유리체/구성

콜라겐

콜라겐은 가장 중요한 구조 단백질로 유리체내에는 여러 종류의 콜라겐 섬유들이 섞여 있다. 유리체 내에는 2형 콜라겐 (75%) 이 가장 많으며, 5,11형의 복합 (10%), 9형 (15%), 6형 콜라겐 등으로 이루어져 있다. 모든 콜라겐은 3개의 polypeptide chain인 α-chain이 꼬여 있는 3중 나선형 구조를 이루고 있다.

유리체 절제술 등으로 콜라겐이 제거되어도 다시 유리체가 재형성되지 않는다는 점과 유리체의 콜라겐은 일생동안 그 양이 일정하다는 보고 등을 통해 출생 후 유리체 내 콜라겐은 거의 재생되지 않는 것으로 알려져 있다. 하지만 성인 유리체내 procollagen의 발견 등은 출생 후에도 소량이지만 일부에서는 유리체내 콜라겐이 생성될 수 있다는 것을 보여준다.

유리체의 골격에 해당하는 이형 콜라겐 섬유는 3종류의 콜라겐이 합쳐져 만들어진다. 5/11형 콜라겐을 중심축으로 해서 그 표면을 2, 9형 콜라겐이 전기선과 같이 감싸고 있는 형태를 이루고 있다. 표면을 감싸는 9형 콜라겐은 CS와 연결되어 proteoglycan을 형성한다. 콜라겐 섬유의 직경은 10~20 nm이나 길이에 대해서는 정확히 알려져 있지 않다. 콜라겐 섬유들은 22 nm 간격으로 떨어져서 유리체의 피질 영역에 주로 응축되어 있다.

4형 콜라겐은 콜라겐 섬유를 형성하는 콜라겐은 아니나 독립된 미세섬유 형태로 유리체내에 넓게 분포하며, 콜라겐 섬유 및 히알루론산과 연결되어 이 둘을 이어주는 역할을 한다. 콜라겐의 생성 유전자인 COL2A1, COL11A1 등의 변이는 선천성 유리체 이상을 나타내는 스티클러 증후군을 발생시킨다.

비콜라겐성 구조 단백질

대표적으로는 fibrillin, opticin 등이 있다.

• fibrillin : fibrillin-containing microfibril 형태로 유리체에 존재하기도 하나，일반적으로 섬모체 소대의 중요 성분으로 알려져 있다. 말판 증후군에서 fibrillin-1 생성 유전자인 FBN1 (chromosome 15q21) 의 이상은 유리체 액화, 수정체 탈구 (ectopia lentis), 망막 박리 등을 발생시킨다.
• opticin (vitrican) : 이형 콜라겐 섬유의 표면에 부착되어 콜라겐 섬유들끼리 뭉쳐지는 것을 막아주며, chondroitin sulfate, heparan sulfate와 연결되어 유리체-망막 유착에도 관여한다.

GAG

유리체내의 대표적인 glycosaminoglycan (GAG) 으로는 유리체 GAG의 대부분을 차지하는 히알루론산과 chondroitin sulfate, heparan sulfate 가 있다. 히알루론산을 제외한 다른 GAG는 모두 단백과 연결되어 proteoglycan 형태로 존재한다.

히알루론산

히알루론산은 유리체세포, 섬모체, 뭘러세포 등에서 생성 된다. 유리체의 수화된 정도는 히알루론산 중합체에 의해 좌우된다. 히알루론산 중합체는 높은 음전하를 지니며, 이는 쌍극인 물분자와 일정 한공간 배치를 유지하고 이를 통해 스펀지처럼 물을 담고 있게 된다. 이때 물은 화학적으로만 히알루론산과 결합하는 것은 아니며 히알루론산 중합체의 코일 형태의 구조에 물이 갇혀 있는 형태로 유지된다. 일반적으로 당뇨처럼 유리체내의 이온이나 수분양이 변화할 수 있는 상태에서는, 콜라겐 사이에 갇혀 있는 히알루론산이 질환 상태에 따라 팽창과 수축을 야기하고 이러한 부피 변화에 따른 물리적 인 힘이 시신경, 망막, 망막 혈관 등 안내구조물에 직접 영향을 끼친다.

철성분이나 단백질 같은 양전하 물질을 주입하여 히알루론산 중합체를 변화시키면 유리체의 수화를 감소시킬 수 있다. 대사과정이나 빛에 의해 생성된 자유 라디칼은 히알루론산의 구조를 변화시키고, 히알루론산과 proteoglycan 및 콜라겐과의 관계에 영향을 끼쳐 유리체 젤에서 히알루론산의 분리를 야기한다. 이후 콜라겐 분자는 서로 간 교차결합을 통해 큰 섬유 묶음으로 뭉쳐지고, 분리된 히알루론산은 액화 유리체의 lacuna 속에 차게 되며, 친수적인 히알루론산이 물을 당기어 액화되게 된다. 이는 유리체 구조의 파괴와 붕괴를 가지고 오게 되며, 이러한 변화는 성인 모두에서 어느 정도는 발생하게 된다.

chondroitin sulfate (CS)

유리체내 CS는 versican 형태와 9형 콜라겐에 부착되어 있는 형태로 존재한다. 9형 콜라겐에 붙어 proteoglycan을 형성하는 CS의 경우는 콜라겐 섬유 간에 사다리 모양의 결합을 유도하여, opticin과 마찬가지로 콜라겐 사이에 일정한 간격을 유지하게 한다. 유리체내 CS의 대부분을 차지하는 versican은 히알루론산 및 microfibrillar protdin과 연결되어 유리체젤의 안정적인 모양 유지에 중요한 역할을 한다. Versican 유전자인 VCAN 돌연변이는 과도한 유리체 액화가 특징인 와그너 증후군을 일으킨다.

heparin sulfate (HS)

안내에서 주로 내경계막등 기저막의 주요 성분이며, 일반적으로 내경계막에 존재하는 10, 8형 콜라겐과 유리체 피질에 존재하는 opticin을 연결하여 유리체-망막 유착에 기여한다.

유리체세포

유리체세포 (hyalocyte) 는 10~15 크기의 타원형 혹은 방추형 형태의 단핵 세포로, 유리체 피질에 주로 존재하는데，내경계막 에서 20~50㎛ 부위 (평면부에서는 섬모체 상피세포의 20~50㎛ 부위) 의 유리체 피질층에 주로 존재한다. 안구내 부위별로는 유리체 기저부의 피질에 가장 많으며, 후극부, 적도부 순으로 많이 분포하고 있으며, 중심 유리체에는 거의 존재하지 않는다.

유리체세포는 세포외 기질의 생성과 유리체내 면역 및 염증 작용의 조절 등에 관여한다. 유리체세포는 히알루론산, glycoprotein, collagen, enzyme 등을 생성한다. 또한 탐식 작용도 하는 것으로 나타나는데, 배양된 유리체세포에서 세포내 nonspecific esterase, phagosome, 세포표면의 IgG 및 보체의 표면수용체 등의 특징을 통해 유리체세포는 단핵 식세포계(mononucl的r phagocyte system)에서 유래된 성숙 세포 형태의 하나로 생각되기도 한다. 히알루론산이 이러 한 유리체세포의 탐식작용을 조절하는 물질 중 하나로 알 려져 있다. 그리고 유리체세포는 유리체내 항원의 유입 시 면역반응을 가동시키는 역할도 한다.

비정상적인 후유리체박리 상태 또는 유리체층간분리 상태에서 망막에 남은 유리체세포의 증식에 의한 막생성 으로 망막전막 등이 발생하기도 하며, 유리체세포가 여러 cytokine의 작용을 받아 혈액 및 망막으로부터 다양한 교세 포(glial celD의 유입을 유도하여 유리체망막의 접선방향의 견인을 유발하는 세포 증식 등을 야기할수 있다

기타 섬유세포, 섬유아세포나 대식세포 등도 간헐적으로 유리체 피질에서 발견되며，병적인 상태에서 소교세포(microglia) 또한 망막에서 이주하여 유리체에서 발견된다. 섬유아세포는 콜라겐 생성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 이처럼 유리체세포를 포함한, 다양한 세포들이 존재하는 유리체 피질은 유리체의 각종 대사 작용의 중심 부위로 보고 있다.

참고