꼬슬꼬슬 Convergence !!

  단핵 식균 세포(monobuclear phagocytes)들은 면역계를 구성하는 세포들 중에서 두 번째로 주요한 집단으로 다른 혈구들과 마찬가지로 골수의 전구세포로부터 분화및 성숙되어 만들어지며 식균작용(phagocytosis)을 통해 선천 면역에서 세포매개성 면역반응을 합니다. 그리고 적응 면역에서는 항원을 잡아서 T cell에 제시하는 항원 제시 세포의 역할도 하고 있습니다.

  이 단핵 식균 세포가 혈액에 있는 경우에 단구(monocyte)라고 하고 조직에 존재하는 경우에는 대식세포(macrophage)라고 부릅니다. 또 이 세포들은 림프절, 비장, 간 등의 림프 조직의 망상내피계(reticuloendothelial system)를 구성하기 때문에 격자세포(reticular cell)이라고 부르기도 합니다. 이런 망상의 구조를 하고 있는 것은 아마 항원을 효과적으로 걸러내기 위함일 것이라고 생각하고 있습니다.

  그리고 그들이 위치하는 조직에 따라 중추신경계의 경우 micoroglial cell, 간은 Kupffer's cell 등의 이름으로 불리기도 합니다. 이런 대식 세포 계통의 세포에는 dust cells, histiocytes, Kupffer's cell, microglia, epitheliod cells, osteoclasts, sinusoidal lining cells, mesangial cells 등이 있습니다.


    단구는 조직으로 이동하여 tissue macrophage가 되며, 감염 부위나 염증 부위로 유인되기고 합니다. 대식세포는 세포 내 이동(endocytosis)이 활발하여 세포 안에 많은 주머니(vesicel)를 가지고 있고 여기에는 여러 가지 효소, 효소 억제 물질, 혈장 단백질. 염증 반응 매개 물질, 독성이 있는 산소나 질소 중간체 등이 들어 있습니다.
  
  아래에는 설명을 하려다보니 소제목과 관계 없이 겹치는 내용이 좀 있습니다. 이것은 세포의 구조나 행동, 특성이 서로서로 맞물려 있기 때문인것 같습니다. 아무튼 한번 알아보도록 하겠습니다!!

■ 대식세포(macrophage)의 성숙


  위에서 설명한 바와 같이 혈구 줄기 세포가 골수에서 분화 성숙되어 형성되며 말초 혈액에는 단구(monocytes) 조직에는 대식세포(macrophages)로 존재합니다.
  대식 세포는 국소적인 자극에 반응여 표현형이 바뀌거나 새로운 기능을 얻을 수 있는데 이런 자극을 대식세포의 활성이라고 합니다. 특별한 자극이 없으면 대식세포는 조직 내에서 조용히 존재하는데 이 상태를 '휴지기 대식세포'(resident macrophage))라고 합니다.
  만약 대식 세포가 어떤 염증 반응에 의해 활성화 되면 '염증 반응 대식세포(inflammatory macrophage)'가 되며 이 것들은 여러가지 지질 매개 물질이나 보체 단백질, cytokine 등을 만들어서 염증 반응에 관여합니다. 이 때 그 결과로 조직이 손상되기도 합니다.
  그리고 T cell 에서 만들어 낸 IFN-γ 나 IL-4 등에 의해 활성화 되며 활성화 된 세포를 activated macrophage 라고 부릅니다. 이 것들은 미생물이나 암세포들을 효과적으로 파괴합니다.
  또 대식 세포는 섬유아세포와 혈관 내피 세포의 성장 인자를 생산하여 손상된 조직의 치유에 관여하기도 합니다.


■ 선천 면역 반응에서 대식세포(macrophage)의 기능

  미생물, 항원, 죽은 조직, 적혈구 등을 식균작용(phagocytosis)으로 파괴합니다.
  단백질 분해 효소나 지질 대사물질, cytokine 등을 생산하여 염증 반응의 진행과 유지에 중요한 역할을 합니다.
  그리고 염증반응을 통해 손상도니 조직을 재생하기 위한 물질도 분비하는데, 섬유아세포 성장 인자와 혈관 내피 세포의 성장 인자를 생산합니다.



■ 적응 면역 반응에서 대식세포(macrophage)의 기능

  식균작용을 통해 항원의 일부를 T cell 에 보여주는 항원 제시 세포(antigen presentation cell)의 역할을 합니다. 이 과정을 조금더 설명하자면 식균작용으로 분해된 항원에서 유래한 작은 peptide(antigen processing)를 대식세포 자신의 세포 표면의 주조직적합체(MHC)에 결합시켜 세포 표면에 발현하여 T cell에 제시하는 것입니다.


  선천 면역에서와 마찬가지로 cytokine 분비를 통해 T cell의 활성을 촉진하는 역할도 합니다.
  그리고 activated macrophage는 지연성과민반응(알러지, 접촉성 피부염 같은)에서 항원을 제거하는 기능을 합니다.
  또 항체나 보체 등의 단백질에 의해 식균작욕증진(opsonization) 이 일어납니다.



■ 식작용 과정

  항원 입자가 대식세포의 표면에 결합된 다음 대식세포의 세포막에 둘러싸이게 됩니다. 대식세포의 막이 항원을 완전히 둘러싸게 되면 항원은 pahgosome 이라는 주머니 상태로 대식세포 안으로 들어가게 되고, 이 주머니가 대식새포 내의 lysosome 과 융합되어 phagolysosome을 형성하게 되며, lysosome의 여러가지 산성가수분해효소나 활성화 산소계 물질(oxygen radical)의 작용에 의해 항원이 분해됩니다.
  이때 항원은 항체와 비특이적으로 결합하기도 하지만 특이적으로 대식세포에 있는 Fc receptor 라는 수용체는 IgG급 의 항체와 결합된 항원을 인식하고,  C3 receptor라는 수용체는 보체와 결합된 항원을 인식하게 해주어 식균작용이 더 활발하게 되기도합니다. 이렇게 식균 작용이 활발해지는 것을 opsonization이라고 하는 것입니다.

 

 

 

 

 

의공학에서 무시할 수 없는 분야 중 하나인 면역학(Immunology)에 대해서 공부한 내용을 포스팅합니다.
면역에 대해 공부하면서 생명의 탄생도 기적이지만, 생명의 유지도 정말 기적 같다는 생각이 들었습니다. 그리고 우리 사회에 일어나는 많은 일들을 면역으로 비유할 수도 있겠다는 생각도 했습니다.
또 면역에 대한 몇가지 잘 못된 상식을 바르게 이해할 수 있는 기회가 되었습니다.
오늘은 간단히 면역에 대해 이야기 하겠습니다.

먼저 면역이 어떤 기능을 하는지 알아보겠습니다.

■ 질병으로부터 숙주를 보호(특히 감염성)

   세균이나 바이러스 같은 미생물의 감염으로부터 우리를 보호합니다.

■ 외부의 물질과 반응, 외부 물질 제거.

   화학 물질(꽃가루 등등)이나 이식된 세포나 조직 등과 반응 합니다.


■ 신체 내부의 문제 해결

   우리 몸의 죽은 세포를 제거하고, 종양 세포도 제거합니다.

위에 열거한 것들이 면역의 기본적인 기능이 되겠습니다. 우리가 잘 알고 있듯이 외부의 미생물의 침입을 막는 것에서부터 우리 몸속의 문제를 해결하는 것 까지 면역의 기능은 다양합니다. 외부의 물질에 대한 반응이 군대의 역할이라면, 내부의 문제를 해결하는 반응은 경찰의 역할 정도로 이해하면 쉽습니다.



(그림의 시위장면과 사격장면은 면역 반응에 대한 이해를 돕기위한 이외의 목적은 없습니다. 특정 정치가의 이름이 보여서요 ㅎㅎ;)
그럼 이런 면역 반을을 일으키는 원인 물질(항원)에는 어떤 것들이 있을까요?

■ 항원(Antigen)

   - 항체(Antibody)와 반응하는 모든 물질(항체는 면역반응의 결과물입니다.)
 

   - 면역세포와 반응하는 모든 물질


   - 외부물질의 대부분

   - 자신의 물질 (자가항원)


우리를 구성하는 요소를 제외한 거의 모든 물질이 항원이 될 수 있습니다 심지어는 우리 몸을 구성하는 물질 조차도 항원으로 작용하기도 합니다. 그리고 우리 몸을 지키기 위한 면역 반응이 때때로 우리의 건강에 불리하게 나타나기도 합니다.


■ 자신에게 불리하게 나타나는 면역반응

   - 염증반응(Inflammation)
     면역 반응이 일어나는 분위에 면역 물질들이 많이 모이면서 부어오르고 열이 나며 통증을 느끼는 등의 증상이 나타납니다.

   - 과민반응(Hypersensitivity)
     외부 물질에 대해 과민 반응하여 재채기 같은 반응이 일어납니다. 또 다른 예로는 아낙필락시 쇼크 등이 있습니다.

   - 자가면역질환(Autoimmune disease)
     자기 자신의 세포나 물질에 반응하여 나타나는 질환으로 대표적으로 루푸스가 있습니다.

   - 이식 거부(transplantation rejection)
     이식된 조직에 대한 거부 반응으로 그 조직이 괴사 합니다.

우리 몸을 지키기 위한 면역 반응이 심각하게 일어나는 경우 우리 몸은 마치 도시가 전쟁을 겪은 것처럼 폐허가 되어버립니다. 전신에 염증 반응을 일으키면서 신체의 기능을 할 수 없게 되는 것이죠. 패혈증(sepsis)이 그 예가 될 수 있겠네요.

오늘은 여기까지 입니다. 면역은 우리의 생명을 유지하기 위해 꼭 필요한 것이지만 그 것이 과도하게 반응 했을 때에는 오히려 우리 몸을 상하게 하거나 심하면 생명을 위협할 수도 있다는 것 까지 이해하시면 되겠습니다^^ 면역에 대한 자세한 내용은 차차 채워 가도록 하겠습니다.