[목 차]
면역체계와 면역반응
우리는 자주 그것에 대해 생각하지 않지만, 우리의 몸은 끊임없이 수백만의 보이지 않는 적들 즉, 바이러스, 박테리아, 곰팡이, 기생충 그리고 우리의 몸을 침범하고 질병을 일으킬 수 있는 다른 질병을 일으키는 병원균들의 공격을 받고 있다. 다행히도, 우리 대부분은 이 침입자들을 공격할 준비가 되어 있는 지속적인 경계태세에 효과적인 무기를 갖춘 거대한 군대를 가지고 있다. 저 군대는 면역 체계다. 면역학은 면역체계의 연구로, 정교하고 민감한 통신망을 채용하는 세포, 조직, 장기의 복잡한 네트워크로 구성되어 있다. 다양한 백혈구와 항체가 지속적으로 병원균을 감시하고 있으며, 혈류를 통해 화학적 메시지를 내보냄으로써 나머지 병력에 대한 경계 태세를 갖추고 있다. 효과적으로 작용하기 위해서는 대부분의 면역세포가 동지들의 협력이 필요하다. 때로는 면역세포가 직접적인 신체 접촉을 통해 의사소통을 하고, 때로는 화학적 메신저를 방출하여 의사소통을 하기도 한다.
면역학자들은 이 모든 세포와 분자들이 무엇을 하고 어떻게 서로 의사소통하는지 이해함으로써 면역체계가 그 역할을 더 잘할 수 있도록 돕는 방법을 찾을 수 있다. 그들은 또한 알레르기와 자가면역질환에서처럼 면역체계가 실수를 하고 부적절한 대상에 반응할 때 이를 막는 방법을 강구할 수 있다. 우리 몸은 세 가지 기본 전략을 사용하여 감염으로부터 우리를 보호한다. 박테리아와 바이러스가 발판을 마련하지 못하도록 하는 비특정적 장벽을 유지한다. 여기에는 피부, 호흡기와 위장술의 점액 분비물, 침, 눈물, 위산이 포함된다. 장내에서는 그곳에 거주하며 특정 종류의 음식물을 소화하는 데 도움을 주는 유익한 박테리아가 식품과 공간을 위해 병원성 박테리아와 경쟁하며 질병을 유발하는 병원균이 증식하여 질병을 일으킬 가능성을 줄인다.
일선의 장벽을 우회하는 침입자를 감지하는 우리의 선천적인 면역 체계를 이용함으로써 선천적 면역과 관련된 세포와 다른 메커니즘은 병원균을 비특정적으로 인식하고 반응하며, 오래 지속되거나 보호되는 면역력을 부여하지 않는다. 그들은 주로 병원체나 입자를 집어삼키고 소화하는 세포들이다. 대식세포, 다형핵세포, 덴드리트세포, 마스트세포는 모두 포식성 백혈구의 일종이다. 선천적 면역체계의 비혈구성 구성원은 자연 킬러 세포이다. 킬러세포는 병원체를 직접 공격하지 않고 감염된 세포를 파괴하고 킬러세포도 종양세포를 공격한다. 병원균이 장벽과 포구체를 슬그머니 지나가고 증식하기 시작하면 병원균에 대한 특정한 적응 면역 반응을 활성화시킴으로써, 적응 면역의 기본은 우리 세포에 있는 독특한 자기 표식 때문에 우리 몸의 세포와 원치 않는 침입자를 구별할 수 있는 우리 림프구의 놀라운 능력에 있다.
우리의 면역 방어자들이 "외부인"이라고 말하는 마커를 가지고 유기체나 세포를 만나면, 그들은 재빨리 공격을 개시한다. 면역체계가 특별히 병원체를 인식하고 병원체가 마주칠 때마다 훨씬 더 강하고 빠른 공격을 할 수 있는 능력을 얻는 것은 적응성 면역 반응을 통해서다. 인간에게 있어 주된 자기표시는 HLA라고 알려져 있다. 면역 반응을 유발할 수 있는 모든 것을 항원이라고 한다. 항원은 바이러스와 같은 미생물일 수도 있고, 심지어 미생물의 일부일 수도 있다. 다른 사람의 조직이나 세포(일란성 쌍둥이 제외)도 비자기 표지를 지니고 다니며 항원 역할을 한다. 이것은 조직 이식이 거부될 수 있는 이유를 설명해준다. 두 가지 주요 림프구 유형인 B세포와 T세포는 우리 면역체계의 핵심적 역할을 한다. B세포는 주로 항체라고 불리는 물질을 체액에 분비하는 것으로 작용한다.
항체가 혈류에서 돌고 있는 항원을 매복한다. 그러나 그들은 세포에 침투할 힘이 없다. 바이러스에 감염된 세포나 암에 의해 왜곡된 세포 중 하나인 표적 세포를 공격하는 일은 T 세포나 다른 면역 세포에게 맡겨진다. B세포와 달리 T세포는 자유롭게 떠다니는 항원을 인식하지 못한다. 오히려 그들의 표면에는 감염되거나 암세포의 표면에 항원 파편을 보는 전문 항체형 수용체가 들어 있다. T세포는 두 가지 주요한 방법으로 면역 방어에 기여한다: 어떤 세포는 면역 반응을 직접하고 조절한다; 다른 세포는 감염되거나 암이 있는 세포를 직접 공격한다. 도우미 T세포, 즉 Th세포는 다른 세포와 소통함으로써 면역 반응을 조정한다. 어떤 것은 근처의 B세포를 자극하여 항체를 만들어내기도 하고, 또 어떤 것은 포구체를 부르기도 하고, 다른 것은 다른 T세포를 활성화시키기도 한다.
세포독성 T 림프구 또는 CTL로도 불리는 킬러 T세포는 다른 기능을 수행한다. 이 세포들은 표면에 특정한 이물질 분자나 비정상적인 분자를 운반하는 다른 세포들을 직접 부착하여 과립이라고 불리는 작은 막 "가방" 안에 안전하게 운반하는 치명적인 화학물질을 주입함으로써 직접적으로 공격한다. CTL은 특히 감염된 세포 안에서 자라고 있는 바이러스를 공격하는 데 유용하다. CTL은 세포막에서 엿보는 이러한 바이러스의 작은 파편들을 인식하고 세포를 죽이기 위해 공격을 개시한다. 외국 침략자에 대한 공격에 관여하는 B세포와 T세포 중 일부는 장수 기억 세포가 된다. 침입자와의 두 번째 만남에서 그들은 번식하여 더 빠르고 강한 면역 반응을 일으킬 수 있다. 이 현상은 예방접종을 위한 과학적 근거다. 면역 체계의 다양한 세포들은 다른 세포들에게 침입자가 있다는 신호를 보내고 면역 반응을 활성화시키는 데 도움을 주는 많은 화학물질을 생산하고 분비한다. 여기에는 히스타민, 인터페론, 인터루킨 등이 포함된다.