꼬슬꼬슬 Convergence !!

림프구와 림프의 순환

■ 림프의 순환

  림프는 조직과 세포 사이에서 모여서 작은 림프관을 통해 이동합니다. 작은 림프관들은 흉관(thoracic duct)와 오른 림프관(right lymphatic trunk)이라는 큰 림프관으로 모이게되며 이것을 통해 림프들이 대정맥을 통해 혈관으로 들어와 심장으로 들어가게 됩니다. 심장에서 혈액과 혼합된 림프는 동맥을 거쳐서 심장 밖으로 나오게 되며 모세혈관을 통해 다시 조직으로 들어갑니다. 

■ 항원의 이동
  
  장이나 조직 사이로 침투한 항원은 입수관을 통해 림프절로 들어가서 면역 반응을 일으키며, 다시 출수관을 거쳐 순환합니다. 반면 혈액을 통해 직접 들어온 항원은 비장 동맥을 통해 비장으로 들어가서 면역 반응을 일으킨 후 비장 정맥을 통해 순환합니다. 아래는 피부 조직의 표피 사이로 침투하는 항원이군요. 수지상 세포(dendritic cell)가 항원을 감지해서 림프절의 T cell을 활성화 시킵니다. 그러면 림프의 순환을 통해 활성화된 림프구가 면역 반응을 일으킵니다.

■ 림프구의 순환

  림프구도 림프와 한께 순환 하는데, 이는 효과적으로 항원을 감지하고 적절한 면역 반응을 하기 위함입니다. 조직이나 림프기관의 림프구는 림프관을 따라 혈관으로 이동하며, 혈관의 림프구는 HEV(high endothelial venule)라는 특수한 형태의 세정맥(PCV : post capillary venule) 내피 세포 사이를 통과해서 조직으로 이동합니다. 그 후에 림프구는 조직에 머물거나 다시 순환하게 됩니다.

아래 그림에서 N은 naive T cell, E는 effector cell, E/M은 effector-memory cell입니다.

 

■ 림프구의 귀환

  순환 중인 림프구는 다시 그 것들이 들어가야할 림프 조직으로 들어가기도 합니다. 이 현상을 림프구의 귀환(lymphocytes homing)이라고 하는데, 림프구의 귀환은 림프구 표면에 있는 림프구 귀환 수용체(lymphocyte homing receptor)와 림프조직에 있는 HEV의 혈관 주소 단백질(vascular addressin)의 상호 작용에 의해 일어 납니다. 아래 그림에서 두 T cell의 receptor와  내피세포의 단백질에 차이가 있는 것을 볼 수 있습니다.  homing이라고 표현하는 것을 보면 임무를 마친 병사들이 다시 부대로 돌아간다는 느낌이랄까요? 부대로 복귀할 때 위병소에서 소속과 계급 이름 등등 여러가지를 확인 하겠죠 이런 확인 절차가 끝나면 조직으로 귀환하는 것이라고 생각하면 좋겠네요.

 

 

이번 포스팅에서 한 가지 제가 인상깊은 것은 기억 세포가 한번 본 항원을 기억하듯이 세포들이 상호간에 막 단백질과 receptor 로 원래 자기가 있었던 조직이 어딘지 원래 조직이 품고 있던 림프구가 뭔지를 기억? 인지? 한다는 것입니다.

점점 어려워져서 그림 찾기가 힘드네요. ㅠㅠ 제가 설명하려는 것보다 너무 어렵거나 너무 쉬운 그림들이 대부분이군요.
그래도 힘을 내서 !! 열심히 포스팅 하겠습니다. 틀린 부분이 있다면 과감히 댓글 부탁 드립니다!!

  앞서 포스팅한 림프절(lymph nodes)이나 비장(spleen) 외에도 인체서는 여러 2차 림프조직들이 있습니다.



■  점막면역계(muscosal immune system)

  호흡기나 소화기에는 T cell이 밀집해 있고 B cell, macrophage 등이 느슨한 cluster를 형성하는 점막면역계 라고 부르는 림프 조직이 발달돼 있어서 점막을 통해 칩입하는 미생물을 막아줍니다. 소장의 Peyer's patch, 충수(맹장, appendix)의 lymphiod follicle, 인후(pharynx)의 편도(toncil), 상부호흡기의 submuscosal lymphoid system 이 대표적인 점막면역계의 조직들(MALT : muscoa-associated lymphiod tissue)입니다.

점막 연관 림프 조직들은 부위에 따라 구분합니다.
  BALT : bronchus-associated lymphiod tissue (호흡기)
  GALT : gut-associated lymphiod tissue (소화기)
  NALT : nose-associated lymphoid tissue (코)
  SALT : skin-associated lymphiod tissue (피부)
  VALT : vascular-associated lymphoid tissue (혈관)


■ 표피면역계(cutaneous immune system)

  피부에도 표피면역계가 존재하여 피부 외부에서 침입하는 항원들을 막아줍니다.

 
■ 비정상적 림프조직(ectopic lymphoid system)

  관절염 환자의 관절에 형성된 lymphoid follicle 같은 원래는 존재하지 않는 비정상 림프 조직도 있습니다.

  비장(지라, spleen)은 좌측 상복부에 있는 붉은색 캡슐(capsule)로 둘러싸인 기관으로 하나의 동맥이 들어와서 다시 여러개의 세동맥(arteriole)으로 갈라져 있는 기관입니다.

  비장의 세동맥은 세동맥 주위 림프계(PALT : periarteriolar lymphiod tissue)라는 림프 조직에 의해 둘러싸여 있어서 혈관을 통해 들어온 항원에 대한 면역 반응이 일어납니다. 림프절은 림프를 통해 들어온 항원에 대한 반응을 하고 비장은 혈관을 통해 들어온 항원에 반응 하는군요.

  그림에서 붉게 보이는 부분인 red pulp에는 혈액이 풍부합니다. 이 red pulp에 대하여 림프조직들이 있는 곳을 white pulp라고 합니다.
  
  비장의 세동맥 끝에는 작은 혈관 동공(vascular sinus)이 있는데 이곳 에서 주로 적혈구의 파괴와 철분의 회수가 일어납니다. 이 것은 예전에도 말씀드린 데로 혈구생성에 대해 인체의 혈구 밸런스를 위함 이겠지요. 그리고 건강한 혈구를 유지하기 위함이라고 볼 수도 있겠군요.

  림프절(lymph nodes)은 조직의 림프관 중간에 위치하며, 한 쪽이 오목한 강낭콩 모양의 직경 1mm ~ 2cm 정도인 작은 결절입니다. 주로 세포나 조직 사이로 들어온 항원을 림프를 통해 받아들여서 면역 반응을 유도합니다. 흉선이 훈련소였다면 림프절은 전투현장이라 할 수 있겠네요. 처음 전투에 참가한 초보 병사들은 전투를 통해 적을 인식하고 전투 경험을 쌓은 이후엔 엄청난 공격력을 발휘하겠죠? 

  림프절에는 여러 개의 관이 연결되어 있습니다. 이 입수관(afferent lymphatic vessels)을 통해 림프와 함께 여러가지 물질들이 들어와 림프절 피질 아래의 작은 동공(subcapsular sinus)에 도달하게 됩니다.

  림프절의 피질(cortex)에는 세포들이 모여 있는 소포(follicle)들이 있는데, 일부 소포들은 germinal center라고 부르는 구조를 가지고 있는 것도 있습니다. 내부의 수질(medulla)에는 림프구(lymphocyte)와 대식세포(macrophage)가 비교적 드문드문 존재하며, 이 것들은 서로 접촉하지 않는 상태에서 서로 가까이 존재합니다.
 
  수질 쪽에는 하나의 출수관(efferent lymphatic vessels)이 있으며, 림프나 림프구가 이 관을 통해 림프절을 나갑니다.

  위와 같은 림프 절의 구조는 림프구와 림프가 수시로 림프관을 통해 림프절로 들어오고 나가는 것을 가능하게 합니다. 그리고 림프구나 보조세포들은 림프절의 특정 지역에 모여 있는데, follicle에는 아직 항원을 인식하지 못한 resting B cell이 많이 존재하며, germinal center에는 T cell의 도움을 받아 항체를 생산하는 성숙한 B cell들이 많이 있습니다. germinal center의 기능은 명확치 않지만 기억 세포의 생성과 관련이 있다고 여겨집니다. T cell은 주로 follicle 사이나, parafollicular area라는 피질 지역에 있습니다.

  혹시 아래 이미지를 보고 위의 고지 점령전의 사진이 떠오르시나요?? 저는 왠지 비슷한 것 같네요. 감염원의 입장에서는 이 림프절을 넘어야 다음 목표로 퍼져 갈 수 있다는 의미에서요^^;; 저만의 생각입니다.

  림프구들의 위치를 간단히 구분하면 
  : follicel, germinal center - B cell, macrophage
    interfollicular area - T cell

  로 구분됩니다.
  
  충분히 분화한  plasma cell(항체를 생산하는 B cell)들은 림프절을 떠나 다른 조직으로 이동합니다.

  이 림프절에서 감염 등에 의해 면역반응이 강하게 일어나면 림프절이 붓고 통증이 생깁니다. 몇몇 분들은 아마 사타구니 쪽(서혜부)에 부어 올라서 묵직한 통증을 느낀 분이 있을겁니다. 림프절염(임파절염)이라고 하는군요. (때로는 이 감염이 심각한 경우도 있더군요.)

  흉선(thymus, 가슴샘)은 목뼈 앞(심장의 대혈관 앞 쪽)에 있는 두개의 잎(lobe) 모양(삼각형 모양)의 기관으로 각각의 잎은 작은 잎인 소옆(lobule)으로 구성돼 있습니다. 각각의 소엽은 피질(cortex)과 수질(medulla)로 구성되어 있습니다. 

  이 흉선은 면역 세포 중 T cell을 생산하는 기관입니다.

  피질에는 많은 수의 림프구들이 있고 수질에는 적은 수의 림프구가 있습니다. 이 림프구들은 T 림프구로 분화 중인 전구세포인 흉선세포(thymocytes, T cell precursor)들입니다.

  흉선의 나머지는 상피세포(epithelial cell)와 대식세포(macrophage), 수지상세포(dendritic cell)로 구성되어 있습니다. 이 세포들은 thymocyte에 MHC(Major Histocompatibility Complex, HLA)를 보여줘서 숙주의 T 림프구 repertorie를 결정하는데 관여하고 T림프구 전구 세포의 성장에 필요한 인자를 제공합니다. 그러니깐 세포 표면에 있는 피아를 구분하는 어떤 표지를 인식하는 훈련을 받는 것입니다. (MHC에 대해서는 나중에 자세히 다룹니다.)

  골수에서 유래된 전구 세포는 흉선의 소엽 피질의 정맥을 통해 흉선 안으로 들어가고 이렇게 피질로 들어온 흉선세포(thymocyte)는 수질로 이동하는 동안 흉선을 구성하는 다른 세포들과 접촉을 통해 말초에서 상호작용할 세포들이 가지고 있는 MHC에 대하여 배우게 됩니다.  이 과정에서 자신의 MHC를 인식하여 면역 반응을 하거나 남의 MHC를 잘 인식 하지 못하는 thymocyte들은 모두 죽게되고 나머지(대략 50x10^6개 중 1x10^6개)만 살아남아서 성숙된 T 림프구가 됩니다. 이렇게 외부의 항원만 인식하는 성숙된 T 림프구는 말초 혈액으로 방출되게 됩니다. MHC를 보여주는 것을 MHC presentation 이라 하고, 이 전 과정을 thymus education 이라고 합니다.

  위에도 잠깐 언급했지만 이 과정은  아군과 적군을 구별하는 방법을 배운다고 생각하시면 되겠습니다. 아군을 적으로 인식하거나 적을 아군으로 인식하는 병사는 전장에서 제 기능을 할 수 없으니 사라져야하겠죠. 명확한 비유는 아니지만 말초에서 활동중인 T cell은 낙오하지 않고 고도의 훈련(교육)을 받은 정예 병사라고 생각하시면 쉽겠네요.

  

  위와 같은 과정 상에 이상이 생기면 자가면역질환(autoimmune disease) 같은 문제를 일으킬 수 있습니다.

  나이가 들면 점점 흉선이 작아져 거의 확인이 어렵지만 여전히 T림프구의 성숙 장소의 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.

  림프 조직 (또는 면역 조직)은 면역 세포들이 모여서 만들어진 조직을 말하며, 면역 반응에 필요한 세포들 사이의 상호 작용이 잘 일어나도록 구성 되어 있습니다. 항원 제시 세포와 림프구의 상호작용에 의한 면역 반응을 유도하고, 면역 세포의 분화와 성숙에 필요한 세포 상호 작용이 일어납니다.

 계속해서 없어지는 면역 세포를 보충하기 위해 새로운 면역 세포를 만드는  조직을 1차 림프 기관(primary lymphoid organ) 이라고 하며, 면역 반응이 일어나는데 필요한 조직을 2차 림 프기관(secondary lymphoid organ) 이라고 합니다.

 1차 림프 기관에는 골수(bone marrow)와 흉선(thymus) 가 대표적이며 면역 세포가 만들어지는 곳 입니다. 즉 림프구 성숙과 분화가 일어나는 곳으로 다른 말로 생산적 림프 기관(generative lymphoid organ) 이라고 부르기도 합니다. 그러니깐 이 기관들은 논산 훈련소나 기타 훈련 교장 등과 비교할 수 있겠죠?

  2차 림프 기관에는 림프절(lymph node), 비장(spleen), 충수(appendix), 편도(tonsil), Peyer's patch 같은 작은 림프절(lymph nodules)로 존재합니다. 면역세포가 항원과 반응하여 면역반응이 일어나는 곳으로 말초 림프 기관(peripheral lymphoid organ)이라고도 합니다. 특정 구조가 정해져 있지 않고 다른 조직에 흩어져 있는 diffused lymphatic tissue들과 질병 발생 과정에 형성되는 일시적인 림프조직도 있습니다. 사실 감염이 일어난다면 어느 곳이든 전장이 되겠지만, 2차 림프 기관은 대해 비교하면 실제 전투 지역과 가깝다고 할 수 있겠네요.