오랜만에 작성하는 일반생물학 실험 보고서 다섯 번째 포스팅입니다. 이젠 이 보고서를 쓴지도 꽤 오래되었지만 기록으로 남길 겸 작성해봅니다.
EXPERIMENT 5 :: 동물세포 : 결합조직(경골 및 혈구) 및 신경조직 관찰
1. 실험목표
동물세포 중 신경조직과 결합조직을 염색하고 관찰한다.
2. 서론
결합조직 (경골 및 혈구 세포), 신경세포의 종류 및 wright - Giemsa 염색법
* 결합조직 : 빈 곳을 채우고, 다른 조직을 연결하는 물리적인 지지 작용과 기관을 보호
1) 혈구 세포 : 전체 혈액의 40 ~ 50%를 차지하고 있고, 혈구는 적혈구, 백혈구, 혈소판으로 구분된다.
cf. 혈액의 기능
* 운반 기능 : 양분, 호르몬, 가스(CO2, O2), 효소, 노폐물 등을 운반
* 보호 기능 : 혈액의 응고, 식균 작용, 면역작용 등을 한다.
* 조절 기능 : 체온, 혈당량, 삼투압, pH 등을 조절한다.
| 적혈구 | 백혈구 | 혈소판 | |
| 형태 | 중앙이 오목한 원반형 | 일정하지 않음 | 일정하지 않음 |
| 핵의 유무 | x | 1~여러개 | x |
| 지름 | 7~8um | 8~25um | 2~3um |
| 수(혈액 1mm3 당) | 남자 500만개, 여자 450만개 | 5000~10000개 | 20~30만개 |
| 생성장소 | 골수 | 골수, 림프절(림프구) | 골수 |
| 파괴장소 | 간, 지라 | 지라, 골수 | 지라 |
| 수명 | 약 120일 | 수일~20일 | 4~5일 |
| 주된작용 | 산소운반(Hb) | 위족운동, 식균작용을 하고 몸에 염증이 있으면 수가 급격히 증가함, 항체를 형성한다(림프구) | 혈액응고 (트롬보플라스틴 함유) |
- 백혈구 : 구조와 다양한 염료가 의해서 염색되는 특징에 따라 구분한다.
*다핵형 과립 백혈구(polymporphonuclear granulocyte) : 핵이 여러 덩어리로 되어 있으며 세포질 과립이 많다.
① 호중성 백혈구(neutrophil) : 백혈구 중 가장 많고 수명이 다른 백혈구보다 짧다.
세포질 내의 과립들이 잘 염색되지 않는다.
② 호염기성 백혈구(basophil) : s자 모양의 핵이 있으며, 청색 염기성 염료에 의해 푸른색으로 염색된 과립들이 많다.
③ 호산성 백혈구(eosinophil) : 2엽의 핵을 가지고 있으며, 세포질에는 산성 염색액인 에오신에 붉게 염색되는 과립이 있다.
④ 단구, 단핵 백혈구(monocyte) : 백혈구 중 가장 크지만(과립 백혈구보다 크다) 과립이 거의 없고 난원형 또는 말굽 모양(강낭콩 모양)의 핵을 가진다.
⑤ 림프구(lymphocyte) : 단구와 비슷하면서도 세포질이 거의 없다.(B림프구, T림프구) , 면역에 관여한다.
2) 경골, 연골 (지지성 결합조직)
- 경골 : 콜라겐 섬유와 미네랄로 구성, 우리 몸은 인산칼슘이 많으며 마그네슘과 탄산불소도 존재한다.
- 연골 :
* 유리질 연골 : 골세포처럼 골소강 속에 있고 연골 기질에 싸여있다.
* 섬유연골 : 기질에 교원질 섬유가 치밀하게 채워져 있다.
3) 결합성 결합조직 : 구성분들을 서로 결합시켜준다.
* 힘줄 (tendon) : 뼈와 근육을 이어준다.
* 인대 (igament) : 뼈와 뼈를 이어준다. 콜라겐과 엘라스틴으로 이루어져 강도와 탄력을 가진다.
-> 조밀 섬유성 결합조직 (dense fibrous connective tissue)로 형성
: 교원 섬유층 사이에 섬유아세포 (fibroblast)가 횡렬로 배열되어 있다.
4) 섬유성 결합조직 : 기관 대부분을 포장하고 결합시키는 역할 (극막, facia, 지방조직 adipose tissue)
* 신경조직 (nerve)
: 주로 뉴런이라는 신경세포로 이루어져 있다.
뉴런은 핵이 존재하는 세포체 (cell body)와 짧은 돌기인 수상돌기(dendrite), 그리고 긴 섬유인 축삭돌기(axom)로 이루어져 있다.
① 연합뉴런 (interneuron) : 감각뉴런과 시냅스를 이룬 후 척수를 가로질러 운동뉴런과 시냅스를 이룬다. 미엘린(슈반세포막으로 구성)으로 쌓여있지 않다.
-> 회색질 구성
② 감각뉴런 (sensory neuron) : 미엘린에 싸여있다.
③ 운동뉴런 (motor neuron)
-> 백질 구성
* Wright - Giemsa 염색법 (김자염색)
: 혈액을 염색할 때 쓰이는 염색법으로, 백혈구의 핵과 세포질을 푸른색과 분홍색으로 염색시킨다. (제거된 eosin과 thiazine 염료는 불일치한 염색을 막고, 재생할 수 있는 발색 반응을 일으킨다.)
* 출처 : 대학 생물학 실험 / 김경훈 외 8명 지음 / 강원대학교 출판부
기초생물학 실험서 11판 / 김옥용 외 3명 / 바이오사이언스
실험생물학 / 김기태 외 6명 / 녹문당
인체생명과학 / 안태인 / 아카데미서적
그림으로 배우는 생명과학 / 정화숙 외 3인 / 라이프사이언스
3. 재료 및 기구
슬라이드 표본, 광학현미경, Cover slips. Clean microscope slide. ethanol, 렌즈세척용 종이, 종이, 연필, 김자염색약, 100% metnaol, D.W 채혈기, 알콜솜, permount mounting solution
4. 실험방법
* 주의사항 : 두 눈을 뜨고 광학 현미경을 보도록 연습한다. 반드시 현미경을 들 때는 두 손을 사용하여 운반한다.
1) Wright - Giemsa 염색
① 알콜솜으로 손가락 끝을 소독한 후, 채혈기를 사용하여 눌러 채혈한다.
② 혈액을 slide glass에 떨어뜨린 후, cover glass를 그림과 같이 사용하여 도말한다.
③ 100% 메탄올을 사용하여 5분간 고정한다.
④ Air dry 10min
⑤ 김자 염색약을 넣고 3분간 염색한다.
⑥ 물로 2~3번 washing
⑦ permount mounting solution을 사용하여 mounting 한다.
2) 결합조직, 신경조직 관찰 (광학현미경)
① 준비된 sample slide를 관찰한다.
② 각 조직의 특유의 세포 구조를 그린다.
5. 결과
* Wright-Giemsa 염색으로 보이는 혈구들의 종류를 구분하고 특성을 확인한다.
* 각 세포들의 길이와 크기를 확인한다.
① 적혈구
크기가 큰 것도 있고 작은 것도 있다.(크기가 다양함)
붉은색으로 보이고 핵이 관찰되지 않는다. 입체적으로 보이지는 않지만 세포 중간에 다른 부위보다 좀 더 연한 것으로 보아 가운데 부분이 더 얇다고 판단할 수 있다. 그리고 원반구조인 것으로 보아 적혈구이다.
그림에서는 하나만 그렸지만 현미경으로 관찰했을 때 혈구 중 가장 많이 관찰되었다.
② 호산성 백혈구
이 백혈구는 염색 과정에서 핵의 부분이 잘 염색되지 않아 핵의 모양이 s자인지 강낭콩 모양인지 확실히 알 수는 없었다. 하지만 세포질 쪽에 있는 과립들이 붉은색으로 염색이 되었기 때문에 호산성 백혈구라고 생각했다. 핵이 확실하게 염색된 것은 아니어서 2엽인지 정확하게 결론 내릴 수는 없었지만 다른 백혈구들의 염색된 모양과 비교했을 때 이 백혈구는 호산성 백혈구라고 볼 수 있을 것 같다.
③ 호중성 백혈구
핵이 다핵이기 때문에 다핵형 과립 백혈구이다. 그리고 세포질의 과립들이 염색이 안되기 때문에 과립들이 염색이 잘 안 되는 호중성 백혈구로 볼 수 있을 것 같다.
④ ??
이 경우는 두 가지로 나누어서 생각할 수 있다.
i) 연한 파란색으로 관찰된 곳을 세포질의 과립으로 생각하면 과립이 푸른색으로 염색되는 호염기성 백혈구로 볼 수 있다. 하지만 너무 연하게 관찰되어 좀 더 진한 부분이 s형인지 정확하게 판단할 수 없었다.
ii) 단핵구로 볼 수도 있을 것이다.
단핵구의 경우 다핵형 과립 백혈구와는 달리 핵이 하나이다. 그리고 과립이 없기 때문에 염색되지 않기 때문에 이 그림은 위는 파랗고, 좀 연한 부분을 하나의 핵으로 보고 관찰되지 않은 세포질 부분이 있다고 하면 단핵구로 볼 수 있ㄷ. 하지만 백혈구의 경계선을 관찰하지 못해서 정확하게 결론을 내리기는 힘들 것 같다.
* 어류의 적혈구
-> 어류와 사람의 적혈구의 차이점은 핵의 유무이다.
어류의 적혈구가 핵이 있는 이유는 물속에서 산소를 얻기 때문에 한 세포에 산소를 많이 담을 필요가 없기 때문이다. 그렇기 때문에 산소를 많이 운반해야 해서 핵이 사라지고 원반형이 된 사람의 적혈구와 차이가 생긴 것이다.
6. 고찰
혈구를 관찰하기 전 프레파라트를 만들 때 도말하는 과정이 생각보다 어려웠다. 힘 조절을 잘 못해서 커버글라스가 깨지기도 했는데 다음 실험 때는 이러한 점들을 보완해서 힘을 덜 주고 실험을 수행하면서 주의를 기울여야겠다고 생각했다.
혈구들이 많이 관찰되긴 했지만 하나씩 자세히 관찰해보려고 하니 크기가 작아서 정확하게 관찰하기가 힘들었던 점이 가장 아쉬웠다. 직접 혈액 채취를 했는데 감기약을 복용하였고, 그로 인해 백혈구들이 많이 깨져있었던 것 같다. 깨진 백혈구가 많아 염색이 덜 되어 관찰하는데 더 어려움이 있었던 것 같다. 특히 백혈구를 관찰할 때 호산성 백혈구 관찰시, 핵이 푸른색으로 염색되지 않아 정확하게 종류를 알 수 없었던 점도 아쉬웠다.
어류의 적혈구와 사람의 적혈구를 직접 비교해보면서 교재에서만 보던 다양한 혈구들을 직접 관찰하고 조사하면서 많은 내용들을 배울 수 있어서 좋은 경험이었던 것 같다.