공막
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1. 개요
공막은 안구의 형태를 유지하고 외부의 힘으로부터 보호하며, 외안근 부착 부위를 제공하여 안구 운동을 가능하게 하는 눈의 흰색 부분을 의미한다. 조직학적으로는 상공막, 기질, 갈색판, 내피의 네 층으로 구성된다. 공막은 안구를 보호하지만, 둔력이나 관통상에 취약하며, 열이나 화학 물질 노출에도 손상될 수 있다. 인간의 공막은 다른 동물에 비해 뚜렷하게 흰색을 띠며, 이는 사회적 의사소통과 관련되어 발달한 것으로 여겨진다.
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| 공막 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 라틴어 | sclera |
| 계통 | 시각계 |
| 일부 | 눈 |
| 동맥 | 전방 섬모 동맥 장후방 섬모 동맥 단후방 섬모 동맥 |
| 메쉬 이름 | Sclera |
| 메쉬 번호 | A09.371.784 |
| 상세 정보 | |
| 설명 | 공막(鞏膜)은 눈의 바깥쪽 섬유층을 이루는 불투명한 흰색 막이다. 각막과 시신경을 제외한 눈의 대부분을 덮고 있으며, 안구의 형태를 유지하고 내부 구조를 보호하는 역할을 한다. 눈의 근육이 붙는 지점이기도 하다. |
| 어원 | 그리스어 'skleros'(단단한)에서 유래 |
| 구조 | 공막은 교원섬유, 탄성섬유, 섬유아세포 등으로 구성되어 있다. 두께는 약 0.3~1mm 정도이며, 각막과 연결되는 부위에서 가장 얇고, 시신경이 나오는 부위에서 가장 두껍다. 혈관이 적어 흰색을 띠지만, 결막을 통해 혈관이 비쳐 보일 수 있다. |
| 기능 | 안구의 형태를 유지하고 내부 구조를 보호한다. 눈의 움직임을 조절하는 눈의 근육이 붙는 지점을 제공한다. 빛을 차단하여 선명한 시각을 확보한다. |
| 임상적 중요성 | 황달이나 다른 질병으로 인해 색깔이 변할 수 있다. 공막염, 상공막염 등의 염증성 질환이 발생할 수 있다. 외상으로 인해 파열될 수 있다. |
| 기타 동물 | 흰색 공막은 침팬지와 다른 포유류에서도 나타난다. 인간의 흰색 공막은 의사소통에 중요한 역할을 한다고 여겨진다. |
2. 구조
공막은 각막과 함께 안구 바깥쪽을 둘러싸는 막(외막)을 구성하며, 안구 전체의 약 5/6를 차지한다. 주로 콜라겐 섬유로 이루어진 치밀 결합 조직으로, 불투명하고 흰색을 띤다. 이러한 흰색 때문에 '흰자위'라고도 불린다.[19]
공막의 두께는 위치에 따라 다르다. 시신경 주변이 가장 두꺼우며(약 1mm), 외안근 부착 부위 뒤쪽이 가장 얇다(약 0.3mm).[6] 공막 안쪽에는 맥락막과 망막이 위치한다.
공막은 경막 및 각막과 연결되어 있으며, 외안근이 부착되는 지점을 제공한다. 시신경이 통과하는 구멍(후공막공)이 있으며, 많은 신경과 혈관이 공막을 관통한다.[6] 시신경 유두에서 공막 바깥쪽 2/3는 시신경 경막초를 통해 경막(뇌 바깥쪽 외피)과 연결된다. 안쪽 1/3은 일부 맥락막 조직과 결합하여 시신경을 가로질러 광섬유(신경 다발)가 통과하는 구멍이 있는 판(섬유판)을 형성한다.[6] 공막 사판 중앙에는 망막 중심 동맥과 정맥이 통과하는 다소 큰 구멍이 있고, 주변에는 모양체 혈관과 신경이 통과하는 구멍도 다수 있다.[21]
많은 척추동물에서 공막은 연골 또는 뼈 판으로 강화되어 원형 구조를 이루는데, 이를 '''공막륜'''이라고 부른다.[7]
2. 1. 조직학적 구성
공막은 조직학적으로 바깥쪽부터 안쪽으로 다음과 같은 네 층으로 구성된다.[9]- 상공막
- 기질
- 갈색판
- 내피
상공막은 혈관이 풍부한 엉성한 결합 조직 층이다.[22] 기질은 주로 1형 콜라겐 섬유로 구성된 조밀 결합 조직이다.[9] 갈색판은 색소 세포를 포함하는 얇은 층이다.[6] 내피는 각막 내피와 연속된다.[6]
공막의 콜라겐은 각막 콜라겐의 거의 균일한 두께와 평행 배열과 달리, 제1형 콜라겐 섬유의 불규칙성으로 인해 불투명하다.[10] 또한 각막은 섬유를 내포하기 위해 더 많은 글리코사미노글리칸(뮤코다당류)을 함유한다.[9]
2. 2. 발생학적 기원
발생학적으로 공막은 외배엽의 신경능 세포에서 유래한다.[20]3. 기능
공막은 안구의 형태를 유지하고, 내부 및 외부의 힘으로부터 안구를 보호하는 역할을 한다. 또한, 외안근이 부착되는 부위를 제공하여 안구가 움직일 수 있도록 돕는다.[6] 공막의 두께는 위치에 따라 다른데, 후극에서는 1mm 정도이고, 네 개의 곧은근이 붙는 곳 바로 뒤에서는 0.3mm 정도로 얇아진다.[6]
인간의 경우, 흰색 공막과 상대적으로 작은 홍채는 비언어적 의사소통에 기여할 수 있다는 협력적 눈 가설이 있다. 이 가설에 따르면, 인간의 눈에서 드러나는 흰색 공막은 다른 사람이 어디를 보고 있는지 쉽게 알 수 있게 하여 의사소통의 효율성을 높인다.[11]
4. 임상적 의의
인간의 안와는 공막을 효과적으로 보호한다. 하지만 둔한 물체에 의한 충격으로 공막이 파열되거나 날카로운 물체에 의해 관통될 수 있으며, 이 경우 이전 시력으로 완전히 회복되는 것은 드물다.[15] 압력이 서서히 가해질 때는 눈이 탄력적이지만, 대부분의 파열은 빠른 속도로 움직이는 물체와 관련이 있다. 안와 지방이 정면 충격으로부터 공막을 보호하지만, 측면에서 오는 비스듬한 힘에 의한 손상은 막기 어렵다. 출혈과 급격한 안압 감소가 흔하며, 시각 인지는 손의 움직임이나 빛의 유무를 감지하는 정도로 떨어진다. 그러나 공막을 관통하지 않는 저속 손상은 표면 치료와 물체 제거만으로 충분할 수 있다. 충분히 작은 물체가 박혀서 치료받지 않으면, 양성 낭종에 둘러싸여 추가적인 손상이나 불편함을 유발하지 않을 수 있다.[15]
공막은 짧은 시간 동안의 열 노출에는 잘 손상되지 않는다. 눈꺼풀이 보호 기능을 제공하며, 공막이 여러 겹의 습한 조직으로 덮여 있어 공막 자체가 손상되기 전에 열을 증기로 소멸시킬 수 있다. 낮은 온도의 용융 금속이 눈에 튀어도 속눈썹 주형을 만들 뿐 공막 손상은 거의 없다. 그러나 45°C 이상에서 30초 이상 노출되면 흉터가 생길 수 있으며, 55°C 이상에서는 공막과 주변 조직에 심각한 변화가 발생한다. 이러한 장시간 노출은 산업 환경에서도 드물다.[15]
공막은 유해 화학 물질에 짧게 노출되어도 손상될 가능성이 낮다. 화학 물질에 노출되면 반사적으로 눈물이 생성되어 자극 물질을 씻어내기 때문이다. pH 2.5 미만의 산은 산성 화상 위험이 크며, 특히 자동차 배터리에 사용되는 황산이 가장 위험하다. 하지만 산성 화상으로 인해 눈을 잃는 경우는 드물다.[15]
반면, 수산화 암모늄이나 염화 암모늄 등 pH 11.5 이상인 화학 물질에 노출되면 공막 세포 조직이 비누화될 수 있으며, 즉각적인 치료가 필요한 응급 상황이다.[15]
공막의 붉은색은 눈 자극으로 인한 혈관 확장 때문에 발생하며, 결막염(분홍색 눈)과 관련이 있다. 상공막염은 눈의 붉은색을 유발하는 양성 질환이다. 공막염은 공막의 심각한 염증성 질환으로, 보라색으로 진행되는 공막의 붉은색을 유발한다.
공막의 황색 또는 연녹색은 황달의 증상이다.
골형성 부전증의 경우, 공막이 파란색을 띨 수 있다. 이는 기저 포도막(맥락막 및 망막 색소 상피)이 비쳐 보이기 때문이다.
엘러스-단로스 증후군 환자의 경우, 결합 조직 부족으로 인해 공막이 파란색을 띨 수 있다.[16]
드물지만 심각한 신부전 및 간부전의 경우 공막이 검게 변할 수 있다.
요시다(2008, p102-p103)는 공막 질환에 대해 다음과 같이 기술하고 있다.
선천성 질환
- 청색 공막: 유전성 선천 이상으로 공막이 푸른색을 띤다. 공막 섬유 변화로 맥락막이 투시되기 때문이다. 시각 기능 장애는 없지만, 난청이나 출혈 경향을 동반하는 경우가 있다.
- 공막 흑색증: 공막에 멜라닌 색소가 축적되어 경계가 뚜렷한 푸르스름한 회색 반점이 나타난다. 눈꺼풀, 안면 피부의 색소성 모반(오타 모반)과 함께 나타나는 경우가 많다.
공막의 염증
- 상공막염: 공막 표층의 혈관이 풍부한 결합 조직 섬유층 염증. 안구 결막 하 충혈, 결막 부종이 나타난다.
5. 다른 동물과의 비교
많은 척추동물의 공막은 연골 또는 뼈 판으로 강화되어 있으며, 이를 '''공막륜'''이라고 부른다. 원시 어류에서 이 공막륜은 네 개의 판으로 구성되지만, 현존하는 조기어류, 폐어류, 악어, 다양한 파충류 및 조류에서는 그 수가 훨씬 더 많다. 이 링은 현존하는 양서류, 일부 파충류 및 물고기, 그리고 모든 포유류를 포함한 많은 그룹에서 사라졌다.[7]
사람을 제외한 대부분의 영장류는 공막이 어두운 색을 띠어 눈에 잘 띄지 않는다.[8] 그러나 인간의 눈은 동물계에서 다소 독특한데, 이는 공막이 흰색이기 때문일 뿐만 아니라, 인간의 홍채가 상대적으로 작고 다른 동물에 비해 노출된 눈 표면의 훨씬 작은 부분을 차지하기 때문이다. 이러한 적응은 인간의 사회적 동물적 성격 때문에 눈이 감각 기관 외에 유용한 동물 커뮤니케이션 도구가 되면서 진화한 것으로 이론화되었다. 인간 눈의 노출된 공막은 한 개인이 다른 개인이 어디를 보고 있는지 쉽게 식별할 수 있게 하여, 협력적 눈 가설이라고 불리는 이러한 특정 형태의 비언어적 의사소통의 효율성을 높이는 것으로 여겨진다.[11] 동물 연구자들은 또한, 개가 가축화되는 과정에서 인간의 눈에서 시각적 단서를 파악하는 능력을 개발했다는 것을 발견했다. 개는 서로 이러한 형태의 의사소통을 사용하지 않으며, 인간의 눈에서만 시각 정보를 찾는다.[12]
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