인체의 면역체계에 대해서 알아보자

항상성과 내부 환경을 조절하는 제어체계의 개념에 대해서 이전 포스팅에서 알아보았다. 면역체계는 신체의 이물질을 파악하고 인식하여 공격하고 파괴하는 매우 중요한 항상성 체계이다. 신체는 감염을 일으키는 외부 이물질(박테리아, 바이러스, 곰팡이 등)로부터 끊임없이 공격당하기 때문에 면역체계가 매우 중요하다고 할 수 있다. 감염으로부터 신체를 보호함으로써, 면역체계는 신체 항상성 유지에 매우 중요한 역할을 한다. 대부분의 사람은 상기도감염(upper respiratory track infection)의 불편한 증상(콧물, 발열)으로 고통받은 적이 한 번쯤은 있을 것이다. 이 상부호흡기감염은 흔히 감기라고도 하며 200가지 이상의 다른 바이러스로 인하여 발생한다. 현재 감기는 세계에서 가장 흔한 유형의 감염이며 매해 성인은 감기를 평균 2~5회 앓는다고 통계되어 있다 감기가 건강한 사람의 생명을 위협하지는 않지만, 의료비용 증가, 직장 및 학교 결근, 운동능력 감소 등을 초래하기 때문에 많은 사람들에게 부정적인 결과를 가져온다. 이처럼 감기는 자주 발생하기 때문에 이 질병은 선수와 건강과 관련된 대부분의 사람들에게 실질적인 문제를 가져다준다. 운동을 비롯하여 다른 스트레스(정신적 스트레스, 수면 부족 등)가 면역체계에 영향을 미치는 것이 알려져 있기 때문에 신체활동과 면역체계 사이의 관계를 이해하는 것이 중요하다. 그렇기 때문에 면역체계의 기본 구성요소를 이해하고 운동이 중요한 항상성 체계에 어떻게 영향을 미치는지 알아보는 것이 중요하다.

 

<면역체계의 개요>

면역력(immunity)이란 외부 이물질로부터 신체를 보호하기 위해 사용되는 모든 메커니즘을 말한다. 이 용어는 라틴어 immunitas(~으로부터의 자유)의 의미해서 유래되었다. 면역력은 세포와 화학 성분으로 이루어져 감염물질로부터 이중 보호를 하는 잘 짜인 면역체계의 결과이다. 이중 면역체계 구성요소는 이러한 다중 체계가 박테리아, 바이러스, 곰팡이 균과 같은 병원균(질병 유발 물질)에 의한 감염을 보호하는 데 효율적 이도록 설계되어 있다. 이중 면역체계는 선천적 및 후천적 면역체계(적응 또는 특정 면역체계로 불림)로 나뉘며, 두 면역체계의 팀워크에 의해 신체가 보호된다. 이 두 가지 면역체계에 대해 간략하게 소개하도록 하겠다.

 

- 선천적 면역체계 -

인간과 다른 동물들은 세포와 단백질 구성요소의 다양한 집합체로 이루어진 선천적, 비특이적 면역체계로 태어났다. 이 체계는 외부 침입으로부터 외부 및 내부 방어를 제공하는데, 외부 방어는 선천적 방어의 첫 번째 라인이며 호흡기관, 소화기관(창자), 비뇨기관의 막을 형성하는 피부와 점액막(즉, 점막)과 같은 신체적 보호벽을 구성한다. 병을 일으키려면 박테리아와 다른 외부 이물질이 이러한 보호벽들을 거쳐야 하는데, 피부 혹은 점막의 신체 보호벽을 통과한 침입자는 두 번째 선천적 방어막을 만나게 된다. 이 두 번째 내부 방어는 혈액과 조직에 위치하며 보체계라고 불리는 단백질 그룹이다. 침입한 병원균들을 파괴하도록 설계되고 특화된 세포(포식세포, 자연살해세포 등)로 구성되어 있다. 보체계는 외부 침입자를 파괴시키기 위해 함께 작동하는 20가지 이상의 다른 단백질로 구성되어 있다. 이 체계는 신체가 공격당한 것을 면역체계의 다른 구성요소에 알리는 역할을 한다.

 

1. 신체 보호벽

침입자에 대한 첫 번째 방어막은 피부 및 점막의 신체 보호벽(physical barrier)이다. 피부를 외부 이물질에 대한 기본적 보호벽으로 생각하는 경향이 있지만, 피부로 둘러싸인 부분은 약 2제곱미터 뿐이다. 반면에 점막(호흡기, 소화기, 비뇨기관)으로 둘러싸인 부분은 약 400제곱미터로 추정되는데 여기서 중요한 부분은 몸에 이물질이 침입하지 못하는 상태(건강한 상태)를 유지하기 위하여 신체 보호벽은 끊임없이 방어를 위한 노력을 하고 있는 점이다.

 

2. 세포 구성요소

다양한 종류의 면역세포가 감염으로부터 인체를 보호하기 위해 존재한다. 하지만 이러한 모든 세포들에 대한 모든 설명은 너무 광대하기 때문에 우리는 면역체계에서 중요한 역할을 하는 세포의 종류에 대해서 집중적으로 다룰 것이다. 특히 우리는 감염으로부터 인체를 보호하기 위해서 대식세포와 같은 주요 면역세포들과 함께 작용하는 면역세포의 백혈구 패밀리에 대해서 자세히 알아볼 것이다. 백혈구(leukocyte)는 체내에 외부 침입자(병원균)를 인지하고 제거하는 아주 중요한 면역세포이다. 모든 혈액세포(적혈구, 백혈구)는 골수에서 조혈(hematopoiesis) 과정을 통해 만들어진다. 골수 내에서 조혈작용은 자체적으로 2개의 딸세포로 나뉘어 자체 재생 작용을 하는 줄기세포가 배양되는 과정을 포함한다. 두 딸세포 중 하나는 줄기세포로 남아있는 반면, 또 다른 딸세포는 혈액세포로 성장하게 된다. 이러한 '재생전략'은 혈액세포를 생산하기 위한 줄기세포가 늘 존재하게 함으로써 이들을 계속해서 생산할 수 있게 만든다.