[적응면역] "적응면역의 작용 원리: 미생물에 대한 우리 몸의 정교하고 효과적인 방어 메커니즘"

1. 학습 목표

적응면역의 기본 개념 및 B 세포, T 세포의 역할을 이해하고, 면역반응의 정교한 시스템, 면역기억의 중요성, 적응면역의 진화와 혁신에 대한 이해를 갖는 것입니다.

2. 핵심 내용

1. 적응면역은 내재면역이 병원체를 완전히 제거하지 못할 때 작동하는 우리 몸의 방어 체계로, B 세포와 T 세포에 의해 이루어집니다. 
2. 이들 림프구는 병원체를 특이적으로 감지하고 제거하는데 참여하며, 면역 기억을 통해 빠른 대응이 가능합니다. 
3. 내재면역과 차이가 있어 적응면역은 특정 수용체를 이용하여 병원체를 정교하게 구분하고, 척추동물에서만 진화하여 미생물에 더 효과적으로 대응할 수 있는 기능을 제공합니다.

 

3. 본문 내용

“적응면역의 원리”

적응면역반응(adaptive immune response), 또는 적응면역(adaptive immunity)은 물리적인 방어벽이 무너지고 내재면역반응(innate immune response)이 침입한 병원체를 물리치지 못했을 때에 작용하는 우리 몸의 세 번째 방어기작입니다. 적응면역은 B 림프구 또는 B 세포, 그리고 T 림프구 또는 T 세포라 불리는 두 가지 림프구에 의해 일어납니다. B 세포와 T 세포가 병원체를 제거하기 위해 사용하는 효과기작(effector mechanism)은 내재면역의 기작과 유사하며 다양한 종류의 세포와 분자가 관여합니다. 적응면역의 특징은 B 세포와 T 세포가 병원체를 인식하고 이들 미생물을 서로 구분하는 정교한 시스템에 있습니다. 이것은 우리 몸이 모든 병원체에 대해 내재면역으로 가능한 것보다 더욱 집중적이고 강화된 반응을 일으킬 수 있게 합니다.

 

“내재면역과 적응면역은 병원체를 감지하는 방식이 서로 다르다.”

내재면역반응에서는 병원체가 자연선택을 통해 수억 년간 진화한 특정 레퍼토리의 세포 표면 수용체와 효과분자에 의해 감지됩니다. 이 내재면역 분자를 부호화하는 유전자는 안정적인 형태로 한 세대에서 다음 세대로 전달되며, 돌연변이와 감수분열에 의해 새로운 변이가 자주 발생합니다. 이 중 극히 일부는 새로운 병원체 결합 기능을 획득하게 되어 숙주에 도움이 될 것입니다. 내재면역의 다양화는 유전자 패밀리의 진화를 통해 이루어지며, 이는 특히 디펜신과 Toll 유사 수용체를 부호화하는 유전자 패밀리를 통해 설명될 수 있습니다. 일반적으로 내재면역 수용체는 병원체의 공통 구조나 사람세포에서 일어나는 공통 변화를 감지합니다.

 

적응면역반응은 병원체 인식에 전혀 다른 전략을 사용합니다. B 세포와 T 세포는 각각 하나의 분자 형태의 세포 포면 수용체를 이용하여 병원체를 인식합니다. 이것을 B 세포의 경우에는 B 세포 수용체(B cell receptor)라 부르고 T 세포의 경우에는 T 세포 수용체(T cell receptor)라 부릅니다. 하지만 이 단백질은 거의 무한대의 다양한 형태로 만들어질 수 있기 때문에 각각은 서로 다른 리간드에 대한 결합부위를 가지고 있습니다. B 세포와 T 세포 수용체를 부호화하는 유전자는 포유류 유전자 중에서 매우 독특합니다. 이 유전자는 림프구 발달과정에서 매우 다양한 형태로 ‘진화’ 하여 결과적으로 각 개인은 언제나 서로 다른 결합부위를 갖는 T 세포와 B 세포 수용체를 수백만 개씩 가지고 있습니다. 각각의 결합부위는 소수의 림프구 소집단에 의해 발현됩니다. 병원체에 감염되면 감염된 특정 병원체의 성분에 결합할 수 있는 수용체를 갖고 있는 림프구만이 선택되어 분열하고 증식하며 효과 림프구로 분화합니다. 이것은 면역계가 현재의 위기에 모든 에너지를 집중한다는 것을 의미하고 그 결과 감염을 적당한 시기에 종결시킬 수 있는 가능성을 높입니다.

 

적응면역은 척추동물에서만 진화하였으며 척추동물이 다른 많은 동물과 공유하는 내재면역의 기작을 보완해줍니다. 식물과는 디펜신을 공유합니다. 이러한 제약은 진화가 척추동물에 있는 세포학적 및 해부학적 복잡성과 함께 할 때만 가능하게 되거나 또는 유용하게 된다는 것을 의미합니다. 적응면역계는 면역학적 방어에 몇 가지 강력한 새로운 특징을 첨가하였습니다. 그 중에 하나는 다양한 작은 차이를 이용하여 병원체를 다른 병원체 및 사람의 세포와 구별하여 특정 병원체에 대한 강력한 면역반응을 만들 수 있다는 점입니다. 두 번째 이로운 점은 처음 감염이 발생했을 때 증식한 병원체 특이 B 세포와 T 세포의 일부가 감염이 끝난 후에도 오랫동안 유지된다는 점입니다. 이것은 동일한 병원체에 의한 다음번 감염을 조절하여 약한 질병과 함께 즉시 종결시킵니다. 면역의 이러한 상태 또는 면역기억은 백신이 유도하고자 찾는 것입니다. 적응면역계의 세 번째 이로운 점은 천천히 진화하는 척추동물에게 빠르게 진화하는 미생물의 복잡성에 뒤지지 않을 수 있는 반응을 선물한 것입니다. 왜냐하면 적응면역은 어떤 새로운 표적이라도 인식하여 공격할 수 있는 능력과 다양성을 가지고 있기 때문입니다.

4. 정리

적응면역(Adaptive Immunity)은 면역 시스템의 한 부분으로, 병원체에 대한 특정하고 정교한 대응을 제공합니다. 적응면역은 B 세포와 T 세포라고 불리는 림프구를 통해 이루어지며, 내재면역과 함께 작동하여 우리 몸을 보호합니다. 이에 대한 기본적인 원리와 특징은 다음과 같습니다:

 

B 세포와 T 세포의 역할:

• B 세포는 항체를 생성하여 병원체를 중화하거나 태우는 역할을 합니다. B 세포는 각자 특정한 항원(병원체의 특정 부분)을 인식하는 B 세포 수용체를 갖고 있습니다.
• T 세포는 직접적으로 병원체를 공격하거나 감염된 세포를 제거하는 역할을 합니다. T 세포는 특정한 항원을 인식하는 T 세포 수용체를 갖고 있습니다.

다양성과 특이성:

• 적응면역은 높은 다양성을 가지고 있습니다. B 세포와 T 세포는 많은 다양한 수용체를 생성할 수 있으며, 이는 각각 다른 항원에 반응할 수 있음을 의미합니다.
• 이러한 다양성은 병원체에 특이적으로 반응할 수 있는 능력을 부여하며, 내재면역이 제어하지 못하는 특정 병원체에 대해 특별한 방어 기작을 제공합니다.

면역 기억:

• 적응면역은 병원체에 처음으로 노출될 때 학습하고 기억합니다. 이후에 동일한 병원체에 대해 다시 만나면 빠르고 효과적인 대응을 제공합니다.
• 이 기억은 면역 기억세포에 의해 지속되며, 다음 번에 같은 병원체에 노출될 때 빠른 대응을 가능케 합니다.

독립적 진화:

• 적응면역은 독립적으로 진화합니다. B 세포와 T 세포의 수용체를 부호화하는 유전자는 개체 간에 다양성이 있으며, 이는 진화적인 적응을 통해 새로운 항원에 대한 대응력을 유지하고 강화합니다.

면역 기억과 백신 효과:

• 면역 기억은 백신의 효과를 설명합니다. 백신은 병원체에 노출되지 않은 상태에서도 면역 기억을 유발하여, 실제 감염 시에 빠른 대응을 할 수 있게 합니다.

진화적 이점:

• 적응면역은 척추동물에서만 발견되며, 다양한 항원에 빠르게 대응할 수 있는 능력을 제공하여 진화적 이점을 얻게 되었습니다.

적응면역은 내재면역과 함께 작동하여 우리 몸을 다양한 병원체로부터 방어하고, 면역 기억을 통해 장기적으로 우리를 보호하는 중요한 면역 기능을 수행합니다.

 

 

참고문헌- 면역학 3판, 라이프사이언스