허파꽈리에서 표면장력을 감소시키는 물질을 분비하는 세포는? | 마이메르시 MyMerci

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호흡계통

허파꽈리에서 표면장력을 감소시키는 물질을 분비하는 세포는?

1 먼지세포
2 섬모세포
3 점액세포
4 I형 허파꽈리세포
5 II형 허파꽈리세포 ✓ 정답

해설

II형 허파꽈리세포는 표면활성제를 분비한다. 표면장력을 감소시켜 허파꽈리 붕괴를 방지한다.

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폐포의 안쪽을 덮고 있는 얇은 수분층은 공기와 맞닿는 경계에서 표면장력을 만들어 내는데, 이 힘이 커지면 호흡 시 폐포가 오므라들어 허탈되기 쉽다. II형 허파꽈리세포(type II alveolar cell)는 이러한 표면장력을 낮추는 폐 표면활성제(pulmonary surfactant)를 만들어 분비하는 세포이다. 표면활성제는 허파꽈리 내벽의 기체-액체 경계면에 퍼지면서 표면장력을 가역적으로 감소시키고, 이를 통해 호흡 주기 동안 허파꽈리가 쭈그러들지 않고 팽창된 상태를 유지하도록 돕는다.

폐 표면활성제는 약 90%가 지질이고 약 10%가 단백질로 이루어진 지질-단백질 복합체이다. 지질 중 가장 많은 성분은 디팔미토일포스파티딜콜린(dipalmitoyl phosphatidylcholine, DPPC)으로, 표면장력을 거의 0 dyn/cm에 가깝게 낮추는 데 중심 역할을 한다. 나머지 지질과 단백질 성분은 DPPC가 기체-액체 경계면에 빠르게 흡착되고 퍼지도록 보조한다. 표면활성제가 충분히 분비되지 않으면 표면장력이 높아져 허파꽈리 허탈과 가스교환 장애가 나타날 수 있다.

II형 허파꽈리세포에서 표면활성제가 분비되기까지는 여러 단계의 세포 내 이동 과정이 필요하다. 표면활성제 성분은 세포질에서 합성된 뒤 층판소체(lamellar body)라는 특수한 분비 과립에 포장된다. 이후 층판소체는 세포 꼭대기 쪽 세포막으로 이동하여 융합되고, 내용물이 허파꽈리 내강으로 방출된다. 분비된 표면활성제는 다시 세포 안으로 흡수되어 재가공된 후 재분비되는 재활용 경로를 거치기도 한다. 표면활성제의 합성, 층판소체로의 포장, 세포막 융합, 분비, 재흡수 과정은 모두 II형 허파꽈리세포의 핵심 기능이다.

II형 허파꽈리세포는 표면활성제 분비 외에도 폐의 방어와 손상 후 복구에 관여한다. 이 세포는 선천면역에 참여하는 물질을 만들어 내고, 폐포 상피가 손상되었을 때 증식하여 I형 허파꽈리세포(type I alveolar cell)로 분화함으로써 허파꽈리 벽을 다시 덮는 재생 과정에도 기여한다. I형 허파꽈리세포는 가스교환이 일어나는 얇은 상피 세포이지만 표면활성제를 분비하지 않는다.

보기에서 제시된 다른 세포들과 역할을 구분하면 다음과 같다. 먼지세포(dust cell)는 허파꽈리 안에서 이물질이나 미생물을 포식하는 폐포 대식세포이고, 섬모세포(ciliated cell)는 기도 점막에서 점액과 이물질을 상부 기도 쪽으로 운반한다. 점액세포(mucous cell)는 점액을 분비하여 기도 표면을 보호하지만 표면활성제를 만들지는 않는다. 핵심! 허파꽈리에서 표면장력을 낮추는 물질을 직접 분비하는 세포는 II형 허파꽈리세포이며, I형 허파꽈리세포는 가스교환을 담당하는 세포로 표면활성제 분비 기능과 혼동하지 않아야 한다.

구분	주요 기능	표면활성제 분비
I형 허파꽈리세포	허파꽈리 벽을 덮어 가스교환 표면 형성	분비하지 않음
II형 허파꽈리세포	표면활성제 합성·저장·분비, 손상 후 I형 세포로 분화	분비함
먼지세포	허파꽈리 내 이물질·미생물 포식	분비하지 않음
섬모세포	기도 점액과 이물질 운반	분비하지 않음
점액세포	기도 표면 점액 분비	분비하지 않음

표면활성제의 지질 합성은 스테롤 조절요소 결합단백질-1c(sterol regulatory element binding protein-1c, SREBP-1c)라는 전사인자에 의해 조절된다. II형 허파꽈리세포가 표면활성제를 충분히 만들기 위해서는 이 경로를 통해 필요한 지질을 합성해야 하며, 이후 골지체를 거쳐 층판소체로 운반되는 과정도 중요하다. 골지체 구조 단백질인 GM130이 결손되면 표면활성제 단백질의 분비 경로가 흐트러질 수 있다는 보고도 있어, II형 허파꽈리세포 내 소기관 간 물질 운반이 정상적으로 유지되는 것이 표면활성제 분비에 필수적이다.

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