우리는 태어나는 순간 수많은 바이러스들과 마주하게 된다. 성장하면서 우리가 스스로 이겨낼 수 있는 바이러스들도 있지만 노출되어 우리를 아프게 하는 바이러스 들도 만나며 살아간다. 이처럼 바이러스가 우리 몸에 침입하였을때 우리 몸에서는 어떤 일이 발생하는지 알아보자.
바이러스의 침입으로 우리 몸에서 일어나는 작용을 방어기작 이라고 한다. 면역체계는 병원체에 대한 방어를 제공하는 구조와 반응 체계를 갖고 있다. 이러한 방어는 선천(비특이) 면역(innate)과 후천(특이) 면역(adaptive or specific immunity) 으로 나뉜다. 선천 방어 기작은 각 생명체 구조의 일부로서 유전된다. 피부의 표피를 포함하는 점막은 온몸의 표면을 덮는다. 이 상피막은 병원성 미생물에 대한 물리적 장벽의 표면적을 제공할 뿐만 아니라 다양한 항미생물 펩타이드(antimicrobial peptide) 를 분비한다. 이제 하나하나 자세히 살펴보자.
선천(비특이)면역에는 외부와 내부 방어가 있다. 이 방어체계는 항상 우리 몸속에 있고 병원체에 의한 침입에 대해 1차 방어선을 구축한다. 상피장벽을 넘은 세균같은 침입 병원체는 결합조직으로 들어온다. 이 병원체 또는 이 병원체로부터 분비되는 독소는 혈액이나 림프모세관으로 들어와 몸의 다른 부위로 운반된다. 선천 면역방어는 이 세균들의 침입과 감염의 확산을 저지하기 위한 첫 방어선이다. 선천 면역계는 침입자에 특유한 병원체-연합 분자 양상(pathogen-associated molecular pattem) 이라는 물질을 인식함으로써 몸 자신의 조직세포와 침입 병원체 사이를 구별하는 능력이 있다.
선천면역중 중요한 작용중 하나가 포식작용이다. 포식작용은 세가지로 나뉜다. 1) 호중성 백혈구(neutrophil) 2)혈액의 단핵세포와 대식세포와 결합조직의 가지세포를 포함한 단핵 포식세포계(mononuclear phagocyte system) 3)간, 지가, 림프절, 폐와뇌 등의 기관-특이 포식세포(organ-specific phagocyte)가 있다. 지라와 림츠절의 포식세포뿐만 아니라 간의 쿠퍼세포는 고정 포식세포(fixed phagocyte)이다. 이 세포는 앞에서 기술한 기관 속의 굴모양혈관벽에 고정되어 있다. 혈액이 간과 지라의 모세혈관을 흐르면서 이물질과 조직이나 세포잔해(debris)는 포식 작용에 의해 제거되고 포식세포 내에서 화학적으로 불활성화된다. 이러한 방법으로 침입된 병원체가 제거되기 때문에 혈액은 간가 지라를 통과한 후 보통 무균 상태로 된다. 이와 유사하게 림츠적의 고정 포식세포는 림프로부터 이물질을 제거하는 것을 도와준다.
대식세포는 세포자살로부터 죽는 세포의 잔유물 같은 세포잔해들을 제거하면서 면역체계로 부터 분리하여 작용한다. 그러나 대식세포가 톨-유사수용체의 활성화를 통해 병원성 신호를 인식할 때 활성화되어 염증 유발의 사이토카인을 분비한다. 이들의 약간은 주화성이라 부르는 과정에 의해 감염 부위에 동원되는 결합조직 내 호중성 백혈구와 단핵세포를 끌어당긴다. 화학적 유인물질은 케모카인 이라고 알려진 사이토카인의 아종이다. 호중성 백혈구는 감염 부위에 제일 먼저 도착하고 단핵 세포는 나중에 도착한 다음 대식세포로 변형된다. 감염이 확산되면 혈액으로 부터 새로운 포시세포들이 이미 결합조직내에 있는 세포들과 합류하게 된다.
열(fever)은 비특이적 방어체계의 한 성분이다. 체온은 골격근 떨림과 37도 체온유지를 위한 교감신경부긴계(sympathoadrenal system)의 활성을 조정하는 온도 조절 중추를 갖고 있는 시상하부에 의해 조절된다. 이 온도 조절기는 내일성 발열물질이라고 하는 화학물질에 반응하여 상향 조정된다. 비록 고역은 분명히 위험해도 알맞은 열은 세균 감염으로부터 회복을 돕는 유일한 대응이 될 수 있다. 열을 동반하는 혈장 철(plasma iron) 농도의 저하는 세균활동을 억제할 수 있고 열의 유리한 장점을 나타낼 수 있다. 다른 이익으로서 호중성 백혈구 활동의 증가와 인터페론의 생산의 증가 등이 있다. (백혈구에 대해 더 궁금하시면 댓글이나 인스타 913.milk로 연락 주세요)
이제 후천(특이) 면역에 대해 배워보자. 쉽게 말하면 선천 면역은 처음 들어오는 병들에 대한 1차 방어전이고 1차에서 방어하지 못하거나 이미 한번 감염되었던 병원체들과 싸워 나가는 반응이 후천면역이라고 생각하면 된다. 후천면역에서 가장 중요한것은 항체(anitbody)이다. 항체는 어떠한 작용에 있어 특이성을 나타냈고 나중에 항체는 림프구의 특정 유형에 의해 생산됨을 알게 되었다.
항원(antigen)은 특이적 항체의 생성을 자극하고 생성된 항체와 측이적으로 결합하는 분자이다. 대부분의 항원은 혈액과 다른 체액에 대해 이물질이다. 면역체계는 다른 생물에서 온 비자기 문자와 자기 분자를 식별할 수 있는 능력을 갖고 있는 비자기항원에 대해서만 면역 반응을 증가시킨다. 대부분의 자연산 항원은 많은 항원 결정 부위를 갖고 이 결정 부위에 대해 특이성을 갖고 있는 상이한 항체 생산을 자극한다.
후천(특이)면역에서 또한 가장 중요한것은 림프구이다. 림프구에는 크게 T림프구와 B림프구가 있다. T림프구의 기능은 살해, 보조, 조절이 있다. 살해T 림프구는 (killer T lymphocyte)는 이물질을 포함한 체세포를 죽이는 것이다. 체액 면역(humoral immunity)을 통해 세포를 죽이는 B림프구와는 대조적으로 살해 T림프구는 세포매개 파괴(cell-mediated destruction)을 통해 희생세포를 죽인다. 살해 T 림프구는 바이러스와 진균 감염을 방어하고 또한 이식거부(transplant rejection) 반응과 암에 대한 면역 감시(immunological surveillance)를 담당한다. 보조 T림프구(helper T lymphocyte)는 면역 반응을 증강하고 형질세포로 분화하여 특이항체 를 분비하는 B 림추구의 능력을 향상시키며, 세포-매개 면역 반응을 증가시키는 살해 T림프구의 능력을 보조한다. 조절 T 림프구(regulartory T lymphocyte) 는 특이 면역 반응에 제동(brake)역할을 한다. 살해 T 림프구와 B 림프구의 활성을 억제한다. 조절 T 림츠구가 부적절한 후천 면역을 억제하기 때문에 조절 T 림프구는 자가항원(self-antigen)에 대한 면역 내성과 자가면역병의 예방에 필요하다.
| 특징 | B림프구 | T림프구 |
| 면역 유형 | 체액성 | 세포독성, 보조, 조절 T 세포 |
| 아집단 | 기억세포와 형질세포 | 세포 매개성 |
| 가공장소 | 골수 | 가슴샘 |
| 수명 | 짧다 | 길다 |
| 혈액 림프구의 비율 | 10~15% | 75~80% |
| 항원에 의한 변형 | 형질세포 | 활성화된 림프구 |
| 분비 생성물 | 항체 | 림포카인 |
| 마이러스 감염에 대한 면역 | 소아마비, 장바이러스 | 데브븐 |
| 세균 감염에 대한 면역 | 연쇄상구균, 포도상구균 등 | 결핵, 나병 |
B림프구의 기능은 B림프구를 적당한 항원에 노출시키면 B세포는 활성화하여 2차 림기관의 종자중심에 들어가 그곳에서 세포분열을 한다. 그 자손 중 일부는 기억세포가 되고 이 기억세포들은 맨눈으로 보면 원래의 세포들과 구별이 되지 않고 능동 면역에서 중요하다. 그리고 다른것을 형질세포로 변형된다. B림프구가 특정 항원에 노출될때 형질세포에 의해 생산되는 항체는 그 항원과 특이적으로 반응한다. 1) 항원은 항체수용체에 결합한다 2) 증식은 클론 형성을 일으킨다 3) 형질세포와 기억세포가 형성된다. 이 과정을 거치며 탄생한다. 기억세포가 있다는 것은 예를들면 한번 독감에 걸린 후 다시 독감에 감염 되었을때 다시 처음부터 방어가 시작되는 것이 아닌 기억세포가 있어 바로 독감과 상대할 수 있는 항체를 만들어 면역 반응을 시작한다는 것이다.
항체는 작용에 있어 특이적이기 때문에 다른 종류의 항체는 다른 구조를 갖고 그 작용도 특이하다. 항체 단백질은 또한 면역글로불린(immunoglobulin)으로도 알려져 있다. 항체에는 다섯 종류의 면역글로불린 IgG, IgA, IgM, IgD, IgE가 있다. 후천(특이적)면역 반응에서는 림프구들의 작용으로 면역 반응이 일어난다.
이처럼 우리몸에 바이러스가 침입하게 되면 몸에서 여러 반응을 통해 면역반응이 시작된다. 아무래도 생리학 내용이다보니 내용도 많고 복잡할 수도 있지만 실제 우리몸에서는 더 복잡하고 정교한 반응을 통해 면역 반응이 일어난다.