■ [ 면역기계 - 면역 ] 면역 담당 물질(항체/보체/사이토카인)

  저번 시간 면역(免疫, immunity)에 대한 기본적인 개념을 포스팅했었습니다. 아직 보지 못하신 분들은 제 블로그에 면역에 관한 글을 읽어보고 이 글을 읽어주시면 더 도움이 많이 되실 것 같습니다. 오늘 내용을 들어가기 전에 꼭! 읽어보고 오시고 이 글을 읽어주세요.

■ 면역(免疫) 담당 물질

  면역 담당 물질에 대해 설명드리기 전에 저번 시간을 복습하고 들어가도록 하겠습니다. 면역(免疫)이란 역을 면한다는 뜻을 가진 단어로써, 이물질, 병원체, 다른 개체의 세포 등 외래 물질이나 이상세포 또는 노폐 조직 등 자기 유래의 물질을 제거함으로써 생체의 항상성 유지에 도움을 줍니다. 항상성을 유지한다는 점은 면역이 우리 몸의 자연치유와 밀접한 관계를 맺고 있다는 점을 시사합니다. 면역력을 높이기 위해 노력하면 우리 몸의 의사, 즉 자연치유능력이 올라갈 것입니다. 다시 오늘 이야기로 돌아와 저번 시간에 면역 담당 물질로 항체(antibody), 보체(complement), 사이토카인(cytokine)에 대해 가볍게 설명드렸는데, 그 내용을 복습도 해보고 좀 더 구체적으로 알아보도록 하겠습니다.

1. 항체 Antibody

  항체는 형질세포가 만들어 내는 단백질로 항원과 결합하는 부위를 가지고 있습니다. 고등학교 생물시간에 배운 항원 항체반응을 되짚어보면 레고를 조립하듯 Y모양과 세모 모양의 결합을 기억하실 것입니다. 그러한 항원과 항체가 결합함으로써 다음과 같은 이점이 생기게 됩니다.

• 세포가 탐식되기 쉬워집니다.
• 독소를 중화할 수 있습니다.
• 바이러스를 비활성화할 수 있습니다.
• 보체를 활성화할 수 있습니다.

1) 항체의 종류

(1) IgG (immunoglobulin G)

  혈청 속 면역글로불린의 약 75%를 차지합니다. 면역반응 후 IgM이 발생한 후 뒤늦게 대량으로 나타나는데, IgG의 중요한 특징은 태반을 통과할 수 있다는 것입니다. 또 자가면역질환의 일종인 류마티스인자에 결합하는 것이 IgG입니다.

(2) IgM (immunoglobulin M)

  5개가 결합한 형태, 즉 5량체(pentamer)를 형성하고 있습니다. 그 때문에 분자량이 90만으로 커져 마크로글로블린 혹은 거대글로블린(macroglobulin)이라고 불립니다. 면역반응 후, 빠르게 증가하며 보체 활성화 능력이 강한 것이 특징입니다.

(3) IgA (immunoglobulin A)

  단량체(monomer) 또는 2량체(dimer), 3량체(trimer)로 존재합니다. 혈청 속 외에도 기도 분비액이나 침, 눈물, 소화관액 등의 점액 속에 존재하여 이물질(특히 바이러스)이 점막에 결합해서 침입하는 것을 저지합니다. 분비액 속의 IgA를 특히 secretory IgA(분비형 IgA)라고 하여, 혈청 IgA와 구별합니다. Secretory IgA는 국소면역(local immunity)의 주역으로서 중요합니다.

(4) IgD (immunoglobulin D)

  기능은 충분히 설명되고 있지 않습니다.

(5) IgE (immunoglobulin E)

  혈청 속에 극소량으로만 존재합니다. 호염기구와 비만세포(mast cell)의 막 표면에도 존재하는데, 그 막 표면의 IgE에 알레르기항원(allergen)이 결합하면 이들 세포로부터 알레르기 반응을 일으키는 물질(histamine 등)이 방출됩니다. 기생충 질환과 아토피 등의 알레르기성 질환에서는 IgE가 현저하게 증가합니다. 두드러기의 주역이고 또 제 I형 알레르기 반응을 일으킵니다.

2. 보체 Complement

  보체는 항체가 결합된 세균이나 세포를 살균하거나 용해하는 작용을 하는 단백질입니다. 항체의 기능을 돕는다고 하여 보체(complement)라고 명명되었습니다. 보체계 성분의 대부분은 혈액 속에서는 활성을 나타내지 않는 효소이고, 보체가 활성화되어 기능을 발휘하기 위해서는 일정한 자극이 필요합니다.

1) 보체의 활성화

  보체계가 면역복합체(IC : immune complex, 항원과 항체의 결합물, 항원항체 복합체라고도 함)에 반응하여 활성화되는 경로를 고전적 경로(classical pathway)라 하고, 세포벽의 지질 다당체 등에 의해 활성화되는 경로, 즉 면역복합체를 통하지 않는 경로를 부경로(제2경로, alternative pathway)라고 합니다. 보체계의 성분은 C1에서 C9까지 존재합니다. C는 complement의 앞글자입니다.

다음 사항은 보체를 이해함에 있어서 중요하니, 반드시 기억해 주세요.

• 고전적 경로는 면역 복합체가 C1을 활성화하는 것에서 시작됩니다.
• 부경로는 중도(C3)에서 시작됩니다.
• 최종적으로, 막공격복합체(membrane attack complex : MAC)를 형성합니다. 

  막공격복합체(MAC)란 세포막에 꽂히는 관과 같은 것이라 이해하시면 됩니다. 이것이 형성되면 꽂힌 세포는 파열되어 버립니다. MAC가 형성되면 세포막에 구멍이 생기면서 세포 외에서 내로 물이 들어와 결국 세포는 파열되는 것입니다.

2) 보체의 역할

• 항체와 결합한 세포를 파열(Cytolysis)시킵니다.
• 화학 주성 작용(chemotaxis), 즉 대식세포와 호중구를 불러들입니다.
• 옵소닌 작용(opsonization), 즉 보체가 세균막 표면에 결합해 대식세포(macrophage)가 탐식하기 쉽게 유인하는 작용을 합니다.

3. 사이토카인 Cytokine

  사이토카인(cytokine)이란 세포, 주로 백혈구에서 분비되는 단백활성 물질입니다. 항원제시를 받은 helper T세포(Th cell)는 B세포의 분화 증식을 촉진하여, 항체 생산을 증가시킵니다. 그러나 helper T세포가 항원제시를 받은 후, B세포가 자동적으로 항체생산을 시작하는 것은 아닙니다. 항원제시 자극을 받은 helper T세포는 사이토카인(cytokine)을 방출하고, 이를 받은 B세포가 항체생산 등의 다음 동작으로 이행하는 것입니다. 

  이와 같이 사이토카인(cytokine)이란 세포 간의 정보전달에 관여하는 단백질입니다. 쉽게 말하자면, 명령 내용이 쓰여 있는 단백질이라 할 수 있습니다.

1) 주요 사이토카인의 종류

• interluekin(인터루킨) : IL
• interferon(인터페론) : IFN
• 종양괴사인자(tumor necrosis factor : TNF)
• 집락자극인자(colony stimulating factor : CSF)
• 증식인자(growth factor : GF)

2) 작용에 의한 사이토카인의 분류

(1) 염증성 사이토카인

  IL-1, IL-6, TNF-α 등은 염증의 발생에 관여하기 때문에 염증성 사이토카인이라고 합니다. 반대로 IL-10, TGF-β 등은 염증의 억제에 관여하기 때문에 항염증성 사이토카인이라고 합니다. 또, 림프구가 생산하는 것을 림포카인(lymphokine), 대식세포가 생산하는 것을 모노카인(monokine)이라고 합니다. 면역반응에서는 세포들끼리 사이토카인이라는 명령서를 이용하여, 서로를 흥분시키거나 억제시켜 갖가지 반응을 일으키고 있습니다. 

(2) 케모카인(chemokine)

  백혈구에 대해서 주화성(chemotacsis)을 가진 사이토카인을 통틀어 케모카인(chemokine)이라고 하는데, 40종 이상의 서로 비슷한 분자로 이루어집니다. 호중구를 유주시키는 대표적인 케모카인에는 IL-8, 호산구를 유주시키는 케모카인에는 RANTES, eotaxin 등이 있습니다.

< 주요 사이토카인(cytokine)의 종류와 기능 >

생 산  세 포	사 이 토 카 인	주 요   기 능
대식세포	IL-1 (염증)	- 염증 반응의 야기, 발열( -> 내인성 발열 물질) - 림프구, 호중구의 활성화
	IL-6 (염증)	- 급성기 단백(CRP 등)의 생산 촉진 - B세포의 분화, 항체 생산의 증가
	IL-8	- 호중구의 유주, 활성화( -> 케모카인)
	IL-12	- Th1세포로의 분화 유도 - NK세포의 활성화
	IFN-α	- 항바이러스 활성 - MHC class I 분자 발현의 증가
	TNF-α	- 염증 반응의 야기, 전신반응 - 종양세포의 세포자멸사(apoptosis) 유도
Th 1 세포	IL-2	- T세포의 활성화, 증식, 분화 - CTL에의 분화 유도
	IFN-γ	- 대식세포, NK세포의 활성화 - 항바이러스 활성( -> 대표적인 Th1형 사이토카인, 세포 면역반응 필요)
CTL	TNF-β (lymphotoxin)	- 종양세포의 세포자멸사(apoptosis) 유도

생 산  세 포	사 이 토 카 인	주 요  기 능
Th2 세포	IL-4	- Th2 세포로의 분화 유도 - B세포의 증식, 분화. IgG, IgE 생산 촉진(class switch<클래스 전환>)
	IL-5	- B세포의 증식, 분화. IgA 등의 생산촉진(class switch<클래스 전환>) - 호산구의 증식, 활성
	IL-10(항염증)	- Th 세포, 대식세포로부터의 사이토카인 생산을 억제 - Th1 세포의 억제 - B세포의 증식 유도
	IL-13	- B세포의 증식, 분화. IgE 생산 촉진(class switch<클래스 전환>)
섬유아세포, 감염세포 등	IFN-β	- 항바이러스 활성 - MHC class I 분자 발현의 증가
거의 모든 세포	TGF-β	- 림프구, 대식세포의 기능 억제 - 섬유아세포의 증식, 조직 회복
대식세포, 섬유아세포, 혈관 내피세포 등	G-CS GM-CSF M-CSF	- 호중구, 대식세포 등의 증식, 분화를 자극

 

 

- 참고문헌 : SIM 통합내과학 (면역 알레르기) - 정담출판