본문내용
1. 면역
1.1. 면역의 정의
면역(immunity)이란 한번 특정 감염증에 걸리면 동일한 감염증에 다시 걸리지 않는 현상을 말한다. 면역은 생체 내에서 자기(self)와 비자기(non-self)를 구별하여 외부에서 들어온 이물질을 인식하고 제거하는 일련의 반응으로 정의된다. 이러한 면역반응은 감염방어, 종양제거, 알레르기, 자가면역질환, 이식의료 등 다양한 영역에 깊이 관여하고 있다.
면역반응은 크게 항원의 인식단계와 항원을 제거하는 단계로 구분된다. 이때 면역반응에 관여하는 주요 기관으로는 비장, 흉선, 림프절, 림프조직, 골수 등이 있으며, 주요 면역담당세포로는 림프구(B세포, T세포), 단핵구, 대식세포, 과립구(호중구, 호염기구, 호산구) 등이 있다. 이러한 면역체계는 선천적(유전적)인 면역과 후천적(획득)인 면역으로 구분된다.
선천면역은 감염이 발생하면 단시간 내에 발동하여 병원체를 빠르게 제거하는 비특이적 방어기전을 말한다. 주요 기능으로는 항균펩티드, 보체, 렉틴에 의한 병원체 제거와 탐식세포의 옵소닌화 활성화를 통한 탐식 및 살균 작용이 있다. 고등생물의 경우 선천면역이 후천면역을 유도하는 역할도 수행한다.
한편 후천면역은 미생물 감염을 통해 얻어지는 특이적 방어기전으로, 능동면역과 수동면역으로 구분된다. 능동면역은 감염에 의해 자신의 면역반응이 형성되는 것이며, 수동면역은 타인의 면역물질을 투여받아 형성되는 것을 의미한다.
이처럼 면역은 자기와 비자기를 구별하여 외부 유해물질을 인식하고 제거하는 생체의 대표적인 방어기전이다. 이러한 면역기능의 이상은 알레르기, 자가면역질환, 면역결핍증 등을 유발할 수 있어 면역계의 정상적인 작용이 매우 중요하다고 할 수 있다.
1.2. 선천면역과 후천면역
선천면역(innate immunity)은 비특이적 방어기전으로, 감염이 일어나면 단시간에 발동하여 병원체를 제거하는 면역기전이다. 주요 기능으로는 항균펩티드, 보체, 렉틴에 의한 병원체 제거와 탐식세포(호중구, 대식세포)의 탐식 및 살균 작용 등이 있다. 고등생물의 경우 선천면역이 후천면역을 유도한다. 선천면역에서는 대식세포와 가지세포의 막표면에 TLR(toll-like receptor)이 존재하여 병원체를 인식하고 동시에 신호를 전달하는 것이 특징이다.
후천면역(acquired immunity)은 미생물 감염으로 얻어지는 특이적 면역반응이다. 후천면역은 수동면역과 능동면역으로 구분된다. 수동면역은 모체에서 아기에게 전달된 항체를 받는 것이고, 능동면역은 예방접종을 통해 만들어진 면역을 받는 것이다. 후천면역은 자기와 비자기를 구분하여 식별할 수 있는 특이성, 면역반응의 기억작용 등의 특징을 가진다."
1.3. 항원
항원(antigen)이란 면역반응을 유도하는 물질을 말한다. 주로 단백질, 다당체, 지질, 핵산 등의 세균의 세포벽이나 바이러스의 외피, 캡시드 성분이 항원으로 작용한다. 항원은 완전항원과 불완전항원으로 구분된다. 완전항원은 면역원성을 가진 항원으로 단백질, 다당체 등이 여기에 해당한다. 반면 불완전항원인 합텐(hapten)은 단독으로는 면역원성이 없으며 담체(carrier)라 불리는 단백질 성분과 결합할 때 비로소 면역반응을 일으킬 수 있다. 이러한 지질, 핵산 등이 합텐에 해당한다. 즉, 불완전항원이 담체 단백질과 결합하면 완전항원이 되어 면역반응을 유발할 수 있게 된다. 항원은 체액성 면역과 세포성 면역에 모두 관여하는데, B세포는 항원 수용체를 통해 항원을 인식하고 항체를 생성하며, T세포는 항원제시세포가 제시한 항원펩타이드를 T세포 수용체를 통해 인식한다. 이처럼 항원은 면역계 활성화의 핵심적인 역할을 담당하여 외부 병원체로부터 생체를 보호하는데 필수적인 요소라 할 수 있다.
1.4. 면역계의 특징과 역할
면역계의 특징과 역할은 다음과 같다.
면역계는 자기와 비자기를 구별할 수 있는 특이성과 다양성을 가지고 있다. 즉, 특정 이물질에 대해 반응하는 세포는 다른 이물질에 대해서는 반응하지 않는다. 또한, 면역계는 자기를 인식하여 자기에 대한 면역반응을 억제하는 자기 관용성을 가지고 있다. 하지만 자기 관용성이 깨지면 자가면역질환이 발생할 수 있다. 면역계는 면역학적 기억력을 가지고 있어 예방접종의 근거가 된다.
면역계의 주요 역할은 다음과 같다. 첫째, 자기와 비자기를 식별한다. 둘째, 항체를 생산한다. 셋째, 자기와 다른 동족세포, 바이러스 감염세포, 종양세포를 공격하여 제거한다. 넷째, 사이토카인을 통해 큰포식세포와 다른 세포에 작용하여 생체를 효과적으로 방어한다. 다섯째, 특이한 기억력을 가지고 있다.
이처럼 면역계는 생체를 방어하는 데 핵심적인 역할을 수행한다."
1.5. 면역담당세포
1.5.1. T세포
T세포는 면역계에서 매우 중요한 역할을 담당하는 세포로, 자기와 비자기를 구분하고 외부 병원체를 공격하여 제거하는 기능을 수행한다. T세포는 골수에서 생성된 후 흉선에서 성숙하여 최종적으로 전신적으로 순환하게 된다.
T세포의 표면에는 T세포 수용체(TCR)와 CD3분자로 이루어진 복합체가 존재하며, 이는 항원제시세포가 제시한 항원을 인식하는 역할을 한다. T세포는 이들 표면 수용체를 통해 항원을 인식하고 활성화되며, 활성화된 T세포는 다양한 기능을 수행한다.
T세포는 CD4+와 CD8+의 두 가지 주요 아형으로 구분된다. CD4+ T세포는 보조 T세포(helper T cell)로써, 세포독성 T세포와 B세포의 활성화를 돕는 역할을 한다. 이들은 항원제시세포의 MHC class II 분자와 상호작용하여 활성화되며, 활성화된 CD4+ T세포는 다양한 사이토카인을 분비하여 면역반응을 증폭시킨다.
CD8+ T세포는 세포독성 T세포(cytotoxic T cell)로, 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 직접 공격하여 살해하는 기능을 한다. 이들은 항원제시세포의 MHC class I 분자와 상호작용하여 활성화되며, 활성화된 CD8+ T세포는 perforin, granzyme 등의 세포독성 물질을 분비하여 표적세포를 사멸시킨다.
또한 T세포에는 억제 T세포(suppressor T cell)도 존재하는데, 이들은 면역반응을 조절하고 과도한 면역반응을 억제하는 역할을 담당한다. 이처럼 T세포는 다양한 아형과 기능을 가지며, 면역반응의 중요한 일부를 구성하고 있다.
1.5.2. B세포
B세포는 골수에서 유래하여 림프계 전구세포로부터 분화하는 면역세포이다. B세포 표면에는 항원수용체인 B세포 수용체(BCR)가 발현되어 있어 특정 항원에 결합할 수 있다. B세포가 항원에 노출되면 활성화되어 빠르게 증식하고 분화하여 항체를 생산하는 형질세포와 기억 B세포로 분화한다.
형질세포는 다량의 항체를 생산하여 분비하는데, 이 항체는 혈액이나 림프액을 따라 이동하면서 항원과 결합하여 항원을 제거하는 역할을 한다. 이를 통해 체액성 면역반응을 매개한다. 한편 기억 B세포는 장기간 생존하며 동일한 항원이 재침입할 경우 신속하고 강력한 2차 면역반응을 유도한다.
이처럼 B세포는 특정 항원에 대한 항체를 생산하여 미생물 등의 침입을 막는 체액성 면역의 중심적 역할을 담당한다. 또한 기억 B세포의 형성을 통해 면역학적 기억 기능을 갖추고 있어 재감염에 대한 방어기전을 제공한다. 따라서 B세포는 후천면역반응에서 필수적인 면역담당세포라 할 수 있다.
1.5.3. 단핵구와 대식세포
단핵구와 대식세포는 면역세포에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 단핵구는 백혈구 중 가장 큰 세포로, 다양한 대식세포나 수지상세포로 분화할 수 있다. 단핵구는 혈액 안을 순환하다가 조직으로 이행하여 대식세포로 분화한다.
대식세포는 각 신체 조직 내 위치에 따라 다양한 이름으로 불리며, 이물질을 포식하는 강력한 탐식 능력을 지니고 있다. 대식세포는 이물질을 포식하여 분해하고, 그 항원 정보를 T세포에게 전달하는 역할을 한다. 대식세포가 T세포에게 항원을 제시하면 T세포가 활성화되어 면역반응을 개시하게 된다.
수지상세포 또한 대식세포와 유사한 기능을 수행한다. 수지상세포는 피부와 점막 등의 외부환경과 접촉하는 조직에 존재하며, 항원물질을 처리하여 T세포에게 제시하는 역할을 한다. 수지상세포가 T세포에게 항원을 제시하면 T세포가 활성화되어 세포독성 T세포나 helper T세포로 분화하게 된다.
따라서 단핵구와 대식세포, 수지상세포는 모두 선천면역에 중요한 역할을 하는 세포들로, 병원체 감염 시 즉각적으로 반응하여 병원체를 제거하거나 적응면역을 유도하는 핵심적인 면역세포들이라고 할 수 있다.
1.5.4. 과립형 백혈구
과립형 백혈구는 백혈구 중에서 가장 많은 비율(50-70%)을 차지하는 세포이다. 이들은 강력한 탐식능력을 가지며, 감염 또는 염증 부위에 신속...
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