본문내용
1. 면역의 개념과 특징
1.1. 면역의 정의
면역이란 생체 내에서 자기self와 비자기non-self를 구별하고, 외부에 들어온 이물질을 인식하여 제거하는 일련의 반응이다."
1.2. 면역반응의 유형
면역반응의 유형은 선천면역(비특이적 면역)과 후천면역(특이적 면역)으로 구분된다.
선천면역은 태어날 때부터 가지고 있는 비특이적인 방어기능으로, 단시간 내에 빠르게 발동하여 병원체를 제거한다. 선천면역의 주요 기전에는 물리적/화학적 방어와 세포성 방어가 있다. 물리적/화학적 방어에는 피부와 점막의 물리적 장벽, 염산, 타액, 리소자임 등의 화학적 물질, 정상균무리의 작용이 포함된다. 세포성 방어에는 포식작용, 염증반응, 항미생물 성분(보체, 인터페론) 등이 해당된다. 이러한 선천면역 반응은 감염이 일어나면 신속하게 일어나지만 특이성은 낮다.
후천면역은 특정 병원체에 감염되어 얻게 되는 면역으로, 자연면역으로 병원체를 제거할 수 없는 경우에 작동한다. 후천면역은 체액성 면역과 세포성 면역으로 나뉜다. 체액성 면역은 B림프구가 항원과 반응하여 항체를 생산하는 것이며, 세포성 면역은 T림프구가 감염세포나 암세포를 공격하여 제거하는 것이다. 후천면역은 특이성과 기억작용이 강하다는 특징이 있다."
1.3. 면역계의 구성 요소
면역계의 구성 요소는 다음과 같다.
조혈모세포와 림프계 세포의 분화를 통해 생성되는 면역 세포들이 면역계의 주요 구성 요소이다. 조혈모세포는 골수에서 유래하여 림프계 세포와 골수계 세포로 분화한다. 림프계 세포에는 B 림프구와 T 림프구가 포함되며, 골수계 세포에는 단핵구, 대식세포, 과립구(호중구, 호산구, 호염기구) 등이 포함된다.
B 림프구는 골수에서 분화하여 림프절, 비장 등의 림프조직에 분포하며, 항체를 생산한다. 항체는 항원과 결합하여 항원을 제거하는 데 관여한다. T 림프구는 가슴샘에서 분화하여 순환하며, 항원을 인식하고 세포독성 작용을 통해 감염세포나 암세포를 공격한다.
단핵구는 혈액 내에서 순환하다가 조직으로 이동하여 대식세포로 분화한다. 대식세포는 이물질을 포식하고 항원을 가공하여 T 림프구에게 제시하는 역할을 한다. 과립구에는 호중구, 호산구, 호염기구가 포함되며, 각각 탐식작용, 기생충 감염 방어, 알레르기 반응 등의 기능을 수행한다.
이 외에도 자연살해세포(NK세포), 비만세포, 수지상세포 등이 면역계를 구성하는 중요한 세포 요소이다. 이들은 각자의 고유한 기능을 통해 면역반응을 조절하고 병원체 감염 및 암세포 제거에 관여한다.
면역계는 이러한 다양한 면역 세포들의 상호작용과 면역 기관들의 유기적인 협력을 통해 생체를 방어하는 역할을 수행한다.
1.4. 면역계의 특징
1.4.1. 특이성과 다양성
면역계는 특이성과 다양성이라는 특징을 가지고 있다. 면역계는 특정 이물질에 대해서만 반응하며, 다른 이물질에는 반응하지 않는다. 이는 면역계가 자기와 비자기를 구별할 수 있는 능력 때문이다. 면역계는 수많은 수용체를 가지고 있어서 거의 무한대의 항원을 인식할 수 있는 다양성을 보인다. 이렇게 특이성과 다양성을 갖추고 있는 면역계는 생체 내에서 자기와 구별되는 비자기 물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 면역세포들은 서로 다른 수용체를 발현하고 있어 각자 다른 항원을 인식할 수 있다. 이렇게 다양한 수용체를 가지고 있는 면역세포들의 집합체가 면역계를 구성한다. 특이성과 다양성은 면역계가 수많은 종류의 항원에 효과적으로 반응할 수 있게 해준다.""
1.4.2. 자기관용성
면역계는 자기와 비자기를 구분하여 식별할 수 있는 능력을 가지고 있는데, 이를 "자기관용성(self-tolerance)"이라고 한다. 면역계는 자기 개체에 속하는 물질은 무시하고, 외부에서 침입한 비자기 물질만을 인식하고 제거하는 능력을 지니고 있다. 이는 면역계가 자기 개체에 속하는 정상적인 세포와 조직을 공격하지 않도록 하는 중요한 기능이다. 그러나 어떠한 이유로 이러한 자기관용성이 깨어지게 되면, 면역계는 자기 개체에 속하는 세포와 조직을 인식하여 면역반응을 일으키게 되는데, 이를 "자가면역질환"이라고 한다. 자가면역질환의 대표적인 예로는 류마티스성 관절염, 전신성홍반성낭창, 인슐린의존형 당뇨병 등이 있다. 따라서 면역계의 자기관용성은 정상적인 면역반응을 유지하는 데 필수적인 특성이라 할 수 있다.
1.4.3. 면역학적 기억
면역학적 기억은 일단 특정 항원에 노출되면 그 항원에 대한 기억을 가지게 되어 차후에 같은 항원이 재침입하면 신속하고 강력한 면역반응을 일으킬 수 있게 되는 면역계의 특징이다. 즉, 기억B세포와 기억T세포가 장기간 유지되어 항원에 대한 기억을 가지게 되는 것이다. 이러한 면역학적 기억은 예방접종의 근거가 되며, 일회의 감염으로도 향후 같은 병원체에 대한 강력한 면역반응을 유도할 수 있도록 해준다. 이는 면역계의 특징 중 하나로, 특이성과 다양성, 자기관용성과 더불어 면역반응의 효율성을 높이는 핵심적인 성질이라고 할 수 있다.""
2. 선천면역과 후천면역
2.1. 선천면역(비특이적 면역)
2.1.1. 물리적/화학적 방어
선천면역의 물리적/화학적 방어 기전은 신체의 외부에서 작용하여 병원체의 침입을 막는다. 우선, 피부와 점막은 물리적인 장벽 역할을 하는데, 피부의 각질층이 두텁고 피지 분비물로 인해 산성화된 환경은 미생물의 생존을 어렵게 만든다. 또한 호흡기의 섬모 운동은 외부 입자를 걸러내고, 눈물이나 타액의 리소자임 효소는 세균의 세포벽을 분해한다. 소화기관의 염산은 식중독균을 사멸시키며, 장내 정상세균총은 영양 경쟁을 통해 병원균의 증식을 억제한다. 이처럼 물리적 장벽과 화학적 방어 기전은 외부 병원체의 침투를 막아 생체 내부를 보호하는 역할을 한다."
2.1.2. 세포성 방어
세포성 방어는 특이적인 면역반응의 일종으로, 세포 내에 존재하는 병원체나 종양세포를 제거하는 데 관여한다. 세포성 면역은 주로 T 림프구에 의해 매개되며, 세포독성 T 림프구(Cytotoxic T cell)와 Helper T 림프구(Helper T cell)가 중요한 역할을 한다.
세포독성 T 림프구는 표적 세포에 직접 부착하여 그 세포를 공격하고 파괴한다. 이러한 세포독성 T 림프구의 활성화는 항원제시세포에 의해 제시된 항원을 T 세포 수용체가 인식하면서 시작된다. 항원제시세포가 T 림프구에게 항원을 제시하면 T 림프구는 활성화되고, 증식과 분화를 거쳐 세포독성 T 림프구로 분화한다. 이렇게 분화된 세포독성 T 림프구는 특정 항원을 인식한 표적 세포에 결합하여 세포 독소를 분비함으로써 표적 세포를 파괴한다. 이를 통해 세포 내 기생하는 병원체나 종양세포를 제거할 수 있다.
한편, Helper T 림프구는 세포독성 T 림프구의 활성화를 촉진하는 역할을 한다. Helper T 림프구는 대식세포나 수지상세포에 의해 제시된 항원을 인식하면 증식과 분화를 거쳐 Th1 세포나 Th2 세포로 분화한다. Th1 세포는 IFN-γ와 같은 사이토카인을 분비하여 대식세포와 세포독성 T 림프구를 활성화시킨다. 이를 통해 세포 내 기생 병원체나 종양세포의 제거를 돕는다. 반면, Th2 세포는 IL-4, IL-5, IL-13과 같...
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