수생동물의 병리와 면역은 복잡하고, 특히 물고기와 같은 아가미 호흡을 하는 동물들의 병리학적 소견과 면역반응은 포유류와 다른 면이 많습니다. 수생동물에서 나타나는 병리적 변화는 부검, 현미경적 관찰 등을 통해 확인할 수 있으며, 이는 매우 유효한 진단 수단으로 여겨집니다. 그러나 포유동물과의 차이점이 많아, 수생동물에 대한 별도의 병리 및 생리적 지식이 필요합니다.
1. 수생동물의 병리 변화
수생동물, 특히 어류에서 병리적 변화는 다양한 환경적 요인과 화학적 자극에 의해 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 아가미는 아가미 호흡을 담당하므로 용존 산소량이 부족해지면 아가미 충혈 및 발적이 일어나고, 입올림 현상이 나타나며, 심한 경우 질식사에 이르게 됩니다. 또한, 수온 변화는 생리적 쇼크를 일으켜 아가미 빈혈 및 담낭 종대와 같은 소견이 나타날 수 있습니다.
병리적 변화 유형
• 퇴행성 변화: 수종, 공포성 변화 등이 있으며, 주로 상피세포에서 발견됩니다. 기생충 감염이나 물리적, 화학적 자극으로 인해 상피 탈락이나 출혈을 유발할 수 있습니다.
• 혈액순환 이상: 혈관이 확장되고 모세혈관 내 적혈구가 증가하면서 아가미의 충혈이 발생합니다.
• 진행성 변화: 화학물질 노출로 인해 세포가 뚱뚱하게 변하는 곤봉화 현상이 발생합니다. 이는 아가미 세박판의 구조적 변화를 일으켜 호흡을 방해하게 됩니다.
화학적 요인의 영향
화학물질, 특히 합성세제(LAS)나 시안화물에 노출되면, 어류 아가미의 세박판이 손상되어 호흡곤란을 초래할 수 있습니다. 이 과정에서 아가미 세박판 기저 부상피세포의 이상적 증식이 일어나 세박판 간격이 좁아지고, 결과적으로 호흡 면적이 감소하게 됩니다.
기생충 및 pH 변화
기생충이 아가미에 붙어 세박판 사이를 메꿀 경우, 호흡 효율이 감소하고 질식이 발생할 수 있습니다. 또한, 수질의 pH가 어류의 생존 범위(일반적으로 6.0에서 7.0)에서 벗어나면, 아가미 점액의 분비 증가와 각막 백탁 등 문제가 발생합니다. 특히 담수산 송어는 pH 3.5 이하 또는 9.0 이상일 때 사망할 수 있습니다.
2. 수생동물의 면역반응
수생동물도 포유류와 유사하게 면역 시스템을 가지고 있으며, 기본적으로 선천 면역(innate immunity)과 적응 면역(adaptive immunity)으로 나뉩니다. 그러나 어류와 같은 낮은 온도에 사는 동물들은 온도 변화에 매우 민감하여 면역 활성도가 크게 달라질 수 있습니다.
선천 면역
선천 면역 시스템은 마크로파지, 뉴트로필, NK 셀과 같은 다양한 세포들이 주로 관여하여, 병원체가 들어오면 비특이적 반응을 일으킵니다. 이러한 반응은 어류와 같은 초기 척추동물에서부터 발달된 면역 방어 체계입니다.
적응 면역
적응 면역은 항원 특이적인 면역 반응을 포함하며, B 세포와 T 세포가 작용합니다. 어류는 IG의 여러 종류(IGM, IGD 등)를 가지고 있으며, 클래스 스위칭을 통해 항체 반응을 조절합니다. 특히 경골 어류는 고등 면역 체계를 가지며, 대표적인 면역 기관으로는 흉선(thymus), 비장(spleen), 그리고 전신의 염증 수치를 나타내는 CRP(C-reactive protein)를 포함하고 있습니다.
스트레스와 면역
스트레스는 코르티코스테로이드 호르몬 분비 증가와 관련되며, 면역력 저하와 같은 문제를 초래합니다. 예를 들어, 수온 변화는 면역 시스템의 기능을 약화시키고, 항체 생성을 억제하여 어류의 면역력을 감소시킵니다. 이러한 스트레스 요인은 내분비계 문제와도 연결됩니다.
3. 백신과 면역 증진
어류에 대한 백신 접종은 주로 불활화 백신이나 사독 백신을 사용하며, 백신 접종 방법에는 침지법(antigen bath)과 주사 방식이 있습니다. 침지법은 어류를 백신이 포함된 물에 담가 면역 반응을 유도하는 방식입니다. 대표적으로 에드워드병 백신이 있으며, 이는 불활화 백신으로 병원성은 제거하되 항원성을 높여 면역 효과를 극대화합니다.
4. 다양한 수생동물의 면역 비교
수생동물 중에서도 어류는 비교적 발달된 면역 시스템을 가지고 있지만, 무척추동물의 면역은 상대적으로 단순합니다. 예를 들어, 원생동물은 기본적인 대식세포 기능만을 수행하며, 림프구는 거의 없습니다. 반면 척추동물로 갈수록 면역 복잡성이 증가하고, 항체 생성 능력이 발달합니다.
무척추동물 중 유일하게 원삭동물에서 림프구가 발견되며, 면역 시스템이 상대적으로 고도화되어 있습니다. 이와는 달리 연체동물(문어, 오징어 등)은 림프구가 없어, 외부 물질에 대한 면역 반응이 제한적입니다.