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국민연금공단 심사직 전공 고난도 모의고사 1회
문제

세균 A에는 두꺼운 펩티도글리칸층이 있고 외막은 없다. B에는 얇은 펩티도글리칸층 바깥에 외막이 있다. 구조에 따른 분류와 B 외막 성분은?

해설
그람양성균은 두꺼운 펩티도글리칸층, 그람음성균은 얇은 층과 외막이 특징이다. 그람음성균 외막에는 지질다당질이 있다. 키틴은 진균 세포벽의 성분이며 셀룰로스·콜라겐은 이 외막의 대표 성분이 아니다. 염색 절차가 아니라 세포 구조를 묻는다.

[근거] https://openstax.org/books/microbiology/pages/3-3-unique-characteristics-of-prokaryotic-cells
같은 주제 다음 문제상완골 간부 후면을 지나는 신경과 그 신경이 지배하는 대표적인 운동을 옳게 연결한 것은?이 문제가 수록된 문제집[필기대비]국민연금공단 심사직 전공 문제은행12,900원

심화 해설

세균 세포벽 구조의 분류
세균은 세포벽의 구조적 차이에 따라 크게 그람양성균과 그람음성균으로 나뉩니다. 문제에서 A는 두꺼운 펩티도글리칸층을 가지면서 외막이 없다고 했으므로 그람양성균에 해당합니다. 반대로 B는 얇은 펩티도글리칸층 바깥에 외막이 있다고 했으므로 그람음성균입니다 [1].

그람양성균은 외막 없이 두꺼운 펩티도글리칸 다층 구조를 가지며, 그람음성균은 얇은 펩티도글리칸층을 외막이 감싸는 이중막 구조를 형성합니다. 이 구조적 차이는 그람 염색에서 보라색과 붉은색으로 갈리는 원인이 되며, 항생제 선택에도 중요한 기준이 됩니다.

그람음성균 외막의 핵심 성분
B의 외막 성분으로 가장 중요한 것은 지질다당질(LPS, lipopolysaccharide)입니다. LPS는 그람음성균 외막의 바깥쪽 소엽에 위치하는 복합 당지질로, 외막의 비대칭적 이중층 구조를 형성합니다 [2][4]. LPS는 그람음성균 외막의 투과 장벽 기능을 담당하여 여러 항생제를 비롯한 독성 물질로부터 세균을 보호합니다. [2][4]

LPS는 면역학적으로도 매우 중요한 분자입니다. LPS가 숙주의 면역계를 강하게 자극하여 염증 반응을 일으키는 성질 때문에, 그람음성균에 의한 패혈증에서 내독소(endotoxin)로 작용합니다 [3]. LPS는 그람음성균 대부분에서 생성되며, 임상에서 그람음성균 감염의 중증도와 예후를 결정하는 핵심 독성 인자입니다 [3].

혼동 주의! 키틴은 곰팡이 세포벽과 절지동물 외골격의 성분이고, 셀룰로스는 식물 세포벽의 성분입니다. 콜라겐은 동물 결합조직의 단백질로, 세균 세포벽 성분이 아닙니다.

구분그람양성균(A)그람음성균(B)
펩티도글리칸층두껍다 (다층 구조)얇다 (단층 또는 소수 층)
외막없음존재함
외막 주요 성분해당 없음지질다당질(LPS)
LPS의 역할해당 없음투과 장벽, 내독소 작용


핵심! 그람음성균 외막의 바깥 소엽에 LPS가 존재하기 때문에, 외막은 전형적인 인지질 이중층이 아닌 비대칭적 이중층 구조를 가집니다 [4]. LPS의 양친매성(amphipathic) 특성 때문에 LPS를 세포질에서 외막까지 수송하는 과정은 매우 복잡한 수송 기계를 필요로 하며, 이 수송 경로는 새로운 항생제 개발의 표적이 되기도 합니다 [2][4].
참고 문헌 (논문 출처)
  • [1]
    The bacterial cell envelope.일반논문Silhavy TJ, Kahne D, Walker S (2010) · DOI: 10.1101/cshperspect.a000414
  • [2]
    Lipopolysaccharide Biosynthesis and Transport to the Outer Membrane of Gram-Negative Bacteria.일반논문Sperandeo P, Martorana AM, Polissi A (2019) · DOI: 10.1007/978-3-030-18768-2_2
  • [3]
    Function and Biogenesis of Lipopolysaccharides.일반논문Bertani B, Ruiz N (2018) · DOI: 10.1128/ecosalplus.ESP-0001-2018
  • [4]
    Lipopolysaccharide biogenesis and transport at the outer membrane of Gram-negative bacteria.일반논문Sperandeo P, Martorana AM, Polissi A (2017) · DOI: 10.1016/j.bbalip.2016.10.006

임상 시나리오

그람음성균 외막의 LPS와 임상적 의미패혈증 간호에서 내독소의 역할 이해

그람음성균의 외막은 얇은 펩티도글리칸층을 감싸며, 바깥쪽 소엽에 지질다당질(LPS)이 분포합니다. LPS는 투과 장벽을 형성해 여러 항생제의 침투를 막고, 숙주 면역계를 강하게 자극하여 내독소로 작용합니다.

그람음성균 패혈증 환자에서는 LPS가 대량 방출되며 전신 염증 반응을 유발합니다. 간호사는 발열, 빈맥, 저혈압, 혈관 확장 등 내독소 쇼크의 초기 징후를 면밀히 관찰해야 합니다.

주의

그람음성균 감염에서 항생제 투여 초기에 균이 급속히 파괴되며 LPS가 대량 방출되어 일시적으로 증상이 악화될 수 있습니다. 활력징후와 의식 수준 변화를 집중 관찰하고, 쇼크 징후 시 즉시 의료진에게 보고해야 합니다.

핵심 개념

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