학문
냉철한라마35
우리 몸의 면역 세포들은 어떻게 내 몸의 진짜 세포와 외부에서 들어온 세균을 기가 막히게 구분할까요
매일 수많은 바이러스와 세균이 우리 몸으로 들어오는데, 면역 시스템은 도대체 어떤 방식으로 내 몸을 이루고 있는 본래의 세포와 나쁜 병원체를 단번에 알아채고 공격하는지 정말 신기해요. 가끔 이 면역 세포들이 헷갈려서 아군인 내 장기나 피부를 공격하는 자가면역 질환이 생기기도 한다는데, 이 복잡한 생체 식별 시스템이 평소에 어떻게 작동하는지 과학적으로 설명해 주세요.
4개의 답변이 있어요!
우리 몸의 세포는 표면에 'MHC Class I'이라는 일종의 단백질 신분증을 가지고 있습니다.
면역 세포는 이 신분증과 정상 단백질 조각을 확인하여 구분하는 것입니다.
감염되거나 변형된 세포는 신분증이 사라지거나 이상 신호를 내보내기 때문에 바로 면역세포의 공격을 받습니다.
또 대식세포 등은 세균 세포벽이나 바이러스 RNA 같은 침입자 특유의 패턴(PAMPs)을 직접 감지하기도 하죠.
이처럼 세균의 종류를 몰라도 무조건 외래 물질이라는 것은 단번에 알아채는 수용체를 갖추고 있는 것입니다.
그리고 T세포는 가슴샘이라는 훈련소에서 혹독한 검증을 거쳐 만들어지는데, 정상 세포를 공격하는 위험한 T세포는 이 훈련 과정에서 95% 이상 제거되기 때문에 정상적인 면역 세포는 내 몸을 공격하지 않는 것입니다.
하지만 세균 구조가 내 몸 세포와 비슷하거나 훈련에 구멍이 나면 자가면역 질환이 생기기도 합니다.
결론적으로 면역계는 신분증 확인, 침입자 패턴 감지, 혹독한 사전 훈련의 3중 시스템으로 작동하는 것입니다.
채택 보상으로 380베리 받았어요.
채택된 답변안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
면역계는 단순히 내것, 남의것을 한번에 구분하기 보다 여러단계의 확인 시스템을 사용합니다. 선천면역은 세균 바이러스에 흔한 분자 패턴을 인식하고, 적응면역의 T세포와 B세포는 항원을 매우 정밀하게 구별합니다. 특히 T세포는 흉선에서 자기 성분에 지나치게 반응하는 세포가 제거되는 면역관용 과정을 거칩니다. 그래도 이 조절이 깨지면 자기 조직을 공격하는 자가면역질환이 생기 수 있습니다.
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.
면역계는 단순히 “내 세포 = 공격하지 않음 / 세균 = 공격”이라는 이분법으로 작동하지 않습니다. 실제로는 수많은 신호를 동시에 확인해서 “이것이 나인가?”와 “지금 위험한가?”를 판단합니다.
그리고 중요한 사실 하나가 있습니다. 면역계는 매일 들어오는 병원체를 전부 단번에 식별하는 것이 아니라, 여러 단계의 방어 시스템을 겹겹이 사용하면서 의심스러운 대상을 걸러냅니다.
1. 첫 번째 방어선: 애초에 못 들어오게 한다
가장 먼저 등장하는 것은 의외로 면역세포가 아닙니다.
피부, 점막, 위산, 눈물, 침, 장내 미생물 등이 1차 방어선입니다.
예를 들어 피부는 물리적인 장벽이고, 코와 기관지의 점액은 병원체를 붙잡습니다. 섬모는 그것을 바깥쪽으로 밀어냅니다.
즉 우리 몸은 매일 엄청난 양의 미생물과 접촉하지만 상당수는 면역세포가 상대하기도 전에 퇴장당합니다.
2. 들어왔다고 바로 '적'이라고 판단하지 않는다
여기서 선천면역이 등장합니다.
대식세포나 호중구 같은 면역세포에는 일종의 패턴 인식 센서가 있습니다.
세균이나 바이러스에는 인간 세포에서는 흔하지 않은 분자 패턴이 있습니다.
예를 들어 세균의 특정 세포벽 성분이나 바이러스의 RNA 같은 것들입니다.
면역세포는 이런 공통적인 특징을 감지하는 수용체를 가지고 있습니다.
이를 쉽게 표현하면:
"이 분자 패턴은 우리 세포에서 정상적으로 보이는 것이 아닌데?"
라고 판단하는 겁니다.
이것을 패턴인식수용체와 병원체 관련 분자 패턴(PAMP)의 상호작용이라고 합니다.
3. 그런데 '외부 물질'이라고 무조건 공격하는 것도 아니다
여기가 면역계가 정말 영리한 부분입니다.
우리 몸에는 원래 세균도 엄청나게 많습니다.
특히 장에는 수많은 미생물이 살고 있죠.
그런데 면역계가 "인간이 아닌 것은 전부 공격!"이라고 설정되어 있었다면 우리는 밥을 먹을 때마다 장염에 걸렸을 겁니다.
그래서 면역계는 위치, 분자 패턴, 조직 손상 여부, 염증 신호 등을 종합적으로 판단합니다.
즉, "외부 물질인가?" 뿐만 아니라 "지금 실제로 위험한 상황인가?"도 함께 봅니다.
4. 그럼 '내 세포'라는 것은 어떻게 알아볼까?
여기서 MHC라는 아주 중요한 시스템이 등장합니다.
우리 몸의 세포 대부분에는 MHC class I이라는 분자가 있습니다.
쉽게 비유하면 세포가 자기 표면에 작은 신분증 또는 전광판을 달고 있는 겁니다.
세포 내부에서 만들어진 단백질 조각을 MHC에 올려서 면역계에 보여줍니다.
정상 세포라면 "나는 정상적으로 내 단백질을 만들고 있습니다."라는 정보를 계속 보여줍니다.
그런데 바이러스가 세포 안으로 들어오면 이야기가 달라집니다.
바이러스 단백질이 만들어지고 그 조각이 MHC에 제시될 수 있습니다.
그러면 세포독성 T세포가 이를 확인합니다.
"잠깐. 이 단백질은 정상적인 인간 단백질이 아닌데?"하고 감염된 세포를 제거할 수 있습니다.
5. B세포와 항체는 또 다른 식별 시스템이다
이번에는 혈액과 조직을 돌아다니는 B세포를 생각하면 됩니다.
B세포에는 각각 서로 다른 형태의 B세포 수용체가 있습니다.
놀랍게도 우리 몸은 B세포를 만들 때 유전자 재조합을 이용해 엄청나게 다양한 수용체를 만들어냅니다.
그래서 수많은 형태의 분자를 인식할 수 있습니다.
어떤 B세포가 특정 병원체의 항원을 인식하면 활성화되어 항체를 만드는 형질세포로 분화합니다.
항체는 병원체에 달라붙어서 병원체가 세포에 붙는 것을 막고 다른 면역세포가 쉽게 잡아먹게 만들고 보체 시스템을 활성화시키기도 합니다.
그리고 일부 B세포와 T세포는 기억세포로 남습니다.
그래서 같은 병원체가 다시 들어오면 처음보다 훨씬 빠르고 강하게 반응할 수 있습니다. 이게 바로 면역 기억입니다.
6. 그런데 가장 놀라운 것은 '자가반응 세포 제거'입니다
여기서 질문하신 자가면역질환과 연결됩니다.
면역세포는 처음 만들어질 때부터 아무렇게나 풀어놓는 게 아닙니다.
특히 T세포는 흉선에서 교육을 받습니다.
이 과정에서 자기 몸의 항원을 지나치게 강하게 인식하는 T세포는 제거되거나 기능이 억제됩니다.
B세포도 골수에서 비슷한 자기반응성 검사를 받습니다.
쉽게 말하면 면역세포 신병훈련소에서 "우리 편을 공격하면 안 된다"는 교육을 받는 것 입니다.
7. 그런데 이 시스템도 완벽하지 않다
인간의 면역계가 대단하기는 하지만 완벽한 보안 시스템은 아닙니다.
아주 복잡한 시스템은 대개 그렇습니다. 자가면역질환에서는 여러 원인이 관여할 수 있습니다.
유전적 소인 + 감염 + 환경요인 + 면역조절 이상 등이 복합적으로 작용하면서 자기 조직에 대한 면역관용이 무너질 수 있습니다. 그러면 면역계가 자기 조직을 공격합니다. 병원체가 제거되고 나면 면역반응을 억제하는 여러 기전이 작동해서 염증을 꺼야 합니다. 그렇지 않으면 병원체는 없어졌는데 면역계가 계속 싸우면서 자기 조직을 손상시키게 됩니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
면역계는 세포 표면의 MHC같은 자기표지와 병원체 특유의
분자패턴, 항원을 인식하고, 자기 조직에 반응하는 면역세포는 발달 과정에서
제거 및 억제하는 면역관용으로 아군과 적을 구별합니다.
이 관용이 깨지면 자가면역질환이 발생할 수 있습니다.
감사합니다.