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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1999;42(5): 587-592. |
| Distribution Analysis of Goblet Cells in Atrophic Rhinitis and Rhinitis Sicca with Special Reference to Impression Cytology Findings. |
| Sang Hag Lee, Seung Hoon Han, Woong Sik Kim, Jae Shin Lim, Eun Jung Joo, Joon Hwan Oh, Heung Man Lee |
1Department of Otorhinolaryngology-Head & Neck Surgery, College of Medicine, Korea University, Seoul, Korea. sanghag@ns.kumc.or.kr
2Department of Otolaryngology, Sun General Hospital, DaeJeon, Korea. |
| 위축성 및 건조성비염에서 Impression Cytology를 이용한 배세포의 분포분석 |
| 이상학1 · 한승훈1 · 김웅식1 · 임재신1 · 주은정2 · 오준환1 · 이흥만1 |
| 고려대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실1;대전선병원 이비인후과2; |
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| 주제어:
위축성비염ㆍ건조성비염ㆍ배세포ㆍImpression cytology. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
The goblet cells secrete mucus in response to a wide variety of stimuli, playing an important role on increased nasal secretion. One of the main symptoms and signs in atrophic rhinitis and rhinitis sicca is a crust formation that fill up the nasal cavity, obstructing the nasal cavity. It has been suggested to be caused by mucosal atrophy and decreased nasal secretion. Nevertheless, distribution of goblet cells in both rhinitis has not been evaluated in the whole surface of inferior turbinate. The present study was to investigate the distribution density of goblet cells in the inferior turbinate of both rhinitis patients.
MATERIALS AND METHODS:
Impression cytology, using nitroscellulose membrane, was performed in inferior turbinates of normal control, rhinitis sicca and atrophic rhinitis patients. The membrane was fixed in the fixative and then stained with Alcian Blue.
RESULTS:
The membrane stained with Alcian Blue defined the whole distribution of goblet cells which was present in the medial surface of the inferior turbinate. In normal nasal turbinates, goblet cells were evenly distributed, and did not differ in their distribution density. In rhinitis sicca, goblet cells were irregularly distributed, showing a moth-eaten appearance in the anterior and mid-portion, whereas they gained the same distribution as the normal turbinate for the posterior portion. Atrophic rhinitis had a few number of goblet cells even in the mid-and posterior portion of the inferior turbinate.
CONCLUSION:
Impression cytology proves to be a reliable and efficient method for the evaluation of goblet cells distributed in the inferior turbinates. The present study demonstrated that goblet cells decreased in their number in inferior turbinates of both rhinitis, suggesting their major role in decreased nasal secretion. |
| Keywords:
Atrophic rhinitisㆍRhinitis siccaㆍGoblet cellㆍImpression cytology |
서론
비점막의 상피층에 존재하는 배세포는 점액분비입자를 점액층으로 분비하는 주요한 점액분비선의 하나로 외부환경에 반응하여 매우 빠른 속도로 분비되며 매우 많은 양의 분비가 이루어 질 수 있기 때문에 점막하선조직보다 더 많은 점액을 분비하는 능력을 가지고 있다고 제시되고 있다.1) 이와 같은 배세포의 분비기능은 점액의 점탄성을 조절하여 점액섬모운동에 영향을 줄 뿐만 아니라, 그 분포밀도가 비점막의 위치에 따라 다르기 때문에 비점막의 습도조절기능까지도 조절할 수 있다고 믿어진다.1)2) 동물을 이용한 실험적인 연구에서는 담배연기 혹은 염증매개체로 자극을 주면 배세포는 증가하며 그 자극을 제거하면 배세포의 수 및 형태는 정상으로 복귀하기 때문에 비점막의 점액분비기능을 조절함으로써 비점막을 보호하는데 매우 중요한 세포로서 알려지고있다.3-5)
한편 위축성비염과 건조성 비염은 자주 혼동되어 사용되어지지만 서로 다른 질환으로 분류되고 있다. 위축성비염은 비폐색, 가피형성 그리고 악취를 동반하는 질환이며 건조성비염은 가피가 형성되지만 위축성비염에 비하여 대체적으로 얇고 비강의 앞부분에 국한 되며 악취를 동반하지 않는다. 이 가피형성은 주로 점액분비선의 감소때문이라고 추측하고 있으나 지금까지 이 두가지 비염의 경우 하비갑개를 덮고있는 점막에 있어서 배세포의 분포에 대한 연구는 미흡한 형편이다.6-8) 그러므로 위축성 및 건조성비염의 원인 및 치료에 대한 도움을 얻기위해서는 광범위한 하비갑개의 비점막에서 점액분비를 담당하는 배세포의 분포에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.
따라서 본연구에서는 impression cytology를 이용하여 위축성 및 건조성 비염환자의 하비갑개에 분포하는 배세포의 분포밀도를 관찰하고자 하였다.
대상 및 방법
가피형성, 건조감과 비폐색을 호소하는 15명의 환자중 하비갑개의 위축, 가피형성 그리고 악취를 동반하는 5명의 환자를 위축성비염으로 분류하였고, 하비갑개 및 비중격의 전반부에 엷은가피가 형성되나 악취가 없는 10명의 환자는 건조성비염으로 분류하였다. 그리고 증상이 전혀없는 15명의 환자를 정상대조군으로하여 비교하였다. 위축성비염군의 연령분포는 43세에서 74세까지였고(평균 연령：50.8세, 남녀비：0：5), 건조성비염군은 19세에서 84세(평균연령：51.5세, 남녀비：6：4), 정상대조군은 27세에서 79세(평균 연령：53세 남녀비：7：8)였다.
Impression cytology
나이트로스셀룰로오스 막을 1.5×5 cm 크기로 잘라 하비갑개의 전반부와 후반부를 구별하기 위하여 막의 전반부에 표시를 한 후 사용하였다. 외래에서 전비경검사로 환자의 비강을 진찰한 후 나이트로스셀룰로오스 막을 비강내로 삽입한 다음 하비갑개의 내측면의 전반부에서 후반부까지 부착시켜 면봉으로 2∼3회 문지르면서 압박하고 조심스럽게 막을 떼어내었다. 새로운 막을 이용하여 이과정을 반대편의 하비갑개에도 반복하여 실행하였다. 떼어낸 막을 고정액(무수알콜과 포르말린을 1：2 로 혼합)에 넣어 24시간 고정하고 70%알코올에서 1시간동안 후고정하였다. 나이트로스셀룰로오스 막을 30분간 Alcian blue(pH 2.5) 에서 염색한 후 수세하고 상승알콜계 탈수후 크실렌으로 투명화하여 봉입하고 염색된 배세포를 광학현미경으로 관찰하였다.
배세포의 관찰 방법
유리슬라이드에 고정시킨 염색된 나이트로스셀룰로오스 막을 전후길이를 3등분하고 각부위에 따른 배세포의 형태, 분포양상과 수를 측정하였다. 배세포의 수는 가로, 세로 각각 1 cm 를 10등분한 격자를 대안렌즈에 장착한 후 측정하였다. 측정부위는 전, 중 후반부에서 각각 연속하여 6곳에 존재하는 배세포의 수를 측정하여 0.16 mm2 당의 배세포의 수로 환산하고 각각의 부위에 따른 차이는 ANOVA 방법으로 통계적인 검증을 하였고 각군사이의 비교는 student-t test를 하였다.
결과
정상 대조군
배세포는 전,중,후반부에 걸쳐 균일하게 분포하였으며 배세포의 수는 개인간의 차이가 있었다. Impression cytology상에서 관찰된 배세포의 형태는 대체로 원형 또는 계란형이 전반부에 나타났으나 중,후반부로 갈수록 배세포의 길이가 길게 나타났다(Figs. 1A and B). 그리고 배세포의 수는 전반부에서는 992/0.16 mm2(SD：61), 중반부 942/0.16 mm2(SD：77), 후반부에서는 967/0.16 mm2(SD：65) 였고 각 군간의 차이는 없었다(ANOVA, p>0.05). 따라서 배세포의 숫자는 전, 중, 후반부로 이행되면서 변화를 보이지 않았다.
건조성 비염
전반부 및 중반부의 전면에서는 대체적으로 배세포가 균일하게 분포되어있지 않았다(Fig. 2A). 즉, 배세포가 어떤부위에서는 정상적인 형태의 배세포가 군집을 이루는 양상을 띠었고 다른 부위에서는 배세포가 관찰되지 않거나 관찰되어도 크기가 작거나 약하게 염색되는 경향을 나타내었다(Fig. 2B). 그러나 하비갑개의 후반부로 갈수록 정상적인 형태의 배세포가 균일하게 분포하고 있었다. 전반부에서 배세포의 수는 57/0.16 mm2(SD：56), 중반부에서는 456/0.16 mm2(SD：67), 후반부에서는 890/0.16 mm2(SD：69) 였고 정상점막에 비하여 전반, 중반부에서는 통계적인 유의한 차이가 관찰되었다(student t-test, p<0.05). 그리고 전,중,후반부로 갈수록 점차적으로 배세포의 수가 증가하는 경향을 보였다(ANOVA, p<0.05).
위축성 비염
전, 중, 후반부에 걸쳐 배세포가 균일하게 분포하지 않았다. 마치 퇴화되고 일부에서 남아있는 양상으로 관찰되며 전반부에서는 배세포가 일부에서 발견되며 그 크기가 작았다. 중, 후반부로 갈수록 크기가 커지나 불규칙적으로 군집을 이루는 경향이 있었다(Figs. 3A and B). 배세포의 수는 전반부, 중반부, 후반부 0.16 mm2당 48(SD：50), 50(SD：66), 47(SD：57) 개였고 각부위에 따른 배세포의 수는 차이가 없었다(ANOVA, p>0.05). 그러나 정상과 비교하였을 때 각각 통계적인 유의한 차이를 보였고 건조성 비염과 비교하였을 때 중, 후반부에서 유의한 차이를 보였다(stu-dent-t test, p<0.05).
고안
본연구는 인체비점막에 존재하는 배세포의 분포와 그 밀도를 측정하는데 새로운 간단한 조직학적 방법을 제시하였다. Impression cytology는 나이트로스셀룰로오스 막을 하비갑개에 부착하여 점막표층에 존재하는 상피층을 얻어 적당한 염색을 하는 방법으로 특히 배세포의 분포를 관찰하는데 매우 효과적이라고 생각된다. 이방법은 비침습성으로 환자에게 통증이 없이 간단하게 할 수 있으며 특히 위축성 또는 건조성비염의 경우 조직생검을 이용한 검사보다 조직의 손상없이 보다 넓은 부위에서 행할 수 있는 장점을 가지고 있다.
이 방법은 종양의 조직표면을 눌러 종양의 표면에 존재하는 세포를 신속하게 얻어 조직학적 검사를 하는데 이용되거나, 건조성 안질환과 같은 안과적질환에서 특히 결막에 존재하는 상피세포와 배세포의 수 및 그 분포밀도의 변화들을 측정분석하는데 이용되어왔다.9-11) 본 연구에서는 기존의 방법을 변형시켜 사용하였으며 이 방법으로 정상대조군과 위축성 및 건조성비염군의 하비갑개에 존재하는 배세포의 분포밀도 및 형태학적차이를 관찰하는 것이 가능하였고 그 결과 각 질환에 따라 하비갑개 표면에 존재하는 배세포의 분포가 다르다는 것을 관찰하였다.
비점막에 존재하는 전반적인 배세포의 분포는 지금까지 whole mount 방법을 이용하여 분석되었다.12-14) 특히 whole mount 방법을 이용한 배세포의 관찰은 기술적으로 매우 어려운 단점을 가지고 있으나 이 방법을 이용한 연구결과들은 정상인의 하비갑개 및 비중격점막에 존재하는 배세포의 분포밀도는 전반부에서 후반부로 갈수록 점점 증가하는 양상을 보인다고 하였다.13)14) 이러한 현상은 역시 whole mount 방법을 이용한 흰쥐의 비중격점막에서 역시 관찰되었으며,2) 인체 비점막의 경우 중비갑개보다 하비갑개에 배세포가 많이 존재하고 하비갑개의 내측보다 외측에 더 많이 존재한다고 하고 있다. 그러므로 비강기류의 속도와 서로 반비례하여 배세포가 분포하는 경향이 있다고 제시하고 있다.13)14) 더나가서 비강기류와 연관되어 분포의 변화를 나타내는 것이 비점막을 덮고있는 상피세포이다.15) 상피세포는 정상비점막의 하비갑개에서 전반부는 편평상피로 이루어져있고 후반부로 갈수록 점점 위중층섬모상피로 이행되는데 배세포는 위중층섬모상피에서 가장 많이 존재한다는 점을 고려할 때 배세포의 분포 역시 상피층의 형태와 관련된다고 생각된다. 본 연구에서는 정상대조군의 하비갑개점막에서 위치에 따른 배세포의 밀도의 변화는 관찰되지 않았다. 이 이유는 전체 하비갑개를 whole mount 방법을 이용한 결과에 비하여 본 연구에서는 나이트로오스셀룰로오스 막이 접촉한 내측면만을 계산하였기 때문이라고 생각된다. 다만 이번결과에서는 전반부에 위치한 배세포들은 원형, 혹은 계란형을 띠면서 후반부로 갈수록 길이가 긴 배세포의 형태를 보여주고 있었다. 따라서 원형 혹은 계란형의 배세포는 입방형 혹은 입방형상피세포에서 위중층섬모상피로 이행되는 상피의 배세포, 길이가 긴 배세포는 위중층섬모상피의 배세포로 생각된다.
본 연구결과 배세포의 수는 정상 하비갑개점막에 비하여 건조성 비염, 위축성비염의 순서로 적었다. 건조성비염의 경우 배세포의 수는 정상에 비하여 적었으나 후반부로 갈수록 비교적 분포밀도가 점점 증가하는 양상이 관찰되어 건조성비염의 경우 후반부에서는 거의 정상대조군과 같은 배세포의 분포가 유지되고 있다고 생각되었다. 그러나 위축성비염의 하비갑개점막에서는 나이트로스셀룰로오스 막이 접촉한 내측면에 있어서는 배세포가 매우 감소하여 있었다. 따라서 위에서 언급한 것과 같이 배세포가 상피세포의 형태에 따라 존재밀도가 다르다는 점을 고려할 때 정상하비갑개 점막에 비하여 건조성비염의 경우는 하비갑개 점막의 전반부에서, 그리고 위축성비염의 경우 하비갑개 점막의 전체면이 위중층섬모상피가 아닌 편평상피 또는 입방상피로 변화되어 있다는 것을 시사한다고 생각한다. 이러한 가정은 하비갑개점막에서 시행된 조직학적 연구결과에 의하여 뒷받침된다.7)8)16)
가토를 이용한 동물실험에서는 비공의 폐쇄후 비점막에서 배세포가 증가하고 있다고 하였고 비강기류의 흐름과 비점막상피세포의 형태를 관찰한 연구들은 강한 비강기류의 흐름이 상피세포로부터 섬모를 없어지게하며 결국 편평상피화를 일으킨다고 하고있다.17)18) 정상인의 경우 비강의 후반부로 갈수록 위중층섬모상피는 점점 더 많아진다는 사실과 함께15) 이러한 모든 결과들을 종합하여 보면 위축성 비염이나 건조성 비염의 경우 비점막상피세포가 비강기류의 변화에 의하여 장해를 받아 섬모상피가 편평상피나 입방상피로 변화함에 따라 배세포가 소멸되어 비점막으로부터 점액분비가 점점 감소됨으로써 가피가 형성되는 것에 일조할 것으로 생각된다. 또한 위축성비염의 경우 점막하에 존재하는 분비선까지도 위축된다고 하고있다.16) Gray는 위축성비염의 하비갑개에는 섬모가 없는 위중충섬모상피가 탈락됨으로써 상피세포가 없는 부위가 외부 냉건조기류 또는 생물학적 요소에 노출됨으로써 조직으로부터 유출된 염증세포와 미생물이 가피를 형성한다고 제시하였다.19)
결론
본 연구에서는 impression cytology 가 비점막표면에 존재하는 배세포의 분포밀도를 관찰하는데 매우 효과적이며 간단한 방법이라는 것을 나타냈다. 또한 이 방법을 이용하여 정상 및 건조성 비염 그리고 위축성비염의 하비갑개 점막에 존재하는 배세포의 분포밀도를 비교하여 차이가 있다는 것을 제시하였다. 다른 염색방법을 impression cytology 와 같이 이용한다면 향후 비점막의 표층에 존재하는 상피세포 및 여러가지 염증세포들의 분석에 매우 효과적이라고 생각된다.
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