본문내용
1. 면역학 개요
1.1. 면역의 정의
면역immunity은 한 번 감염병에 걸리면 동일한 감염병에 다시 걸리지 않게 되는 현상"이다. 생체 내에서 자기self와 비자기non-self를 구별해 외부에 들어온 이물질을 인식하여 제거하는 일련의 반응"이다. 면역반응은 항원의 인지단계와 항원을 제거하는 단계로 이루어지며, 면역에 관여하는 기관은 비장, 흉선, 림프절, 림프조직, 골수 등"이다.
1.2. 면역의 종류
1.2.1. 선천면역
선천면역은 태어날 때부터 가지고 있는 비특이적인 면역기전으로, 감염이 일어나면 단시간 내에 발동하여 병원체를 제거할 수 있다"".
선천면역은 외부 물리적/기계적 방어벽, 화학적 방어벽, 내재적 살균 능력, 그리고 염증반응 등의 다양한 기전으로 구성되어 있다"".
피부와 점막은 첫번째 물리적 방어선으로, 미생물의 침투를 막는다"". 피부의 두꺼운 각질층과 피부 분비물의 산성화는 미생물이 살기 어려운 환경을 제공한다"". 호흡기의 섬모와 기침 반사는 외부 입자를 배출하며, 눈물과 타액의 리소자임은 세균을 분해한다"". 또한 위장관의 염산과 정상 상주균무리도 병원균의 생존을 억제한다"".
이러한 물리적, 화학적 방어벽이 깨지면 대식세포와 호중구 등 탐식세포가 즉각적인 염증반응을 일으켜 미생물을 제거한다"". 보체와 인터페론 등 항미생물 단백질도 선천면역 반응에 기여한다"".
이처럼 선천면역은 병원체의 비특이적 인식과 빠른 제거를 통해 감염 초기에 효과적인 방어를 제공한다"". 하지만 선천면역만으로는 특정 병원체에 대한 면역학적 기억을 갖지 못하므로, 후천면역이 필요하다"".
1.2.2. 후천면역
후천면역은 미생물 감염으로 얻어지는 면역으로, 항원특이적인 항체나 림프구의 작용에 의해 그 항원을 가진 미생물을 제거하려는 반응이다. 후천면역은 선천면역에 의해 미생물을 제거할 수 없는 경우에 발생한다. 후천면역에는 체액성 면역과 세포성 면역이 존재한다.
체액성 면역은 혈장, 림프 등의 체액 내의 항체 및 단백질이 매개하는 면역으로, B림프구에 의해 유도된다. 외부에서 침입한 항원(병원성 미생물)을 인지하여 제거한다. 반면 세포성 면역은 T림프구에 의존하여 발생하는 면역으로, 숙주세포 내에서 증식하고 있는 미생물의 감염 제거와 악성세포의 증식 억제에 관여한다.
후천면역의 특성은 다음과 같다. 첫째, 인지 작용으로 자기와 비자기를 구분하여 식별할 수 있다. 둘째, 특이성을 가지어 특정 미생물 및 이물질에만 직접적으로 결합하여 반응한다. 셋째, 기억 작용으로 이미 노출된 적 있는 미생물이나 이물질을 인지하여 신속하고 강력하게 반응할 수 있다.
후천면역의 주요 담당세포는 T림프구와 B림프구이다. T림프구는 세포표면에 항원수용체를 발현하여 특정 항원에 대한 수용체로 작용하며, 숙주세포 내 증식 중인 미생물의 감염을 제거하고 악성세포의 증식을 억제한다. 한편 B림프구는 세포표면에 항원수용체를 발현하여 특정 항원에 반응하며, 항원 노출 시 빠르게 분열하여 항체를 생산하는 형질세포와 장기 기억을 가진 기억 B림프구를 형성한다.
이처럼 후천면역은 미생물 감염 시 발생하는 특이적인 면역반응으로, 체액성 면역과 세포성 면역이 유기적으로 작용하여 병원성 미생물을 효과적으로 제거하고 면역기억을 형성한다.
1.3. 자기와 비자기의 구분
면역계는 자기self와 비자기non-self를 구분하여 인식하는 능력을 가지고 있다. 자기self란 생체 자신의 정상 조직과 세포를 의미하며, 비자기non-self란 외부에서 침입한 병원체와 이물질을 의미한다. 면역계는 자기self와 구분되는 비자기non-self를 인식하고 제거하는 역할을 수행한다.
면역계는 생체 내의 자기 물질과 비자기 물질을 구분하여 자신의 세포와 조직을 보호한다. 자기-비자기 구분은 면역반응의 핵심이며, 이를 통해 병원체나 암세포와 같은 비자기 물질을 신속하게 인식하고 제거할 수 있다. 면역계가 자기와 비자기를 정확하게 구분하지 못하면 자가면역질환과 같은 질병이 발생할 수 있다.
자기-비자기 구분은 주로 MHC(major histocompatibility complex) 항원에 의해 이루어진다. MHC 항원은 모든 체세포에 발현되며, 세포 내에서 합성된 단백질 조각(펩타이드)을 세포 표면에 제시한다. T세포 수용체는 MHC-펩타이드 복합체를 인식함으로써 자기 세포와 비자기 세포를 구분할 수 있다. 이러한 자기-비자기 구분 능력은 면역계의 핵심 기능 중 하나이다.""
1.4. 면역계의 특징
1.4.1. 특이성과 다양성
면역계는 특정 이물질에 대해 반응하는 세포는 다른 이물질에 대해서는 반응하지 않는 "특이성과 다양성"의 특징을 가지고 있다. 이는 면역계가 자기와 비자기를 구분할 수 있는 능력을 의미하며, 개체마다 수천만 종류의 다양한 면역세포와 항원수용체를 가지고 있기 때문이다.
면역계의 특이성은 개체가 경험한 항원에 대한 면역반응의 차이에서 잘 드러난다. 예를 들어, 한 번 결핵균에 감염된 사람은 다시 감염되지 않지만, 다른 세균에는 감염될 수 있다. 이는 결핵균에 대한 특이적인 면역반응이 형성되었기 때문이다.
면역계의 다양성은 B세포와 T세포가 가지고 있는 수용체의 종류에서 잘 나타난다. 각 B세포와 T세포는 서로 다른 항원수용체를 발현하고 있어, 수천만 개의 다른 종류의 수용체가 존재한다. 이렇게 다양한 수용체를 가짐으로써 면역계는 수많은 다양한 항원을 인식하고 대응할 수 있게 된다.
이러한 특이성과 다양성은 면역계가 자기와 비자기를 구분하고 비자기 항원에 대해 선택적으로 반응할 수 있게 해준다. 하지만 이 구분이 실패하면 자가면역질환이 발생하게 된다. 따라서 면역계의 특이성과...
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