우리 몸의 면역체계

 

면역계는 우리 몸의 항상성을 조절하고, 항상성을 유지하기 위해 외부에서 침입한 물질들을 방어하는 시스템을 이야기한다. 침입한 외부 물질들의 예를 들면, 바이러스, 세균, 기생충 등 다양한 것들이 있다.

 

바이러스나 일부 세균은 세포내에서 증식한다. virus는 숙주 세포 속으로 들어가서, 숙주의 복제,전사,번역 기구를 이용해 증식해야하기 때문이다. 그 외에 기생충, 균류, 원생생물, 세균 등은 세포 밖의 혈장이나 세포사이액 (체액)을 돌아다니며 증식한다.

 

우리 몸이 이러한 병원체들을 방어하는 방법으로는 세포성 방어와 체액성 방어가 있다.

세포성 방어는 면역세포들이 직접 표적과 만나서 방어를 하는 것이고, 체액성 방어는 면역세포가 분비한 물질들이 방어를 하는 방식이다.

 

병원체가 우리 몸으로 유입되면,면역계에 이미 준비되어 있는 여러 분자나 세포들이 비특이적으로 병원체에 대항하는 초기 방어 기작을 내재면역 또는 선천면역이라고 한다. 선천면역에는 B세포, T세포가 관여하지 않는다.

병원체를 내재면역으로 다 제거하지 못할 경우, B세포, T세포가 활성화 돼서 작용하는 방어 기작을 적응면역이라고 하는데, 적응면역은 병원체를 특이적으로 인지하고, 제거한 후, 기억까지 이루어져서, 같은 병원체가 다음번에 다시 들어왔을 때, 더 강력하게 면역 반응이 일어나게 된다.

 

병원균이 만나는 1차 방어벽은 피부이다. 피부의 상피세포는 외부 물질이 세포 틈으로 침투할 수 없게 밀착연접이 잘 발달되어 있다. 또한, 피부는 psoriasin 같은 살균 단백질을 분비하기도 하여, 병원균이 피부에 붙는 걸 막는다. 내부의 상피세포는 기도의 섬모를 예를 들면, 효소, 당단백질 등이 들어있는 산성의 점액과 함께 쓸어내 병원체들을 제거한다. 기침과 재채기에 의해 점액을 배출한다. 폐의 폐포에는 대식세포가 있다.

눈물, 침, 땀 같은 것들에는 세균의 세포벽을 파괴하는 리소자임이 섞여 있어서. 화학적인 장벽 역할을 한다.

입, 위, 소장은 리소자임, 펩신, 키모트립신,트립신 등의 다양한 소화효소를 분비해 병원체를 분해하기도 한다.

대장에는 대장균과 같은 정상 세균총이 서식해서 병원성 세균들의 성장을 억제한다.

 

그 다음 2차 방어벽인 내재면역은 각종 세포(NK 세포. 대식세포, 호중구) 또는 세포들이 분비한 체액성 물질로 방어하는 것을 얘기하는데, 그 예로는 보체, 키닌계열 물질, 프로테아제 억제인자, 히스타민, 지질 등이 있다.

보체는 대부분 강에서 합성되는 20여 개의 혈장 단백질들을 얘기한다. 보체는 다른 단백질들에 비해 열에 약하기 때문에, 50~60도에서 30분 정도만 가열해도 쉽게 변성된다. 평소에는 효소원 상태로 혈액을 떠돌다가, 병원체가 들어오면 효소들의 연쇄 반응으로 활성화 된다. 보체 단백질들이 순차적으로 활성화 되어, 표적 세포의 세포막에 막공격 복합체를 형성하여, 구멍을 뚫고, 세포 내부의 이온과 분자들이 세포 밖으로 확산되서 사멸된다.  

 

보체의 역할 세가지 다시 한번 얘기하면, 세균의 세포막에 구멍을 뚫어 손상을 일으키고, 잘린 보체 조각들이 혈액으로 퍼져서 식세포들을 유인한다. 보체 수용체 또는 Fc 수용체를 가진 식세포들이 더 잘 인식하고 섭식할 수 있다.

 

체액성 방어 물질인 히스타민은 비만세포, 호염구에서 방출된다. 히스타민이 혈관 주변에서 방출되면, 소동맥이 확장되어, 열, 발적 현상이 일어나고, 모세혈관 투과도가 증가하여, 부종 또는 염증 반응이 일어난다. 히스타민이 기도 주변에서 방출되면, 세기관지 평활근이 수축된다. 

 

내재면역으로 방어가 역부족일 경우, 수지상세포가 적응면역을 일으킬 수 있도록, 메신저 역할을 한다.

 

세포 외 증식 병원체인 세균에 감염될 경우, 조직에 상주하던 면역세포(호중구)들이 신호를 받고 혈액에서 상처입은 조직으로 가장 먼저 유입된다. 호중구가 대량으로 조직으로 침투해 식세포 작용을 하고, 분해 과립을 방출하게 된다.

엔도좀에서 과산화수소, 일산화질소 같은 독성물질을 만들어 내는데, 이 과정에서 일시적으로 산소 소모량이 증가하여, 산소가 고갈되는 호흡 돌발 현상이 나타나기도 한다. 호중구는 병원체를 섭식하고, 금방 죽어서 고름이 된다. 대식세포는 오래 생존하며 계속해서 고름을 제거하는 역할을 한다.  대식세포는 조직에서 다양하게 섭식에 관여하는 백혈구 세포의 일종이다. 특히, 내재면역 과정에서 중요한 역할을 한다. 

조직에서 상주하고 있었거나, 혈액을 떠돌던 단핵구가 조식 세포들의 유도 신호에 의해 상처입은 조직으로 들어가 대식세포로 분화된다. 세균이나 병원체들을 섭식하고 분해 과립을 방출하는데, 이 과정에서 호중구 처럼 독성 물질을 만들면서 호흡 돌발 현상이 나타난다. 대식세포는 수명이 길기 때문에, 계속해서 병원균들을 제거할 수 있다.대식세포의 수용체들로는 세균 표면을 비특이적으로 인식하는 내재면역 수용체와 옵소닌화 된 세균을 섭식하는 보체, 항체 수용체, 여러 병원체들 표면의 만노오스와 결합하는 만노오스 수용체, 병원체의 특정 분자 패턴을 인식하여 각종 사이토카인 분비를 촉진하는 톨-유사 수용체 등이 있다.