면역

 

면역

 

 

외부로부터 체내에 세균이나 바이러스 같은 병원체가 침입하지 못하도록 방어하거나, 병원체가 침입하더라도 이를 인식하고 저항할 수 있는 능력을 ‘면역’이라고 한다.

면역에는 태어날 때부터 누구나 타고나는 능력인 선천성 면역과 후천적으로 획득되는 후천성 면역이 있다. 우

리가 사용하는 일반적인 의미에서의 면역은 후천성 면역을 말한다.

 

 

사람의 면역 체계

 

선천성 면역

 

‘비특이적 면역’이라고도 하는데, 체내로 침입하는 병원체의 종류와 상관없이 즉각적으로 작용하는 방어 작용이다. 병원체가 체내에 들어오는 것을 막는다는 의미에서 ‘1차 방어’라고도 불리며 표면의 방어벽과 몸 내부의 화학 물질이 관여한다.

예를 들어 사람의 피부는 케라틴각주1) 이라는 단백질을 포함하고 있어서 단단한 물리적 장벽 역할을 하므로 세균이나 바이러스는 피부에 상처가 나지 않는 한 피부를 뚫고 체내로 들어올 수 없다.

소화관이나 호흡 기관의 내벽은 점막이라는 세포층으로 되어 있는데 여기서 분비되는 라이소자임각주2) 효소나 위에서 분비되는 염산과 같은 강산성 물질은 세균을 효과적으로 억제하는 작용을 한다.

또한 여러 종류의 백혈구가 세균을 잡아먹는 ‘식균 작용’을 하여 병원체를 제거하기도 하며, 병원체에 의해 손상된 세포에서 분비되는 히스타민에 의해 유발되는 염증 반응에 의해 병원체를 제거하기도 한다.

 

후천성 면역

 

‘특이적 면역’이라고도 하는데, 침입한 병원체의 종류를 인식하고 이에 맞게 대응하는 방어 작용으로 림프구각주3) 와 항체가 중요한 역할을 한다.

또한 한 번 침입한 병원체의 종류를 기억하는 기능이 있어서 동일한 병원체가 2차로 침입할 때에는 이에 효과적으로 대처할 수 있다.

후천성 면역은 병원체가 몸에 완전히 침입한 후 일어나는 작용으로 선천성 면역 작용 이후에 진행되므로 ‘2차 방어’라고도 한다.

후천성 면역에는 세포성 면역과 체액성 면역이 있다.

 

시간에 따른 선천성 면역과 후천성 면역 과정

 

적 면역(비특이적 면역)

 

원체 감염 여부나 병원체의 종류에 관계없이 일어나는 면역 작용으로 감염 초기에 즉각적으로 반응하는 최우선 방어 작용이다.

물리·화학적 방어(1차 방어막) : 병원체의 침입 방지

피부와 점막 상피 조직의 섬모 운동은 병원체의 침입을 차단하고 외부로 밀어낸다.

코, 기관, 기관지의 점액 분비물과 눈물, 콧물, 침, 땀에 포함된 라이소자임, 위산, 소화관의 가수 분해 효소 등은 병원체를 분해하는 화학적 방어 작용을 한다.

병원체의 증식 억제(2차 방어막) : 병원체의 침입 즉시 제거

세균이 1차 방어막을 뚫고 침입하면 백혈구의 일종인 대식 세포가 식세포 작용을 하여 세균을 제거한다. 예) 염증 반응

바이러스에 감염된 세포는 인터페론을 분비하여 주변 세포들이 바이러스 증식 억제 물질을 만들도록 유도한다.

 

 

▶ 염증 반응

1. 상처가 생겨 세균이 침투하면 비만 세포가 히스타민을 분비한다.
2. 히스타민의 화학 신호에 반응하여 모세혈관이 팽창한다. 이에 따라 혈류량이 증가하여 다량의 혈장과 백혈구(대식세포)가 상처 부위로 이동한다.
3. 백혈구의 식세포 작용이 활발하게 일어나 세균을 제거한다. → 이 과정에서 상처 부위가 빨갛게 부어오르고 고름이 생기며 열과 통증이 발생하는 것을 염증 반응이라고 한다.

후천적 면역(특이적 면역)

특정 병원체가 1·2차 방어선을 뚫고 침입하면 이를 항원으로 인식하여 선별적으로 제거하는 면역 작용(3차 방어막)이다.

B 림프구, T 림프구

특이적 면역은 체내를 순환하는 B 림프구와 T 림프구가 담당한다. 이들은 표면에 특정 항원을 인식하는 수용체를 갖고 있어 항원을 인식하면 각각 체액성 면역과 세포성 면역을 활성화시킨다.

 

항원과 항체

 

(1) 항원
병원체나 이물질, 다른 종의 장기 조직 등 비자기(non-self)로 인식되어 후천적 면역 반응을 유발하는 원인이 되는 물질

(2) 항체
침입한 특정 항원에 대항하기 위해 B 림프구가 만들어내는 물질로 특정 항원에 결합해 병원성을 소멸시킨다.

한 가지 항체는 한 가지 항원과만 특이적으로 결합을 하는데, 이를 항원－항체 반응의 특이성이라고 한다.

 

세포성 면역과 체액성 면역

 

(1) 세포성 면역
항원을 인식한 독성 T 림프구가 병원체에 감염된 세포나 암세포를 직접 공격하여 제거한다.

(2) 체액성 면역
항원을 인식한 보조 T 림프구가 B 림프구를 자극하여 항체를 분비하는 형질 세포와 항원을 기억하는 기억 세포로 분화·증식시킨다. → 형질 세포가 혈액으로 항체를 분비하면 항체가 항원과 결합해 항원-항체 반응을 일으켜 항원을 제거한다.

1차·2차 면역 반응

 

(1) 1차 면역 반응
항원이 처음 침입했을 때 림프구가 분화하여 항체를 생산하는 것. 이때 기억 세포가 형성된다.

(2) 2차 면역 반응
같은 항원이 다시 침입했을 때 기억 세포가 형질 세포로 빠르게 분화하고 증식하여 다량의 항체를 생산하는 것.

 

백신과 예방 접종

 

백신

감염성 질병을 예방하기 위해 투여하는 무독성 항원

 

예방 접종

병원체에 감염되기 전에 백신을 주사하는 것으로, 인위적으로 1차 면역 반응을 일으켜 항체와 기억 세포를 생기게 하여 질병을 예방하는 일(인공 면역)

 

 

 

외부 인자를 항원(抗原:antigen)이라 하며, 병원미생물 또는 그 생성물, 음식물, 화학물질, 약, 꽃가루, 동물의 변(便) 등이 있다. 이 말의 어원은 라틴어의 immunitas이며 역병으로부터 면한다는 뜻이다. 면역은 크게, 태어날 때부터 지니고 있는 선천면역(先天免疫:innate immunity)과 후천적으로 생활 등에 적응되어 얻어지는 획득면역(獲得免疫:acquired immunity)으로 구분된다.

 

선천면역

자연면역이라고도 한다. 항원에 대해 비특이적으로 반응하며 특별한 기억작용은 없다. 선천적인 면역체계로는 항원의 침입을 차단하는 피부·점액조직, 강산성의 위산, 혈액에 존재하는 보체(complement) 등이 있다. 세포로는 식균작용을 담당하는 대식세포(macrophage)와 다형핵백혈구(polymorphonuclear leukocyte), 감염세포를 죽일 수 있는 K세포 등이 있다. 실제로 대부분의 감염은 이 선천면역에 의해 방어된다.

 

피부에 의한 면역작용

점액에 의한 면역반응

획득면역

 

후천면역이라고도 한다. 처음 침입한 항원에 대해 기억할 수 있고 다시 침입할 때 특이적으로 반응하여 효과적으로 항원을 제거할 수 있는 특징이 있어 선천면역을 보강하는 역할을 한다. 흔히 사용되는 면역의 정의는 이것을 말한다. 이 획득면역은 편의상 체액성 면역(humoral immunity)과 세포성 면역(cell-mediated immunity)으로 나누어 이해한다.

 

1) 체액성 면역

체액면역은 B림프구가 항원을 인지한 후 분화되어 항체(抗體:antibody)를 분비, 이 항체는 주로 감염된 세균을 제거하는 기능을 보여준다. 항체는 체액에 존재하며 면역글로불린(immunoglobulin:Ig로 약기한다)이라는 당단백질(糖蛋白質)로 이루어져 있다. 여기에는 IgG ·IgM ·IgA ·IgD ·IgE 등의 종류가 있으며, 각각 독특한 기능을 수행하며 일부 기능이 중복되기도 한다. IgG 항체는 태반을 통해 태아에 전달되는 특징이 있다. 이와 같은 면역을 모성면역(母性免疫:maternal immunity)이라 하며, 이 때문에 출생 후 수 개월 동안 잘 감염되지 않는다.

2) 세포성 면역

세포성 면역은 흉선(胸腺)에서 유래한 T림프구가 항원을 인지하여 림포카인(lymphokine)을 분비하거나 직접 감염된 세포를 죽이는 역할을 한다. 분비된 림포카인은 대식세포를 활성화시켜 식작용(食作用:phagocytosis)을 돕기도 한다. 이와 같은 세포성 면역은 주로 바이러스 또는 세포 내에서 자랄 수 있는 세균에 감염된 세포를 제거하는 기능을 수행한다.

획득면역은 병원체 또는 그 독소를 면역원으로 예방접종하여 얻을 수 있으며, 이와 같은 면역을 인공면역(artificial immunity)이라 한다. E.제너는 이 방법으로 종두법(種痘法)을 최초로 발견하여 면역학의 기초를 이룩하였다.

종두법은 지석영(池錫永)에 의해 한국에 소개되었고 천연두는 지구상에서 사라졌다(WHO 공포). 또한 오래전부터 국가에서는 치명적인 질병을 일으키는 경우는 법정전염병으로 정해 예방접종을 실시하고 있다. 오늘날 다양한 인공면역 방법들이 개발 중에 있고, 암·후천성면역결핍증(AIDS) ·과민성반응 등의 예방에 적용하고자 연구 중이다.