02 우리 몸의 방어 작용

2 방어 작용

• 면역

병원체의 침입을 막고 병원체가 들어오더라도 이를 제거할 수 있는 방어 능력이다.

• 비특이적 방어: 선천적 면역, 병원체의 종류나 감염 경험의 여부와 관계없이 신속하게 일어나는 면역 반응이다.

⑴ 피부, 점막, 분비액

① 피부와 점막은 병원체의 침입을 막는 물리적 장벽 역할을 한다. 피부에서 분비되는 지방과 땀의 산성 성분은 세균의 증식을 억제한다. 점막은 기관, 소화관 등의 내벽을 덮는 세포층이며, 점액으로 덮혀 있다. 기관과 기관지에서 먼지와 병원체는 점막 주변의 섬모 운동으로 점액과 함께 바깥으로 내보내진다.

② 눈물, 침, 땀 속 라이소자임: 라이소자임은 세균의 세포벽을 분해하는 효소로 호흡기나 눈을 통해 들어온 세균을 파괴한다.

③ 소장 내의 유익한 균들이 몸에 병을 일으킬 수 있는 병원균이 자라지 못하도록 막고, 오줌은 요도를 통해 들어오는 균들을 씻어내는 효과가 있다.

④ 식세포 작용(식균 작용): 대식세포와 같은 백혈구는 체내로 침투한 병원체를 자신의 세포 안으로 끌어들여 식세포 작용(식균 작용)을 한다.

⑵ 염증 반응

① 증상: 피부나 점막이 손사오디어 병원체가 체내로 침입한 병원체에 의한 통증, 열, 피부의 붉어짐, 부어오름이 나타나는 염증 반응이 일어난다. 염증은 병원체를 제거하기 위한 방어 작용이다.

② 대식세포와 같은 백혈구가 침입한 병원체를 잡아먹는 식균 작용으로, 병원체 제거한다.

③ 체내로 침투한 병원균을 죽이는 중요한 방어반응이지만 너무 민감하거나 오래 지속할 경우 도리어 건강을 해칠 수도 있다. ⟶ 염증 반응을 제어하는 소염진통제 개발

• 특이적 방어: 후천적 면역, 반응이 일어난 후 병원체에 대한 기억 능력을 갖추며, 특정 병원체를 인식하여 제거하는 면역 반응이다.(T 리프구(T 세포)와 B 림프구(B 세포)에 의해 이루어진다.)

⑴ 세포성 면역

① T 세포가 관여하는 면역 반응을 세포성 면역이라고 한다.

② 대표적인 예로 세포독성 T 세포의 작용으로 세포 표면에 특정 항원과 결합하는 T 세포 수용체(TCR, T cell receptor)가 있으므로 그 항원을 가진 세포만 공격한다.(대식세포가 병원체를 삼킨 후 분해하여 항원 조각을 제시 ⟶ 보조 T 림프구가 이를 인식하여 활성화됨 ⟶ 세포독성 T 림프구가 활성화됨 ⟶ 활성화된 세포독성 T 림프구가 병원체에 감염된 세포 제거)

• 최근에는 도움 T 세포가 항체 형성을 돕고, 또한 대식세포에 의한 식세포 작용 등 비특이적 면역도 촉진한다는 사실이 알려지면서 경계가 다소 불분명해졌다.

⑵ 체액성 면역: 형질 세포가 생산하는 항체가 항원과 결합함으로써 더 효율적으로 항원을 제거할 수 잇는 면역 반응이다.

① 체액성 면역의 특이성은 전적으로 항체가 특정 항원과 결합하기 때문에 생기는 현상이다.

-대식세포가 병원체를 삼킨 후 분해하여 항원 조각을 제시 ⟶ 보조 T 림프구가 이를 인식하여 활성화됨 ⟶ B 림프구가 형질 세포와 기억 세포로 분화된 ⟶ 항원 항체 반응이 일어남

-1차 면역반응: 항원의 1차 침입 시 활성화된 보조 T 림프구의 도움을 받은 B 림프구는 기억 세포와 형질 세포로 분화되며, 형질 세포는 항체를 생산한다.

-2차 면역반응: 동일 항원으 재침입 시 그 항원에 대한 기억 세포가 빠르게 분화하여 기억 세포와 혈질 세포를 만들며 형질 세포가 항체를 생산한다.

⑶ 항체(항원과 항체)

① 항원 결합 부위는 항체의 종류마다 다르므로 유전자 재조합을 통해 다양한 구조를 갖는다. 항원은 체내에서 면역 반응을 일으키는 원인 물질이다. 항체는 B림프구로부터 분화된 형질 세포가 생성하여 분비하는 면역 단백질로 항원과 결합하여 항원을 무력화한다. 특정 항체는 항원의 특정 부위에 결합하여 작용하는데 이를 항원 항체 반응의 특이성이라 한다.

② 항체의 기능

－중화 작용: 항원이 확산하지 못하게 침적물을 만든다.

－식세포 작용을 통한 제거: 항원이 식세포에 잘 잡아먹히도록 만든다.

－병원균을 죽일 수 있는 보체 반응을 유도한다.

⑷ 혈액형과 수혈(ABO식 혈액형), 기본적으로 수혈은 같은 혈액형인 경우에 하며, 혈액을 주는 쪽의 응집원과 받는 쪽인 응집소 사이에 응집 반응이 나타나지 않으면 서로 다른 혈액형이라도 소량 수혈은 가능하다.

① 응집원의 종류에 따라 A형, B형, AB형, O형으로 구분한다.

구분	A형	B형	AB형	O형
응집원(적혈구)	응집원 A	응집원 B	응집원 A, B	응집원 없음
응집소(혈장)	응집소 β	응집소 α	응집소 없음	응집소 α, β

② 혈액형 판정(ABO식 혈액형)

구분	A형(응집원 A)	B형(응집원 B)	AB형(응집원 A, B)	O형(응집원 없음)
항 A 혈청 (응집소 α)	응집 ○	응집 ×	응집 ○	응집 ×
항 B 혈청 (응집소 β)	응집 ×	응집 ○	응집 ○	응집 ×

3 백신의 원리: 1차 면역 반응을 일으키기 위해 체내에 주입하는 항원을 포함하는 물질을 백신이라 한다. (DNA, RNA 백신은 항원이 들어있지 않고 항원을 만들 수 있는 정보(DNA 서열, RNA 서열)를 가진다.)

• 1차 면역 반응

⑴ 항원이 처음 체내에 침입하면 B 림프구가 형질 세포로 분화되어 이 항원에 대한 항체를 생성하는 반응이다.

⑵ 항체 생성 속도가 느리고 항체 생성량도 상대적으로 적다.

⑶ B 림프구의 일부는 기억 세포로 분화된다.

• 2차 면역 반응

같은 항원 침입 시 그 항원에 대한 기억 세포가 빠르게 형질 세포로 분화되어 많은 양의 항체가 빠른 속도로 만들어지는 반응이다.

• 백신: 질병을 일으키지 않도록 독성을 약화한 항원이다.

⑴ 백신 접종 후 같은 항원이 침입했을 때 1차 감염 때보다 빠르고 강하게 반응한다.

⑵ 1차 감염 때문에 늘어난 기억 세포의 수가 많고 기억 세포는 형질 세포로 분화하는 데 걸리는 시간이 매우 짧으므로 빠르고 강하게 반응한다.

⑶ 백신은 1차 감염의 효과를 내면서 실제로는 병을 일으키지 않아야 한다.

① 병원체를 키워 비활성화시키거나 병원성이 없는 항원을 따로 만들어야 한다.

② 현대 생물학적 기법으로, 항원을 만들 수는 있으나 백신의 효과가 좋지 않다.

4 면역 관련 질환

• 자가 면역 질환: 자신의 세포를 공격하는 경우이다.(면역계가 자기 조직 성분을 항원으로 인식하여 세포나 조직을 공격하여 생기는 질환이다.)

예) 류마티스성 관절염(류마티스 관절염), 그레이브스병, 홍반성 루프스 등

• 면역 결핍: 면역을 담당하는 세포나 기관에 이상이 생겨 면역 기능을 제대로 할 수 없어서 생기는 질환이다. 이 경우 약학 세균의 침입에도 면역 반응이 잘 일어나지 못해 생명을 읽기도 한다. 사람 면역 결핍 바이러스(HIV)가 원인이 되어 나타나는 후천성 면역 결핍증(AIDS)이 있다.
• 후천성 면역 결핍증(AIDS): HIV의 감염 후 수년이 지나면 나타나는 증세이다.
• 알레르기: 면역계가 해가 없는 항원에 과민하게 반응하는 것으로 두드러기, 콧물, 눈물, 천식 등의 증상이 나타난다.(일부 사람에게는 꽃가루, 먼지, 약물 등이 두드러기, 가려움, 기침, 콧물 등의 알레르기 반응을 일으킬 수 있다.)

• 항생제는 어떻게 작용할까?

박테리아에 대한 항생 물질은 박테리아를 공격하고 우리 몸의 세포는 공격하지 않는 특징이 있다. 그 이유는 항생제가 박테리아에게만 있는 효소나 구조를 공격하기 때문이다. 즉, 진핵생물의 리보솜과 다른 구조를 가진 박테리아의 리보솜을 표적으로 스트렙토마이신 등의 항생제가 작용한다. 또한, 진핵세포의 세포벽과는 다른 구조를 갖는 박테리아 세포벽은 페니실린이나 반코마이신에 의해 합성이 억제된다.

• 항생제 내성균－슈퍼박테리아

오늘날 어떤 항생제로도 잘 죽지 않는 박테리아들(슈퍼박테리아)이 많이 발견되고 있다. 항생제가 있는 환경에서 계속 미생물을 키우면 자연 선택 때문에 항생제 내성균이 우점종이 될 수밖에 없다. 그런데 실제로 손 세척 비누, 세탁세제, 동물, 축산농가 심지어는 과수나무에도 항생제가 남용되고 있으므로 항생제 내성균이 많아지는 것이다.

• 예방 접종 시기

질병

백신 종류

0 개월

1 개월

2 개월

4 개월

6 개월

12 개월

15 개월

18 개월

24 개월

36 개월

만 4세

만 6세

결핵

BCG

1회

B형 간염

HepB

1차

2차

3차

디프테리아, 파상풍, 백일해

DTaP

1차

2차

3차

추가 4차

추가 5차

폴리오

IPV

1차

2차

3차

b형 헤모필루스 인플루엔자

PRP-T/HbOC

1차

2차

3차

추가 4차

폐렴구균

PCV

1차

2차

3차

추가 4차

홍역, 유행성이하선염, 풍진

MMR

1차

2차

수두

Var

1회

A형 간염

HepA

1~2차

일본뇌염

JE

1~3차

추가 4차

인플루엔자

Flu

매년 접종

참고자료: 지학사 생명과학1 교과서, EBS 수틍특강 생명과학1