커뮤니티 > 미생물이야기



미생물이야기 바이러스는 우리 몸의 방어체계를 피해 면역계를 공격한다.
2013-08-07 16:38:16
이엠생명과학연구원

면역계

후천성 면역 결핍증 바이러스는 우리 몸의 방어체계를 피해 면역계를 공격한다.

면역계 세포에 침입한 후 수년간 (약 10년) 숨어 지내다가 증식을 시작하는데, 이 때 숙주세포를 죽이고 주위의 세포들을 감염시켜 사람의 면역계를 손상시킨다. 이 바이러스는 주로 혈액이나 정액을 통해 전염되는데, 동성연애자나 마약사용자들 뿐만 아니라 보통 사람들도 감염 위험이 증가하고 있다.

위와 같이 우리 몸의 방어체계는 매우 중요하기 때문에 이 장에서 면역계의 역할과 후천성 면역 결핍증의 특성에 대해 알아본다.

1. 비 특이적 방어기작

1) 비 특이적 방어기작 : 침입자의 종류를 구별하지 않고 반응하는 우리 몸의 일차적 방 어기작

2) 비 특이적 방어기작의 종류

종류

기능

피부

대부분의 박테리아 등이 통과할 수 없는 죽은 세포로 구성된 강력한 방어층

땀,피부샘

땀 속의 산성성분과 피부 샘에서 생산되는 지방 등이 많은 종류의 박테리아 성장을 억제

소화계

위산: 음식과 함께 들어온 대부분의 박테리아 죽임

호흡계

콧구멍의 털 : 들어오는 공기 걸러줌

호흡기의 점액 : 이곳을 통과하는 먼지,미생물 제거

호흡기의 점모 : 점액을 위로 밀어올려 호흡기 밖으로 밀어냄

체액,혈액

백혈구 : 중성 백혈구와 단핵구 모두 감염된 조직에서 박테리아,바이러스를
잡아먹는 식균작용을 함

대식세포 : 단핵구에서 유래된 커다란 세포.
체액 내를 활발히 이동하며 바이러스에 감염된 모든 종류의 세포를 잡아먹음

자연살세포 : 바이러스 감염세포.암세포 죽임

세포

항균성 단백질 :

①인터페론 : 바이러스 감염세포에 의해 생성. 주변 세포 보호. 매우 짧은 시간 동안 일어나며 독감, 감기 등을 일으키는 바이러스에 효과적. 몇 가지 암 치료에도 효과적임. (바이러스 감염세포→그 세포의 핵에서 인터페론 유전자 발현→인터페론 생산, 감염세포 죽음→주변 세포로 인터페론 분산→주변 세포들의 바이러스 증식 억제 단백질 생산)

②보체 : 혈액 내 혈장에서 비활성 상태로 순환. 면역작용이나 미생물의 협조에 의해 활성화. 미생물의 표면을 덮어 식세포의 작용을 쉽게 하고 다른 단백질과 서로 반응하여 미생물의 표면에 구멍을 만들기도 하며, 염증반응을 증폭시킴

 

2. 염증반응

1) 염증반응 : 상처 부위가 붉게 되고 열이 발생하며 부어오르는 현상.

2) 염증반응의 과정 :

①상처받은 세포가 histamine 등의 화학물질 분비.

②이들 화학물질이 다른 여러 가지 방어기작의 이동 유발 - 주변 혈관 확장 유도,

      식세 포와 백혈구 들을 상처부위로이동시킴.

③상처부위에 모인 백혈구들의 식균작용 - 고름 생김.

(고름은 죽은 백혈구들과 염증반 응동안 새어나온 체액으로 이루어짐)

3) 염증반응의 역할 : 단백질들과 혈소판이 부분적 응혈을 만들어 감염의 확산을 막음.

 

3. 림프계

1) 구성 : 림프관, 림프절, 흉선, 편도, 충수, 지라, 골수 등.

2) 기능

①조직액을 순환계로 돌려보냄 - 모세혈관에서 조직으로 스며나오는 체액의 1%정도가 림프관을 통해 혈액으로 되돌아감.

림프계로 들어온 림프액→점점 더 큰 림프관→쇄 골하정맥으로 이동하여 혈액으로 돌아감.

②감염에 대항하여 싸움 - 림프절은 림프구와 대식세포로 이루어짐. 대식세포는 비 특 이적 면역반응에 관여, 림프구는침입자에 대한 특이적 면역반응 활성화.

 

4. 특이적 방어기작

1) 특이적 면역반응 : 비 특이적 면역반응보다 효과적이며 비 특이적 면역반응을 증폭시 킴. 이물질(항원)로 반드시 활성

화되어야 하며 이로 인해 면역반응 이 증폭됨.

2)특징 : 특이적, 기억능력이 있음.(첫 번째 감염보다 두 번째 감염이 보다 신속·강력하 게 대응)

3) 면역

①능동적 면역 - 항원이 우리 몸에 자연적으로 들어왔거나 인위적으로(예방접종) 들어 와서 생긴 면역. 수년∼영구적인

면역 가능.

②수동적 면역 - 태아가 모체의 혈액으로부터 항체를 받는 것, 여행객들이 항체를 직접 주사 맞는 것 등. 자기 몸의 면역

계가 직접 활성화되지 않았기 때문에 일시적임.

 

5. 림프구의 두 가지 방어력

1) 림프구 : 대부분의 시간을 림프계의 기관이나 조직에서 보내는 백혈구. 다른 혈구세포 들과 마찬가지로 골수의 모세포에서 유래.

2) B세포 : 골수에서 만들어져 골수에서 성숙. 체액성 면역(항체 생산)을 수행.

체액성 면역 - 체액에 존재하는 바이러스, 박테리아 등에 대한 방어작용을 하 는 면역반응. 면역된 사람의 항체를 포함한 혈장을 통해 면역되지 않은 사람 에게 수동적으로 전달 가능.

3) T세포 : 골수에서 만들어져 흉선에서 성숙. 세포성 면역 수행.

세포성 면역 - 림프를 순환하면서 바이러스나 박테리아에 감염된 세포를 공 격하는 면역반응. 혈장을 통해 수동적으로 전달될 수 없음.

4) 항원수용체 : 각각 특이적인 유전자가 발현되어 각각의 특이한 단백질들을 합성하여 세포 표면에 발현시키는 것. (B세포 - 특이적인 항체분자)


 

6. 항원과 항체의 결합

- 항체가 항원 표면의 항원결정부위를 인식하여 항원결합부위와 결합하게되는데, 이것은 효소와 기질과의 관계, 열쇠와 자물쇠의 관계와 같이 상호 보완적인 구조를 가지고 있기 때문에 한 종류의 항원결정부위와 한 종류의 항원결합부위가 만나게 되는 것이다.

7. 클론선택

- 다양한 B세포 중 침입한 항원과 결합한 항체를 가진 B세포만이 효과기세포에 의해 항체를 생산하게 되는데, 이 과정을 클론선택이라고 한다.


8. 면역학적 기억력

1) 1차 면역반응 : 림프구가 처음으로 항원을 만나 효과기세포의 클론을 만들 때의 반응. 기억세포와 효과기세포로 만들어진 후, 효과기세포가 항체를 생산. 수 일이 걸림.

2) 2차 면역반응 : 1차 면역반응 이후 같은 항원을 만났을 경우 일어나는 반응. 면역반응 의 과정은 1차 면역반응과 동일하지만, 2차 면역반응에서는 항원에 대 해 더욱 효과적으로 반응하는 항체가 고농도로 생산되며 생산하기까지의 기간도 단축됨. 여기서도 항원에 대한 항체의 특이적인 반응은 적 용되어 1차 면역반응을 거치지 않은 항체는 반드시 1차 면역반응을 거 쳐야만 2차 면역반응을 일으킬 수 있음.


혈관계
혈구 종류 수 기능 파괴적혈구 4.5~5.5백만 산소 및 탄산개스 운반 간,골수,비장 등 혈관의 내면을
덮고 있는 세망내피 세포에의해 탐식백혈구 5,000~9,000 생체방어: 확실히 알지 못하나 탐식 기능
! 이물질 탐식 에 의해 파괴되기도 한다.
!! 항체형성 혈소판 20만~30만 혈액응고 확실치 않음

백혈구
과립백혈구: 산호성 백혈구(acidophil or eosinophil leukocyte)
염기호성 백혈구(basophil leukocyte)
중성호성 백혈구(neutrophil leukoeyte)
무과립백혈구: 임파구(lymhphcyte)
단구 (monocyte)
혈 장(plasma):맑고 짚 색깔을 띤 액체(90%의 물 10%의 용질)

임파계
기능 - 조직으로부터 액체성분을 모아 정맥을 통해 심장으로
돌려보내는 역할
구성 - 임파, 임파관, 임파절, 비장, 편도선, 흉선

 

1. 임파
: 혈장과 비슷 그러나 혈장보다 단백질 농도가 낮고
백혈구가 고형성분의 대부분을 차지한다.
*소장의 임파는 지방을 다량 함유해 우유빛(유미)

 

2. 임파관
: 모세임파관 -> 주임파관<흉관(좌), 우임파관(우)>
우측상1/4=우임파관, 나머지=흉선
구조 - 정맥과 흡사 그러나 1) 벽이 얇고, 2) 더많은 판막, 3)경로에 많은 임파절이 있다.
뇌척수, 골수, 안구-모세임파관(X)
기능 - 조직액으로부터 수분과 단백질을 혈액으로 보냄
만약 폐쇄되면 단백질 농도와 수분의 균형이 깨짐

 

3. 임파순환
: 40%삼투현상, 60%임파관
총혈장 단백질의 50%가 매일 모세혈관을 통해 조직액을
임파로 되돌림
임파흐름 - 호흡, 골격근 수축에 대해 이루어짐

 

4. 임파절
: 1-24mm의 임파조직의 덩어리
턱밑(낙하 임파절) 목옆(경임파절)
겨드랑이(액와 임파절) 서해부(서해임파절)
기능 - 방어기능과 조혈기능

 

5. 흉성
: 흉골 뒤 종격에 위치한 30gm정도의 작은 임파기관
면역에 관여하여 생후 빠른시일내로 기능을 완료

 

6. 비장
: 좌측하부에 위치 주먹만함
기능- 생체 방어 작용, 조혈작용, 혈액저장소
적혈구 혈소판등을 걸러 혈색소를 분리해 간으로 보낸다.

9. 체액성 면역
1) B 세포가 항원에 의해 선택됨 : B 세포 표면의 특이적 수용체인 항체가 항원 표면의 항원 결정부위와 결합.
2) 이 결합은 선택된 세포의 성장, 증식, 분화를 유도.
3) 그 결과 많은 수의 plasma cell이라 불리는 효과 B 세포와 적은 수의 기억 B 세포가 생산된다.
4) plasma cell은 4~5일의 짧은 수명동안 초당 2000개의 항체를 생산 : 항체들은 항원과 결합하여 파괴시키거나 중화시킨다.
5) plasma cell은 1차 면역 반응이 감퇴하며 죽어가고 기억 B 세포는 수년이상 같은 항원이 들어올 때를 기다린다.
6) 두 번째 같은 항원에 노출되었을 때 기억세포가 항원을 만나면 생성과정은 같으나 1차보다 빠르고 많은 수의 plasma cell을 생산한다.

 

10.항체 : 방어에 쓰이는 무기의 역할을 하는 단백질
Y자 모양으로 생김
2개의 heavy chain과 2개의 light chain으로 구성되어 있다.
각각의 chain은 constant region과 variable region을 갖고 있다.
각 chain Y자 모양의 끝부분은 항체의 항원 인식, 결합에 관여하는 항원 결합 부위이다.
각각의 항체 분자 결합부위의 다양한 3차 구조는 V region의 다양한 아미노산 배열에 기인한다.
C region은 항원을 파괴시키고 제거하는데 도움을 준다.

 

11.중화반응 : 항체가 결합하므로 해로운 항원을 물리적으로 방해하거나 중화시킨다. 식세포는 이러한 항체와의 결합체를 잡아먹어 제거한다.
응집반응 : 각각의 항체는 2개의 항원 결합부위를 가지므로 침입세포를 서로 응집시킴. 응집된 세포는 식세포에 쉽게 먹힌다.
침전반응 : 응집과 비슷하나 대상이 용해된 항원이라는 차이가 있다. 침전 반응으로 항원은 고체화되어 용액으로부터 분리된다. 침전된 항원은 식세포에 쉽게 먹힌다.
보체 단백질의 활성 : 활성화 된 보체 단백질은 침입한 세포에 결합, 원형질막에 구멍을 내어 세포를 파괴시킨다.

 

12. 단일 클론 항체
암세포와 원하는 항체를 생성하는 모세포를 융합시킴.
하나의 B 세포는 단 하나의 항원에 대한 항체만 생성.
한가지 항체만을 대량 생산
진단시약
단일클론 항체에 염색약 등을 결합시켜 알아낸다.

 

13.세포성 면역 : T 세포는 자기자신의 세포 표면에 발현된 항원에 대해서만 반응한다.
보조 T 세포
1) 대식세포는 박테리아나 외부 물질을 잡아먹어 잘게 부수어 항원 집합을 만든다.
2) 자가 단백질에 외부항원이 결합한다.
3) 이들 결합체가 세포표면에 발현된다.
4) 보조 T 세포가 항원제시세포 표면에 자가단백질과 함께 발현된 외부항원 결합체를 인식하고 결합한다.
14. 활성화 된 보조 T 세포는 세포독성 T 세포와 B 세포를 활성화시킨다.
세포독성 T 세포
1) 세포독성 T 세포의 수용체가 감염된 세포표면의 자가-외부물질 복합체에 결합한다.
2) 활성화 된 세포 독성 T 세포는 perforin이라는 단백질을 합성한다.
3) perforin은 방출되어 감염된 세포막에 달라붙어 구멍을 낸다.
4) 세포 용해가 일어난다.

 

15.세포표면에는 두 종류의 물질이 있다. Class 1 분자는 모든 세포에 존재하며, Class 2 분자는 B 세포, 활성화된 T 세포 및 대식세포 등에 특정적으로 존재하며 면역 세포들은 이들 분자를 인식, 자신의 세포를 공격하지 않는다.
장기 이식 시 수혜자의 면역계가 공여자의 세포를 공격하게 된다. 거부반응을 줄이기 위해 면역반응을 억제한다. 그러나 이는 동시에 감염에 대한 면역도 동시에 약화시킨다.

16.자가 면역질환 : 인슐린 의존형 당뇨병, 류머티스 관절염, 루프스, 류마티스성 열병, 다발성 경화증 등 면역계가 자신의 물질들을 공격함으로써 발생한다.

 

17.알레르기 : 우리 주변의 항원에 대한 비정상적인 과민반응이다.
1) 반응기 : 알레르기 항원에 처음으로 노출되면 B 세포가 그에 대한 특이한 항체를 생성한다. 이 항체의 일부는 mast cell의 표면 단백질 수용체에 결합한다.
2) 같은 항원에 두 번째 노출되면 알레르기 항원은 mast cell에 결합하고 있는 항체와 반응하여 히스타민등 여러 염증성 화합물을 생산하게 한다.
3) 히스타민이 알레르기를 일으킨다. 혈관을 팽창시켜 여러 혈액 성분들이 빠져 나오기 쉽게 한다.

 

 

18.후천성 면역결핍증 바이러스는 보조 T 세포를 특히 좋아한다. 후천성 면역결핍증 바이러스가 모든 T 세포를 파괴시키면 세포성 면역은 물론 체액성 면역도 수행할 수 없다. 




대전광역시 유성구 문지동 KAIST문지캠퍼스강의동L605호 대표이사:(원장)서범구 사업자번호:314-86-01479
전화번호:1800-0250 팩스번호:07074559748 관리자이메일:puom9@naver.com
이엠생명과학연구원. All Rights Reserved