조직검사학(Histotechnology)은 조직의 구조적 특성과 세포 수준의 변화를 관찰하여 질병의 진단과 연구에 활용하는 학문입니다. 이러한 조직학적 관찰의 핵심 도구가 바로 현미경(microscope)이며, 현미경의 구조와 원리를 정확히 이해하는 것은 조직검사학 실무와 병리 진단의 기초라 할 수 있습니다. 조직 표본은 육안으로 확인하기 어려운 미세 구조를 포함하고 있기 때문에, 다양한 종류의 현미경이 목적에 따라 사용됩니다.
1. 현미경의 기본 구조 (Basic Structure of Microscope)
현미경은 크게 광학계(optical system), 기계계(mechanical system), 조명계(illumination system)로 구성됩니다.
광학계는 실제로 상을 형성하는 핵심 부분으로, 대물렌즈(objective lens)와 접안렌즈(ocular lens)가 중심을 이룹니다. 대물렌즈는 표본에 가장 가까이 위치하여 1차 상을 형성하며, 배율과 해상력(resolution)을 결정하는 중요한 요소입니다. 일반적으로 4×, 10×, 40×, 100×(oil immersion) 대물렌즈가 사용되며, 조직검사학에서는 세포 구조 관찰을 위해 40배 및 100배 렌즈의 활용도가 높습니다. 접안렌즈는 대물렌즈에 의해 형성된 상을 다시 확대하여 관찰자가 인지할 수 있도록 합니다.
기계계는 현미경의 안정성과 조작을 담당하는 구조로, 경통(body tube), 조동 나사(coarse adjustment knob), 미동 나사(fine adjustment knob), 재물대(stage) 등이 포함됩니다. 조동 나사는 저배율에서 초점을 맞출 때 사용되며, 미동 나사는 고배율 관찰 시 미세한 초점 조절에 필수적입니다. 재물대는 조직 슬라이드(slide glass)를 고정하고 이동시키는 역할을 합니다.
조명계는 광원(light source), 집광기(condenser), 조리개(iris diaphragm)로 구성되며, 빛의 양과 방향을 조절하여 대비(contrast)를 향상시킵니다. 조직검사학에서는 적절한 조명 조절이 염색 조직의 세부 구조 판독에 매우 중요합니다.
2. 광학현미경 (Light Microscope)의 종류
조직검사학에서 가장 기본적으로 사용되는 현미경은 광학현미경(light microscope)입니다. 이는 가시광선을 이용하여 염색된 조직 표본을 관찰하는 방식으로, H&E stain(hematoxylin and eosin stain) 관찰에 필수적입니다.
명시야 현미경(bright-field microscope)은 가장 일반적인 형태로, 염색된 조직에서 핵과 세포질의 형태, 조직 배열을 관찰하는 데 사용됩니다. 대부분의 병리 진단은 명시야 현미경을 기반으로 이루어집니다.
위상차 현미경(phase-contrast microscope)은 염색하지 않은 살아 있는 세포(living cell)의 구조를 관찰하는 데 적합하며, 세포 내 굴절률 차이를 명암으로 변환하여 보여줍니다. 조직검사학보다는 세포병리학(cytopathology)이나 연구 분야에서 주로 활용됩니다.
편광 현미경(polarizing microscope)은 이중 굴절(birefringence)을 나타내는 물질을 관찰하는 데 사용됩니다. 아밀로이드증(amyloidosis)에서 Congo red 염색 후 사과 녹색(apple-green birefringence)을 확인하거나, 요산 결정(urate crystal) 관찰 시 중요한 역할을 합니다.
3. 형광현미경 (Fluorescence Microscope)
형광현미경은 특정 파장의 빛에 의해 형광을 방출하는 물질을 관찰하는 장비입니다. 형광염료(fluorochrome) 또는 형광 항체(fluorescent antibody)를 이용하여 특정 항원(antigen)을 선택적으로 검출할 수 있습니다.
조직검사학에서는 면역형광법(immunofluorescence)을 통해 신장 생검(kidney biopsy)에서 면역글로불린 침착이나 보체(complement) 분포를 확인하며, 이는 사구체 신염(glomerulonephritis)과 같은 면역성 질환 진단에 중요한 정보를 제공합니다.
4. 전자현미경 (Electron Microscope)
전자현미경은 전자빔(electron beam)을 이용하여 가시광선 현미경보다 훨씬 높은 해상력을 제공하는 장비입니다. 세포 소기관(organelle) 수준의 미세 구조 관찰이 가능하여, 광학현미경으로는 확인이 어려운 초미세 병변 분석에 사용됩니다.
투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM)은 전자를 표본에 투과시켜 세포막, 미토콘드리아(mitochondria), 기저막(basement membrane) 등의 구조를 관찰합니다. 신장 질환, 유전성 대사 질환 진단에 중요한 역할을 합니다.
주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)은 표본 표면에 전자를 조사하여 입체적인 구조를 관찰하는 데 사용되며, 주로 연구 목적에서 활용됩니다.
5. 조직검사학에서 현미경 이해의 중요성
현미경은 조직검사학에서 단순한 관찰 도구를 넘어 정확한 병리 진단의 핵심 장비입니다. 현미경의 구조와 종류, 각 현미경의 특성과 한계를 이해하는 것은 조직 표본을 올바르게 판독하고 미세한 병리학적 변화를 놓치지 않기 위해 필수적입니다. 특히 실습 과정에서는 현미경의 정확한 사용법과 관리가 검사 결과의 신뢰성을 높이는 중요한 요소가 됩니다.