골수(Bone marrow)

1. 골수란?

 

골수(bone marrow)는 대부분의 뼈 내부에 위치한 부드럽고 스폰지 같은 조직으로, 체내에서 조혈(혈액 생성)과 면역세포 생산의 중심 역할을 합니다. 인간의 골수는 적골수와 황골수로 나뉘는데, 적골수는 조혈 기능을 담당하며, 황골수는 주로 지방 조직으로 구성되어 에너지를 저장하고 필요시 적골수로 전환될 수 있습니다.

 

 

 

 

 골수의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

1. 적색 골수(Red bone Marrow):
   - 조혈세포(Hematopoietic Cells): 혈액 세포(적혈구, 백혈구, 혈소판)를 생성하는 역할을 합니다.
   - 간질세포( Stromal Cells): 조혈작용을 위한 미세 환경을 제공하며 이를 지원하는 세포들입니다.
   - 굴(혈관): 성숙한 혈액 세포가 혈액 순환으로 방출될 수 있도록 돕는 특수 혈관입니다.

2. 황색 골수 (Yellow bone Marrow): 
   - 지방세포(Fat Cells): (아디포사이트): 주로 지방으로 구성되어 있으며 에너지 저장 역할을 하며 구조적 지지를 제공합니다.
   - 기질세포: 적색 골수에 비해 조혈작용에서 덜 적극적인 역할을 하지만 환경 지원을 제공합니다.

3. 골소주(트라베큘라):
   - 해면골 구조: 골수강 내의 뼈 돌기로 이루어진 네트워크로, 구조적 지지를 제공하고 골수를 담고 있습니다.

4. 치밀골 (주변 부위):
   - 골수를 보호하고 뼈 구조의 지지대를 형성하는 역할을 합니다.

즉, 골수는 혈액세포(적혈구,백혈구,혈소판)를 생성하는 줄기세포로 골수의 주요 기능을 담당하는  조혈모세포(Hematopoietic Stem Cells)와 조혈세포를 지원하며 골수미세환경을 형성하는 세포들인 간질세포(Stromal Cells)로 구성된다고 볼 수 있습니다.

 

 

2. 골수는 어떻게 형성되는가?

골수는 태아 발달 과정 중 2차적인 조혈 기관으로 형성됩니다. 초기에는 배아의 난황낭(yolk sac)과 간(liver)에서 조혈이 시작되며, 이후 태아 발달 5개월경에 조혈 기능이 골수로 이동하여 성숙합니다. 골수는 유년기에는 대부분 적골수로 구성되지만, 성인이 되면서 장골(긴 뼈)의 골수는 황골수로 대체되고, 척추, 흉골, 골반 등에서만 적골수가 유지됩니다.

 

성장단계에 따라 골수의 형성기관도 달라집니다.(출처: The Response of Macrophages in Sepsis-Induced Acute Kidney Injury)

 

 

 

인체의 성장과 성숙에 따른 골수의 형성과정을 정리하면, 아래와 같습니다.

 

1). 태아 발달 초기(난황낭과 간)
태아(엄마 배 속에 있는 아기)가 발달하기 시작하면 처음에는 난황낭(yolk sac)이라는 조직에서 피를 만듭니다. 난황낭은 태아가 발달 초기 단계에서 영양분을 공급받는 주머니 같은 곳입니다.
조금 시간이 지나면 간(liver)이 그 역할을 대신하게 되어 피를 만드는 주요 장소가 됩니다.

2). 골수로 이동(태아 발달 5개월 경)
태아가 약 5개월쯤 되면, 피를 만드는 기능이 간에서 뼈 속의 골수로 옮겨집니다. 이때부터 골수가 피를 만들고, 점차 골수가 몸의 조혈(피를 만드는 활동) 중심지가 됩니다.

3).유년기와 성인의 골수 변화

- 유년기: 아이가 어릴 때는 거의 모든 뼈의 골수가 적골수로 구성되어 있습니다. 적골수는 피를 만드는 기능을 합니다.
- 성인기: 나이가 들면서 긴 뼈(예: 팔, 다리)의 골수는 황골수로 바뀝니다. 황골수는 지방으로 채워져 에너지를 저장하는 역할을 합니다.

하지만 척추, 가슴뼈(흉골), 골반 같은 특정 뼈의 골수는 성인이 되어서도 여전히 적골수로 남아 피를 만들고 면역세포를 생성합니다.

 

 

4. 골수에서 만들어지는 물질

골수는 아래와 같이 다양한 세포와 생체분자를 생성합니다.

 

골수에서 만들어지는 세포들(출처 : oxford Gowing life)

 

 

 

골수(Bone Marrow)

- 조혈모세포 (Hematopoietic Stem Cells)
 
분화 과정:

1. 골수계 전구세포 (Myeloid Progenitor Cells)
   - 혈소판 (Platelets)
   - 호산구 (Eosinophil)   
   - 호염구 (Basophil)  
   - 호중구 (Neutrophil)
   - 단구 (Monocyte)

2. 적혈구 (Erythrocytes)

3. 림프구계 전구세포 (Lymphoid Progenitor Cells)*  
   - T세포 (T-cell)  
   - B세포 (B-cell)  

 

1) 혈액세포:

◎  적혈구(Red Blood Cells): 산소와 이산화탄소를 운반.

◎  백혈구(White Blood Cells): 감염 방어 및 면역 기능 수행.
              - 호중구(Neutrophils), 림프구(Lymphocytes), 단핵구(Monocytes), 호산구(Eosinophils), 호염기구(Basophils).

◎ 혈소판(Platelets): 출혈을 막고 혈액 응고에 기여.

2. 항체 및 면역 단백질: B세포가 항체(면역글로불린)를 생성하여 면역 반응에 관여.

3. 사이토카인 및 성장인자: 조혈세포 분화 및 증식을 조절하는 물질(예: Erythropoietin, GM-CSF, Interleukins).

4.  골 형성 관련 물질: 골수 세포는 간접적으로 뼈 형성에 관여하는 신호 전달 물질(예: RANKL, OPG)을 생성.

 

 

 

4. 골수의 생리학적 역할과 기능

 

골수는 신체의 생리학적 기능에 필수적인 여러 역할을 합니다.

1. 혈액세포 생성: 조혈모세포를 통해 적혈구(산소 운반), 백혈구(면역 방어), 혈소판(혈액 응고)을 생산합니다.

2. 면역체계 유지: 골수에서 생성된 림프구(B세포, T세포 전구체 등)는 면역 방어 및 기억 형성에 기여합니다.

3. 줄기세포 저장: 조혈모세포를 저장하여 손상 시 조직 재생에 활용됩니다.

4. 에너지 저장: 황골수는 지방 세포로 구성되어 에너지를 저장합니다.

5. 미세환경 제공: 간질세포와 기질이 조혈모세포의 생존, 증식, 분화에 필요한 환경을 조성합니다.