적혈구 빈혈증이 말라리아에 저항성을 가진 이후에 무엇인가요?
안녕하세요. 적혈구의 모양이 원반 모양에서 낫 모양으로 변화하면서 빈혈을 유발할 수 있는 겸형 적혈구 빈혈증은 말라리아에 대한 저항성을 가지고 있다고 하던데요. 어떻게 말라리아에 대해 저항성을 갖는 것인지 궁금합니다.
겸형적혈구 빈혈증은 적혈구 내 헤모글로빈(Hb) 단백질의 구조 변형에서 비롯되는 질병인데요 정상적인 헤모글로빈 A(HbA) 대신, 돌연변이 헤모글로빈 S(HbS)를 가진 경우, 산소 농도가 낮거나 체내 스트레스 상황에서 적혈구가 둥근 원반형에서 낫 모양으로 변형됩니다. 이 모양 변화 때문에 적혈구는 탄성을 잃고 혈관에서 막히거나 쉽게 파괴되어 빈혈을 유발합니다. 그런데 이 HbS 변이와 말라리아 저항성 사이의 연결은 Plasmodium falciparum이라고 하는 인간에게 치명적인 말라리아 원충과 관련이 있습니다. HbS를 가진 적혈구, 특히 이형 접합자의 경우, 적혈구가 완전히 낫 모양으로 변하지는 않지만 산소 농도가 낮아질 때 일부 변형이 나타나는데요 이러한 변형은 원충이 적혈구 내에서 성장하고 분열하는 것을 물리적으로 어렵게 만듭니다. 즉, 원충이 숙주 세포를 충분히 활용하지 못하게 됩니다. 또한 낫 모양이 되거나 스트레스 상태의 HbAS 적혈구는 조기 용혈을 겪는데요, 이처럼 원충이 감염된 적혈구가 빨리 파괴되면, 말라리아 원충이 충분히 증식하지 못하고, 결과적으로 숙주가 심각한 말라리아 증상에 걸릴 확률이 줄어드는 것입니다. 감사합니다.
1명 평가말라리아 원충은 적혈구 내에서 증식합니다.
그런데 겸형 적혈구는 산소 농도가 낮아지면 낫 모양으로 변형되는데, 이 과정에서 적혈구 내부 환경이 불안정해지고, 원충이 필요로 하는 영양분이 부족해지거나 대사 과정이 방해를 받게 됩니다. 그래서 원충이 자라기 어렵게 됩니다.
또한 낫 모양으로 변형된 적혈구는 정상 적혈구보다 더 빨리 파괴되어 비장에서 제거됩니다.
특히 말라리아 원충이 감염된 적혈구는 이런 현상이 더 심하게 나타나게 되고 결과적으로 원충이 번식하고 확산되기 전에 감염된 적혈구 자체가 몸에서 제거되어 병의 진행을 막는 결과를 가져오는 것이죠.
게다가 말라리아의 합병증 중 하나는 감염된 적혈구가 뇌와 같은 중요한 장기의 모세혈관 벽에 달라붙어 혈액 흐름을 막는 것입니다. 그런데, 겸형 적혈구는 이러한 부착력이 약하기 때문에 혈관 폐쇄로 인한 합병증도 줄어들게 됩니다.
결론적으로 겸형 적혈구 빈혈증 유전자는 말씀하신대로 한편으로는 빈혈을 유발하지만, 또 다른 한편으로는 말라리아가 만연한 지역에서 생존율을 높이는 장점이 된 것이죠.
겸형 적혈구는 말라리아 원충에 감염되면 산소 부족 상태에서 쉽게 낫 모양으로 변형되며, 인체의 면역 체계는 이렇게 변형된 적혈구를 비정상 세포로 간주하여 조기에 파괴합니다. 이로 인해 말라리아 원충이 체내에서 증식하기 전에 제거되어 저항성을 갖게 됩니다. 더불어, 변형된 적혈구는 내부의 화학적 환경이 기생충의 생존에 불리하게 바뀌기 때문에 원충의 성장과 번식이 효과적으로 억제됩니다.
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
겸형 적혈구는 낮은 산소 농도에서 쉽게 변형되어 말라리아 원충이 적혈구 안에서 제대로 성장, 번식하지 못한답니다.
이로 인해 말라리아 감염이 억제되어 저항성이 생긴답니다.