홍채

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1. 개요
2. 일반 구조
- 2.1. 앞쪽 표면
- 2.2. 뒤쪽 표면
3. 발생학
4. 기능
5. 홍채 색깔
- 5.1. 다양한 홍채 색깔
- 5.2. 홍채 이색증 (오드아이)
6. 임상적 중요성
7. 기타
- 7.1. 빨간 눈 현상
참조

1. 개요

홍채는 눈의 색깔을 결정하는 부분으로, 동공의 크기를 조절하여 망막에 도달하는 빛의 양을 조절하는 역할을 한다. 홍채는 동공 부분과 섬모체 부분으로 나뉘며, 앞쪽 가장자리막, 홍채 기질, 동공 괄약근 및 확대근, 색소 상피 등으로 구성된다. 홍채의 색깔은 멜라닌 색소의 양에 따라 결정되며, 갈색, 파란색, 녹색 등 다양한 색깔을 나타낸다. 홍채의 무늬는 개인을 식별하는 데 사용되기도 하며, 홍채의 색깔이나 무늬를 통해 건강 상태를 분석하는 시도도 이루어진다. 또한, 홍채는 다양한 질병과 관련이 있으며, 사진 촬영 시 동공이 붉게 보이는 빨간 눈 현상과 관련되기도 한다.

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홍채
개요
사람의 눈을 앞쪽에서 클로즈업한 사진. 홍채는 색깔이 있는(일반적으로 갈색, 파란색 또는 녹색) 부분이며, 중앙에 동공(검은색 원형 점)이 있고, 흰색 공막으로 둘러싸여 있다.
라틴어 이름	iris
위치	눈 앞쪽
계통	시각계
전구체	중배엽 및 신경외배엽
동맥	긴 뒤섬모체동맥
신경	긴 섬모체 신경, 짧은 섬모체 신경
상세 정보
기능	눈으로 들어오는 빛의 양 조절
구조	앞면 경계층 기질 홍채 스트로마 앞쪽 상피세포 뒤쪽 색소 상피세포
색깔	눈 색깔에 따라 다양함 (갈색, 파란색, 녹색 등)
근육	동공 조임근 (수축근) 동공 확장근 (확대근)
혈관	대동맥 가지

2. 일반 구조

홍채는 크게 두 개의 영역으로 나뉜다.

'''동공 영역'''은 안쪽 영역으로, 그 가장자리가 동공의 경계를 형성한다.
'''모양체 영역'''은 섬모체에서 시작하여 나머지 홍채 부분을 차지한다.

'''권축륜(Collarette)'''은 홍채에서 가장 두꺼운 부분으로, 동공 부분과 모양체 부분을 분리한다. 권축륜은 배아 동공 코팅의 흔적이며,^[3] 일반적으로 동공 괄약근과 홍채 확대근이 겹치는 영역으로 정의된다. 방사상의 주름은 말초에서 동공 영역까지 뻗어 홍채에 혈관을 공급한다. 홍채의 뿌리는 가장 얇고 가장 말초에 위치한다.^[4]

앞쪽에서 뒤쪽으로 홍채의 층은 다음과 같다.

전방 경계층
홍채 기질
동공 괄약근
홍채 확대근 (근상피)
전방 색소상피
후방 색소상피

홍채는 두 개의 층으로 구성되어 있는데, 앞쪽에는 색소가 있는 섬유혈관층(fibrovascular layer)인 홍채 기질이 있고, 기질 뒤쪽에는 색소 상피세포가 있다. 기질은 동공을 원형으로 수축시키는 동공 괄약근과 연결되어 있으며, 홍채확대근은 홍채를 방사상으로 당겨 동공을 확대시키며 주름을 만든다.

홍채(눈의 갈색 부분)는 동공괄약근과 홍채확대근의 수축을 통해 동공의 크기를 조절한다.

동공괄약근은 홍채확대근과 길항 작용을 하는 근육이다. 동공의 지름, 따라서 홍채의 안쪽 경계는 수축 또는 확장될 때 크기가 변한다. 홍채의 바깥쪽 경계는 크기가 변하지 않는다. 수축근은 안쪽 경계에 위치해 있다.

뒷면은 두께가 두 세포인 짙은 색소를 띤 상피층(iris pigment epithelium)으로 덮여 있지만, 앞면에는 상피가 없다. 이 앞면은 홍채확대근으로 돌출되어 있다. 높은 색소 함량은 빛이 홍채를 통과하여 망막에 도달하는 것을 차단하여 동공으로만 제한한다.^[3] 홍채의 바깥쪽 가장자리인 뿌리는 공막(sclera)과 전방 모양체(anterior ciliary body)에 부착되어 있다. 홍채와 모양체는 함께 전방 포도막(anterior uvea)으로 알려져 있다. 홍채 뿌리 바로 앞에는 섬유주라고 하는 영역이 있는데, 이 영역을 통해 방수가 눈에서 끊임없이 배출되므로, 홍채 질환은 안압에 중요한 영향을 미치고 간접적으로 시력에도 영향을 미친다. 홍채와 전방 모양체는 눈에서 방수가 배출되는 보조 경로를 제공한다.

포유류와 양서류의 홍채 근육 세포는 평활근이지만, 파충류(조류 포함)에서는 횡문근이다. 많은 어류는 둘 다 없기 때문에 홍채가 확장되거나 수축할 수 없어 동공의 크기는 항상 일정하다.^[5]

2. 1. 앞쪽 표면

푸흐 움은 홍채 기질과 깊은 홍채 조직을 수양액에 담글 수 있도록 하는 통로이다.^[4] 푸른색 홍채에서는 푸흐 움 경계를 둘러싸고 있는 콜라겐 섬유주가 보인다.^[4] 동공 주름은 동공 가장자리에 있는 작은 융기들이다.^[4] 수축 주름은 홍채 표면 변화에 따라 발생하는 원형 띠 또는 겹이다.^[4] 홍채 기저 움은 홍채 섬모체 부분 가장 바깥쪽에 있는 추가적인 통로이다.^[4]

2. 2. 뒤쪽 표면

슈왈브 방사형 주름은 동공 경계에서 권축륜까지 확장되는 매우 가는 방사형 겹으로, 동공 주름의 조개 모양과 관련되어 있다.^[4] 슈왈브 구조 주름은 홍채의 길이를 더 넓게 확장하는 방사형 겹이다.^[4] 원형 수축 주름은 전체 뒤쪽 표면을 가로질러 원형으로 움직이는 가는 융기들이다.^[4]

3. 발생학

홍채의 다양한 구조는 궁극적으로 배엽의 2/3로부터 시작된다. 중배엽으로부터 파생된 기질, 외배엽으로부터 파생된 괄약근과 확장근 근육, 앞쪽과 뒤쪽 색소상피가 있다.^[1] 홍채의 기질과 전방 경계층은 신경능에서 유래하며, 홍채 기질 뒤쪽의 동공괄약근과 동공산대근, 그리고 홍채 상피는 시배엽 신경외배엽에서 발생한다.^[1]

4. 기능

홍채는 동공괄약근과 홍채산대근을 수축시켜 동공의 크기를 조절한다.

동공의 크기는 빛, 정서 상태, 인지 부하, 각성, 자극을 포함한 여러 요인에 따라 달라지며, 지름이 2mm 미만에서 최대 9mm까지 다양하다.^[6]^[7] 또한 홍채는 조절이 시작될 때 동공을 수축시켜 피사계 심도를 증가시킨다.

매우 드물게 일부 사람들은 홍채 근육을 직접적으로 의지대로 조절하여 명령에 따라 동공을 확장 및 수축시키는 능력을 가지고 있다.^[8] 그러나 이러한 능력에는 명확한 목적이나 이점이 없다.

5. 홍채 색깔

홍채는 일반적으로 갈색, 녹색, 파랑, 회색 등 다양한 색을 띤다.^[1] 눈 색깔은 때때로 색소 결핍으로 인해 불그스름한 흰색을 띠거나, 비정상적인 혈관 발달로 인해 빨간색을 나타내기도 한다. 이러한 다양성에도 불구하고, 정상적인 인간의 홍채색을 나타내는 주요 안료는 멜라닌 한 가지뿐이다.^[1]

홍채색은 멜라닌 색소의 양과 종류, 홍채 기질 내 섬유조직, 혈관 등의 복합적인 요소에 의해 결정되는 복잡한 현상이다.^[4] 각막은 투명하고 공막은 흰색이므로, 우리가 흔히 말하는 '눈 색깔'은 실제로는 홍채의 색깔을 의미한다.

멜라닌은 기질 내 색소세포에서는 짙은 갈색에서 노르스름한 갈색을 띠고, 홍채 뒤편의 얇고 불투명한 막인 홍채 색소 상피에서는 검은색을 띤다. 대부분의 인간 홍채는 앞쪽 경계층에 갈색을 띤 기질 멜라닌이 응축되어 있어, 그 위치에 따라 전체적인 색깔에 영향을 준다.^[4] 멜라닌소체 내 멜라닌 분포 정도는 관찰되는 색깔에 약간의 영향을 주지만, 인간과 다른 척추동물의 홍채에서 멜라닌소체는 이동하지 않으므로 색소 분포 정도는 변하지 않는다. 멜라닌소체의 비정상적인 응집은 질병을 유발하여 홍채색에 돌이킬 수 없는 변화를 일으킬 수 있다. 갈색, 검은색 외의 다른 색은 기질 내 다른 요소들의 선택적 반사와 흡수 때문에 나타난다. 때로는 노란색 리포푸신 색소가 눈 색깔에 영향을 주기도 하는데, 특히 나이가 들거나 질병이 있을 때 녹색 눈에서 관찰된다.

비색소 기질 요소가 눈 색깔에 영향을 미치는 광학적 메커니즘은 복잡하며, 문헌에는 오류가 있는 설명이 많다. 혈관 속 헤모글로빈, 혈관벽과 기질의 콜라겐 등에 의한 선택적 흡수와 반사가 가장 중요한 요소이며, 레일리 산란, 틸든 산란, 회절도 발생한다. 라만 산란과 새의 깃털처럼 구조적인 간섭은 인간 눈 색깔에 기여하지 않지만, 간섭 현상은 많은 동물의 홍채 색소 세포(iridophore^영어)에서 중요한 역할을 한다.

파란색 눈은 염색체 15의 Bey2와 Gey 유전자에 존재하는 '파랑' 대립유전자가 열성 대립유전자이기 때문에 나타난다. 즉, 양쪽 유전자 모두 파란색 대립유전자를 가지고 있어야 파란색 눈이 된다. 어느 한쪽이라도 '파랑'이 아닌 다른 대립유전자(Gey가 '녹색', Bey2가 '갈색')를 가지면 해당 색깔의 눈이 된다. 대립유전자는 자녀에게 유전될 수 있으므로, 파란색 눈을 가지지 않은 부모에게서도 파란색 눈을 가진 자녀가 태어날 수 있다. 부모 모두 파란색 눈을 가진 경우에만 자녀가 확실하게 파란색 눈을 갖게 된다. 그러나 눈 색깔은 유전적 요인 외에도 다양한 요인에 의해 영향을 받으므로, 눈 색깔만으로 친자 확인을 하는 것은 불가능하다.

5. 1. 다양한 홍채 색깔

멜라닌 색소의 양에 따라 결정되는 홍채의 색깔은 매우 다양하다.

짙은 갈색 (브라운): 멜라닌 색소가 가장 많으며, 전 세계적으로 가장 흔한 색깔이다. 아프리카계, 아시아계 사람들 대부분이 짙은 갈색 홍채를 가지고 있으며, "검정"으로 보이는 경우도 많다.^[2] 한국인 대부분도 짙은 갈색 홍채를 가지고 있다.
파란색 (블루): 멜라닌 색소가 적어, 세계적으로 짙은 갈색 다음으로 흔하다. 일조량이 적은 북유럽 지역에 많으며, 특히 핀란드나 리투아니아에서는 인구의 80% 이상이 파란색 홍채를 가지고 있다.^[2] 아일랜드, 영국에서도 많이 나타난다.^[2]
연갈색 (헤이즐): 멜라닌 색소의 양이 짙은 갈색 다음으로 많으며, 갈색과 녹색이 섞여 "밝은 갈색"으로 보이기도 한다. 중부 유럽 및 슬라브계 인종에게 많다.^[2]
회색 (그레이): 파란색의 변형으로 생각되며, 파란색보다 멜라닌 색소가 약간 더 많다. 백인에게서 많이 나타난다.^[2]
녹색 (그린): 멜라닌 색소의 양은 연갈색보다 적고 파란색보다 많다. 켈트계, 게르만계, 슬라브계, 헝가리계에서 볼 수 있지만, 그 수는 많지 않다.^[2]
빨간색 (레드)과 보라색 (바이올렛): 매우 드물게 나타나며, 선천성 백색증(알비노) 환자에게서 색소 결핍으로 인해 나타날 수 있다.^[2]

5. 2. 홍채 이색증 (오드아이)

홍채 이색증(heterochromia, heterochromia iridis, heterochromia iridium^영어)은 양쪽 눈의 홍채 색깔이 서로 다르거나(완전 홍채 이색증), 한쪽 눈 홍채의 일부분이 나머지 부분과 색깔이 다른 상태(부분 홍채 이색증)를 말한다. 이는 만성 홍채염이나 확산 홍채 흑색종과 같은 질병의 증상일 수 있지만, 정상적인 변이로 나타나기도 한다.^[10]^[11] 같은 홍채에서 눈에 띄게 다른 색깔을 나타내는 경우는 드물다. 알렉산드로스 대왕과 비잔티움 제국의 황제였던 아나스타시우스 1세는 오른쪽 홍채가 왼쪽보다 더 어두웠기 때문에 "디코로스(δικορος; 두 개의 홍채를 가짐)"라는 별명으로 불렸다.

홍채 이색증과 다양한 색의 홍채 무늬는 동물의 경우 일반적이다. 이종 교배된 시베리안 허스키는 인간의 유전적 질병인 바르덴부르크 증후군과 유사한 홍채 이색증을 보인다.^[12] 어떤 흰 고양이 품종(예: 흰색 터키쉬 앙고라 또는 흰색 터키쉬 뱅)은 한쪽 눈은 균일하게 파란색이고 다른 쪽 눈은 구리색, 주황색, 노란색 또는 녹색인 뚜렷한 홍채 이색증을 보일 수 있다.^[12] 같은 홍채 안에서 눈에 띄는 잡색은 어떤 동물에게는 일반적이며, 일부 종에서는 표준이다. 특히 블루 멀 털색을 가진 여러 목축견 품종(예: 오스트레일리언 셰퍼드와 보더 콜리)은 갈색 홍채 안에 잘 정의된 파란색 영역과 별개의 파란색과 어두운색 눈을 보일 수 있다. 일부 말(일반적으로 흰색, 얼룩덜룩한, 팔로미노 또는 크레멜로 품종 그룹)은 안구 질환의 징후 없이 같은 눈 안에 호박색, 갈색, 흰색 및 파란색을 모두 보일 수 있다.

흰색 또는 푸르스름한 흰색 홍채를 가진 눈은 "월아이(walleye)"라고도 불린다.^[13]

6. 임상적 중요성

홍채는 다음과 같은 다양한 질병과 관련될 수 있다.

질병
눈 색소결핍증
무홍채증
홍채 결손증
홍채염
홍채 흑색종
홍채 전이
바르덴부르크 증후군
폐쇄각 녹내장
동공부동증
호너 증후군
포도막염
홍채마비
축동/산동
(안구)유착
동안신경마비

7. 기타

홍채의 무늬는 사람마다 고유하여 개인 식별에 활용될 수 있다. 이를 홍채 인식이라고 한다. 또한, 홍채의 무늬를 통해 건강 상태를 분석하는 방법(홍채 분석)도 있다.

홍채진단(홍채학)은 홍채의 패턴, 색깔 등을 검사하여 건강 상태를 확인할 수 있다고 주장하는 대체의학 기법이다. 홍채진단 전문가들은 눈을 신체 건강 상태를 보여주는 "창"으로 보며, 홍채 차트를 통해 진단을 내린다.^[14] 하지만, 홍채진단은 과학적 근거가 부족하며, 유사과학으로 간주된다.^[15]^[16]

7. 1. 빨간 눈 현상

섬광을 사용하여 사진을 찍을 때 홍채는 수축되지만, 빨간 눈 효과를 피하기에는 충분히 빠르지 않다. 이는 눈 뒤쪽으로부터 빛이 반사되는 것을 나타내며, 안과의사들이 사용하는 "빨간 반사" 용어와 밀접한 관련이 있다. "빨간 반사"는 바닥실험의 외형을 기술하는 용어이다.^[1]

의학에서 "'''빨간 눈'''"은 다른 의미를 가지는데, 표면 혈관의 팽창으로 인해 구근 결막이 붉어지는 것을 가리킨다. 드문 경우를 제외하면, 이는 표면 감염(결막염), 안구 염증(예: 홍채 섬모체염), 안구 압력(급성 녹내장이나 심각하게 방치된 만성 녹내장)을 의미한다. "빨간 눈"은 질병을 내포하기 때문에, 눈 백색증의 의학에서는 쓰이지 않는다. 눈 백색증의 경우, 눈이 바닥으로부터 반사된 빛 때문에 명백히 빨간 동공과 반투명 분홍빛을 띤 홍채를 가짐에도 불구하고 다른 면에서는 건강하다. "빨간 눈"은 수의학 실습에서 더 느슨하게 사용되는데, 눈 질병의 조사는 어려울 수 있지만 백피증 유형은 쉽게 인식되고 일반적으로 "빨간 눈"보다 "분홍 눈"으로 기술된다.^[1]

참조

_[1] 웹사이트 ἶρις http://www.perseus.t[...] Perseus Digital Library 1940
_[2] OED iris
_[3] 백과사전 eye, human Encyclopædia Britannica 2006
_[4] 서적 Clinical Eye Atlas
_[5] 서적 The Vertebrate Body Holt-Saunders International
_[6] 웹사이트 Aging Eyes and Pupil Size https://web.archive.[...] Amateurastronomy.org 2013-08-28
_[7] 학술지 Factors Affecting Light-Adapted Pupil Size in Normal Human Subjects http://www.iovs.org/[...] 1994-03-01
_[8] 학술지 Direct voluntary control of pupil constriction and dilation: Exploratory evidence from pupillometry, optometry, skin conductance, perception, and functional MRI https://www.scienced[...] 2021-10-01
_[9] 백과사전 Sensory Reception: Human Vision: Structure and function of the Human Eye Encyclopædia Britannica 1987
_[10] 학술지 Physical Descriptions of Byzantine Emperors 1981
_[11] 학술지 Some Byzantine chroniclers and historians on ophthalmological topics 1992-03-01
_[12] 웹사이트 Heterochromia in Animals https://web.archive.[...] 2010-10-27
_[13] 사전 walleye Merriam-Webster Dictionary
_[14] 웹사이트 Iridology https://web.archive.[...] 2017-08-20
_[15] 학술지 Iridology: not useful and potentially harmful 2000-01-01
_[16] 웹사이트 Iridology Is Nonsense http://www.quackwatc[...] 2015-11-09

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