에도 생활습관 개선을 포함한다. 식이 조절(예: 오메가-3 지방산 섭취), 규칙적인 운동, 스트레스 관리, 금연은 만성 염증을 완화하는 데 도움을 줄 수 있다. 궁극적으로 이상적인 염증 치료는 과도한 조직 손상을 막으면서도, 감염 제거와 조직 복구에 필요한 정상적인 염증 반응은 보존하는 미묘한 균형을 찾는 것이다.
비스테로이드성 항염증제는 염증, 통증, 발열을 줄이는 데 널리 사용되는 약물군이다. 아스피린, 이부프로펜, 나프록센 등이 대표적이며, 사이클로옥시게나제 효소의 활성을 억제함으로써 작용한다. 이 효소는 아라키돈산으로부터 프로스타글란딘과 트롬복산 같은 염증 매개체를 생성하는 데 관여한다. NSAIDs는 주로 COX-2 효소를 차단하여 염증과 통증을 유발하는 프로스타글란딘의 생성을 감소시킨다.
약물 종류 | 대표 약물 | 주요 특징 |
|---|---|---|
비선택적 COX 억제제 | COX-1과 COX-2를 모두 억제하여 위장관 장애 위험 증가 | |
COX-2 선택적 억제제 | 위장관 부작용은 적지만 심혈관계 위험 가능성 존재 |
이러한 약물은 류마티스 관절염, 퇴행성 관절염, 급성 통증 관리 등에 효과적이다. 그러나 비선택적 COX 억제제는 위장관 점막 보호에 관여하는 COX-1도 억제할 수 있어 위궤양이나 출혈의 위험을 높인다. COX-2 선택적 억제제는 이러한 위장관 부작용은 상대적으로 적지만, 심혈관계 부작용(혈전증 위험 증가 등)에 대한 주의가 필요하다[10]. 장기간 사용 시 신장 기능에 영향을 줄 수도 있다.
용법은 경구 투여가 가장 일반적이지만, 외용제(겔 또는 패치)나 주사제 형태도 존재한다. 환자의 병력(특히 위장관 질환, 심혈관 질환, 신장 질환)과 다른 약물과의 상호작용을 고려하여 적절한 약물을 선택하고, 가능한 최단 기간 동안 최소 유효 용량으로 사용하는 것이 원칙이다.
스테로이드 항염증제는 코르티코스테로이드라고도 불리며, 부신피질에서 분비되는 호르몬을 모방하여 합성한 약물이다. 이들은 염증 매개체 생산에 관여하는 여러 유전자의 전사를 억제함으로써 강력한 항염증 및 면역억제 효과를 나타낸다. 주로 류마티스 관절염, 천식, 염증성 장질환, 중증 피부염 등 다양한 중증 염증성 및 자가면역 질환의 치료에 사용된다. 그러나 장기간 사용 시 골다공증, 당뇨병, 고혈압, 면역력 저하 등의 심각한 부작용이 발생할 수 있어 신중한 투여가 요구된다.
생물학적 제제는 생명공학 기술을 이용해 생체 내 특정 분자를 표적으로 하여 정밀하게 제작된 단백질 기반의 약물이다. 기존 약물이 넓은 범위의 염증 경로를 억제하는 반면, 생물학적 제제는 TNF-α, 인터루킨-1(IL-1), 인터루킨-6(IL-6) 같은 특정 사이토카인이나 이를 생산하는 세포의 수용체를 차단한다. 대표적인 약물로는 TNF-α 억제제(예: 인플릭시맙, 아달리무맙), IL-6 수용체 억제제(예: 토실리주맙), B세포를 표적으로 하는 제제(예: 리툭시맙) 등이 있다.
약물 종류 | 주요 작용 기전 | 대표적 사용 질환 | 주요 고려사항 |
|---|---|---|---|
스테로이드 | 염증 유전자 전사 광범위 억제 | 장기 사용 시 부작용(골다공증, 감염 등) | |
생물학적 제제 | 특정 사이토카인(예: TNF-α) 또는 세포 표적 차단 | 고가, 주사제 투여, 감염 위험 증가 |
이러한 표적 치료는 기존 치료에 반응하지 않는 난치성 환자에게 효과적이지만, 고비용과 함께 표적화된 면역 경로의 억제로 인한 결핵 재활성화나 특정 감염 위험 증가 등의 새로운 부작용을 초래할 수 있다. 최근 연구는 보다 정밀한 표적을 찾거나, 기존 스테로이드 및 생물학적 제제의 부작용을 줄이는 새로운 전략을 모색하는 방향으로 진행되고 있다.
염증 연구는 기존의 염증 매개체와 세포적 반응에 대한 이해를 넘어, 염증과 만성 질환의 연관성, 정밀한 조절 기전, 새로운 치료 표적 발굴에 집중되고 있다. 최근에는 만성 염증이 암, 대사 증후군, 신경퇴행성 질환 및 심혈관 질환의 주요 원인 인자로 작용한다는 증거가 축적되면서, 이들 질환의 예방과 치료를 위한 표적으로서 염증 경로에 대한 관심이 높아졌다.
연구 동향의 핵심은 염증 과정의 해상도를 높이는 것이다. 단일세포 RNA 시퀀싱 기술을 통해 이전에는 동질한 군집으로만 보이던 면역 세포 내의 다양한 아형과 그 기능적 상태를 구분할 수 있게 되었다. 또한, 후성유전학 연구는 환경적 요인이 유전자 발현을 어떻게 변화시켜 염증 반응을 장기간 조절하는지 밝히고 있다. 이를 통해 염증성 장질환이나 류마티스 관절염과 같은 특정 질환에서 비정상적으로 활성화된 세포군이나 분자 경로를 정확히 표적화하는 맞춤형 치료법 개발이 가속화되고 있다.
미래 전망은 크게 두 방향으로 나뉜다. 첫째는 염증의 해로운 측면만을 억제하는 것이 아니라, 조직 재생을 촉진하는 해소 단계를 적극적으로 유도하는 치료법이다. 특수 소산 매개체와 같은 분자들이 염증을 자연스럽게 종결시키는 과정에서 핵심 역할을 한다는 발견이 이를 뒷받침한다. 둘째는 미생물군집과 염증의 상호작용을 활용한 전략이다. 장내 미생물의 구성 변화가 전신적 염증에 미치는 영향에 대한 연구가 활발하며, 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 또는 대변 미생물 이식 등을 통한 미생물군집 조절이 새로운 치료 패러다임으로 부상하고 있다.
연구 분야 | 주요 접근법 | 목표/전망 |
|---|---|---|
정밀 염증의학 | 질환별 염증 특이 경로를 표적화한 맞춤형 치료 | |
염증 해소 촉진 | 특수 소산 매개체 연구, 조직 재생 메커니즘 규명 | 염증의 부작용 없이 치유 과정을 직접 유도하는 치료제 개발 |
미생물군집-면역 축 | 마이크로바이옴 분석, 미생물 유래 대사물질 연구 | 장내 환경 조절을 통한 전신성 염증성 질환 예방 및 관리 |
디지털 헬스 | 인공지능을 활용한 다중 오믹스 데이터 통합 분석 | 개인별 염증 위험 예측 및 예방적 개입 전략 수립 |
이러한 발전들은 궁극적으로 염증을 단순히 '억제'하는 것을 넘어, 신체의 정교한 방어 및 재생 시스템을 '재프로그래밍'하거나 '조화'시키는 새로운 치료 시대를 열 것으로 기대된다.