면역계통

인체 면역계통의 중요성은 질병으로부터 신체를 보호하고, 건강을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 면역계는 병원체와 비정상 세포로부터 신체를 방어하며, 항상성 유지와 생존에 필수적인 기능을 수행합니다. 면역계의 중요성은 다음과 같은 이유에서 잘 드러납니다.

목차

⨀ 1. 면역계통의 기능과 중요성
⨀ 2. 면역계통 구성 및 면역세포의 종류
⨀ 3. 항원제시세포와 사이토카인
⨀ 4. 선천면역과 후천면역
⨀ 5. 자연면역vs인공면역과 능동면역 vs 수동면역

 

 

 

면역계통의 기능과 중요성

1. 외부 병원체로부터 보호

면역계는 신체에 침입하는 다양한 병원체(바이러스, 박테리아, 곰팡이, 기생충 등)를 식별하고, 이를 제거하는 역할을 합니다. 이러한 병원체가 신체에 침입하면 면역계는 선천면역과 후천면역의 두 단계로 병원체를 막습니다. 면역계가 없다면 우리 몸은 미생물과 바이러스로 인한 감염에 쉽게 노출되어 생명을 위협받을 수 있습니다.

2. 신체 내부의 비정상 세포 제거

면역계는 암세포와 같은 비정상적으로 변형된 세포를 인식하고 제거합니다. 체내 세포들은 계속해서 분열하고 성장하는 과정에서 DNA 손상이나 변이가 발생할 수 있으며, 이러한 비정상적인 세포가 암세포로 발전하는 것을 면역계가 억제합니다. **자연 살해 세포(NK 세포)**나 세포독성 T 세포는 비정상 세포를 감지하고 공격하여 신체를 암 발생으로부터 보호합니다.

3. 자가면역 방지 및 항상성 유지

면역계는 우리 몸의 세포와 외부에서 침입한 병원체를 구분할 수 있어야 합니다. 자가면역 질환은 면역계가 실수로 신체 자신의 세포를 공격하는 경우 발생하는데, 조절 T 세포와 같은 면역 조절 기전은 이러한 자가면역 반응을 방지하는 데 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 신체는 면역 반응을 적절히 조절하며 정상적인 생리 기능을 유지할 수 있습니다.

4. 면역 기억 형성

후천면역의 주요 특징 중 하나는 면역 기억입니다. 일단 병원체에 감염된 적이 있는 면역계는 그 병원체에 대한 기억을 형성하여, 이후 재감염 시 더욱 신속하고 강력하게 대응할 수 있습니다. 이는 백신의 원리와도 관련이 있으며, 백신을 통해 특정 병원체에 대한 면역 기억을 인위적으로 형성함으로써 질병 예방이 가능합니다.

5. 염증과 회복 촉진

면역계는 상처나 감염 부위에서 염증 반응을 일으켜, 손상된 조직을 복구하고 병원체를 제거합니다. 염증 반응은 면역세포가 감염 부위로 이동하는 신호를 보내며, 이를 통해 손상 부위에서 세포가 재생되고 회복 과정이 촉진됩니다. 염증 반응이 없으면 신체의 조직은 회복되지 못하고 지속적인 손상에 노출될 수 있습니다.

6. 외부 물질에 대한 방어

면역계는 단순한 병원체뿐만 아니라 외부에서 유입되는 독소, 화학물질, 알레르기 유발 물질과 같은 유해한 물질로부터도 신체를 보호합니다. 알레르기 반응은 면역계가 외부 물질에 과민하게 반응하는 경우이지만, 이는 신체의 방어 기작이 여전히 작동하고 있음을 보여줍니다.

결론적으로, 면역계는 건강을 유지하고 질병을 예방하는 데 필수적인 역할을 합니다. 면역계가 적절하게 작동하지 않으면 감염, 암, 자가면역 질환, 만성 염증 등의 위험이 증가하게 됩니다. 따라서 면역계는 우리 몸의 생명 유지에 필수적인 방어 기작이며, 이를 이해하고 관리하는 것은 질병 예방과 치료의 중요한 요소가 됩니다.

 

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면역계통 구성 및 면역세포

면역계의 주요 구성요소는 다음과 같습니다.

• 면역기관
  • 골수: 혈액 세포(면역세포 포함)의 생성 장소. B림프구가 성숙하는 장소
  • 흉선: T 림프구의 성숙이 이루어지는 기관. 사춘기 이후에는 퇴축됨
  • 비장: 혈액 내 병원체 제거 및 면역 반응 조절.
  • 림프절: 림프액을 걸러 병원체를 탐지하고 면역 반응을 유도.
  • 편도선 및 편도 조직: 호흡기 및 소화기계로 유입되는 병원체의 초기 방어.
• 면역 세포: 면역계는 여러 종류의 세포들로 구성되며, 각 세포는 특정한 역할을 담당합니다.
  • 백혈구 (Leukocytes)
    • 호중구 (Neutrophils): 세균 감염 초기 대응, 식세포 작용.
    • 호산구 (Eosinophils): 기생충 감염 및 알레르기 반응 조절.
    • 호산구 (Basophils): 염증 반응 및 알레르기 반응 매개.
    • 단핵구 (Monocytes): 혈액 내에서는 단핵구이나 조직으로 들어가서는 대식세포로 분화하여 식세포 작용 수행.
  • 림프구 (Lymphocytes)
    • B 세포 (B Cells): 항원제시세포로부터 항원을 인지하면 형질세포(plasma cell)로 분화하여 항체를 생산함. 항체는 체액에 존재하여 항원과 결합하여 항원-항체복합체를 형성하며 보체나 식세포의 도움을 받아 항원을 제거하는 체액성 면역을 담당함
    • T 세포 (T Cells): 항원제시세포로부터 항원을 인지한 후 직접 항원을 찾아 제거하는 세포 매개 면역 반응 수행.
      • 헬퍼 T 세포 (Helper T Cells, CD4+): 도움T세포, 보조 T세포라고 하면 항원제시세포가 제시한 항원을 인지하여 세포독성 T림프구와 B림프구를 활성화하여 면역 반응 조절. 
      • 세포독성 T 세포 (Cytotoxic T Cells, CD8+): 바이러스 감염 세포 및 암세포 직접 파괴
      • 조절 T 세포 (Regulatory T Cells): 면역 반응 억제 및 자가면역 방지
      • 기억 T 세포 (Memory T Cells): 재감염 시 신속한 면역 반응 제공.
    • 자연 살해 세포 (Natural Killer Cells, NK Cells): 감염된 세포 및 암세포 파괴.
• 기타 면역관련 요소들
  
  • 항체, 사이토카인, 보체 단백질 등

 

항원제시세포와 사이토카인

항원제시세포 (Antigen-Presenting Cells, APCs)는 병원체에서 유래한 항원을 처리하고, 이를 헬퍼 T 세포에게 제시하여 면역 반응을 유도하는 세포들입니다. 주요 항원제시세포는 다음과 같습니다.

• 수지상세포 (Dendritic Cells): 수지상세포는 특수화된 수지상 세포인 랑게르한스 세포가 있는 피부, 비강, 폐, 위, 장 등 외부 환경과 접촉이 있는 조직들에 존재하며 혈액 내에서 미성숙한 상태로 발견됩니다. 한번 활성화되면 림프절로 이동하여 T 세포와 상호작용하여 후천성 면역반응을 개시하고 조절합니다. 수지상세포라는 명칭은 특정 성숙 과정에서 나뭇가지 모양으로 뻗어 나가기 때문에 붙여진 것입니다. 
  • 가장 강력한 항원제시능력을 가짐.
  • 항원을 처리하여 T 림프구에 제시, 면역 반응 개시.
• 대식세포 (Macrophages): 대식세포는 세포 조직이나 이물질, 미생물, 암세포 등 건강한 몸에 존재하는 단백질이 아닌 것을 흡수하고 소화시키는 식세포 작용을 하는 세포입니다. 대부분의 대식세포는 정착성으로 대표적으로 먼지세포, 미세아교세포, 쿠퍼세포 등이 있으며 몸 전체에 분포하고 있습니다. 이들은 항원이 인체 내로 침입하면 탐식하거나 독소를 분비하여 파괴할 수 있습니다. 아메바처럼 운동하며, 잠재적 병원체를 순찰하는 역할을 하며 항원을 발견하면 제거하며 림프구에게 항원조각을 전달하여 면역반응을 일으키는 역할을 합니다. 혈중에서는 단핵구로 존재하다가  병원체 등이 상처로 침입하면 호중구와 같이 혈관 밖으로 나가 대식세포로 분화되어,병원체를  제거힙니다. 
  
  • 식세포 작용을 통해 병원체 제거.
  • 항원을 제시하여 T 세포 활성화.

• B 세포 (B Cells): 일부 조직에서는 B림프구도 항원제시세포로 작용을 하기도 합니다.
  • 특정 항원에 결합하여 항원 제시.
  • 항체 생산을 통한 항원 중화.
• 항원제시세포는 다음과 같은 역할을 합니다.

1. 항원 포획 및 처리: 병원체를 식세포 작용으로 포획하고, 항원을 분해하여 조각으로 만들게 됩니다.
2. 항원 제시: MHC Class II라는 자기 단백분자에  항원조각을 결합하여 세포 표면에 제시하게 됩니다.  
3. T 세포 활성화: 위항원을 인식한 T 세포를 활성화하여 면역 반응 유도.

사이토카인 (Cytokines)은 면역세포 간의 신호 전달을 담당하는 단백질 또는 펩타이드 분자입니다. 사이토카인은 면역 반응의 조절, 세포 성장, 분화, 이동 등을 조절하며, 염증 반응과 항원 인식에 중요한 역할을 합니다. 주요 사이토카인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• 인터루킨 (Interleukins, ILs): 림프구 간의 통신 및 활성화.
• 인터페론 (Interferons, IFNs): 바이러스 감염 억제.
• 종양 괴사 인자 (Tumor Necrosis Factor, TNF): 염증 반응 촉진 및 세포 사멸 유도.
• 케모카인 (Chemokines): 면역세포의 이동과 화학 주성 유도.

 

선천면역과 후천면역

면역계는 선천면역과 후천면역으로 구분되며, 두 가지는 작동 방식과 반응 속도에서 차이가 있습니다.

1. 선천면역 (Innate Immunity)

선천면역은 내재면역이라고도 하며, 모든 개체에게 선천적으로 존재하는 비특이적 면역 반응으로, 병원체에 대한 초기 방어를 담당합니다. 빠르게 반응하지만, 특정 병원체에 대한 기억이 없어 재감염 시 같은 반응을 반복합니다.

특징

• 비특이적: 모든 병원체에 대해 동일한 방식으로 반응하여 방어하는 것
• 즉각적 반응: 감염 초기에 빠르게 활성화되어 인체를 보호함
• 기억 없음: 동일 병원체에 대한 반복 감염 시 동일한 반응이 일어남

주요 구성 요소

• 물리적 방어 장벽: 피부와 피부의 정상세균총, 점막의 점액 및 섬모운동, 눈물 등과 위장관 운동 등을 모두 포함
• 화학적 방어 물질: 위산, 효소, 사이토카인 등.
• 비특이적 방어 세포들:
  • 호중구, 단핵구, 대식세포: 식세포 작용 및 병원체 제거.
  • 자연 살해 세포 (NK Cells): 감염 세포 및 종양 세포 파괴.
• 보체 시스템: 병원체 표면을 공격하여 파괴.

2. 후천면역 (Adaptive Immunity)

후천면역은 획득면역이라고도 하며 특정 병원체에 대해 특이적으로 반응하며, 기억 세포를 형성하여 재감염 시 신속하고 효과적인 반응을 제공합니다. 후천면역은 주로 B 세포와 T 세포에 의해 매개됩니다.

특징

• 특이적: 인지한 병원체에 대해서만 방어적 면역반응이 일어남
• 지연된 반응: 처음 항원에 노출 시에는 면역반응이 활성화되는데 시간이 걸리지만, 재감염 시 빠르게 반응함.
• 면역 기억: 동일 병원체에 대한 재감염 시 면역을 기억하여 빠르게 반응하고 신속하게 처리함

주요 구성 요소

• B 림프구 (B Cells): 항체 생산을 통해 체액성 면역 반응 수행.
• T 림프구 (T Cells):
  • 헬퍼 T 세포 (Helper T Cells): 면역 반응 조절 및 다른 면역세포 활성화.
  • 세포독성 T 세포 (Cytotoxic T Cells): 감염 세포 및 종양 세포를 직접 파괴하여 세포성 면역을 수행함
• 기억 세포: B 세포와 T 세포 모두 면역 기억을 형성하여 재감염 시 신속한 반응 유도.

 

 

자연면역vs인공면역과 능동면역 vs수동면역

1. 자연면역 (Natural Immunity)

자연면역은 병원체가 자연적으로 우리 몸에 침입할 때 발생하는 면역입니다. 다시 말해, 일상적인 환경에서 병원체에 노출되면서 자연스럽게 얻는 면역입니다.

• 자연 능동면역 (Naturally Acquired Active Immunity)
  병원체에 자연적으로 감염된 후, 우리 몸이 스스로 면역 반응을 통해 항체를 생성하는 경우입니다.
  예시: 감염 또는 불현성 감염 후에 인체가 스스로 항체를 생성한 것
  • 어린 시절 홍역에 걸린 후, 면역계가 홍역 바이러스에 대한 항체를 생성해 다시 홍역에 걸리지 않음.
  • 수두에 한 번 걸린 후, 수두 바이러스에 대한 면역 기억을 형성하여 재감염을 막음.
• 자연 수동면역 (Naturally Acquired Passive Immunity)
  면역 반응을 통해 항체를 생성하지 않고, 외부에서 자연스럽게 항체를 제공받는 경우입니다.
  예시: 
  • 신생아가 모유를 통해 어머니로부터 항체를 받아 면역력을 얻는 경우. 모유에는 다양한 항체(특히 IgA)가 포함되어 있어 신생아의 감염을 예방함.
  • 태반을 통해 임신 중에 어머니의 항체가 태아에게 전달되어 출생 후 몇 개월 동안 면역 보호를 제공.

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2. 인공면역 (Artificial Immunity)

인공면역은 병원체에 자연적으로 감염되지 않고, 인위적인 방법(백신이나 항체 주사)을 통해 면역을 얻는 경우입니다.

• 인공 능동면역 (Artificially Acquired Active Immunity)
  백신을 통해 항원을 주입하여 면역계를 자극해 항체를 스스로 생성하는 경우입니다.
  예시:
  • 독감 백신을 맞은 후, 인플루엔자 바이러스에 대한 항체를 생성하여 실제 감염 시 신속히 대응.
  • BCG 백신을 통해 결핵균에 대한 면역을 형성함.
  • COVID-19 백신을 맞아 코로나 바이러스에 대한 면역력을 얻음.
• 인공 수동면역 (Artificially Acquired Passive Immunity)
  항원을 주입하여 면역 반응을 유도하지 않고, 외부에서 항체를 직접 주사하는 경우입니다.
  예시:
  • 항독소 주사: 뱀독이나 파상풍 독소에 노출된 환자에게 항체(항독소)를 주입하여 즉각적인 보호를 제공.
  • 항체 치료제: 질병을 앓은 사람의 혈청에서 분리한 항체를 질병 치료를 위해 투여하는 경우

 

아래 파일과 동영상을 이용하여 학습하기 바랍니다. 파일은 개인 학습용으로만 활용하시기 바랍니다. 

면역계통 해부 생리 pdf-min.pdf

1.75MB

https://youtu.be/W8nUOAuMRNs