면역 반응 - 비특이적, 특이적 방어

우리 몸의 면역 반응은 크게 nonspecific defense(비특이적 방어)와 specific defense(특이적 방어)로 나뉜다. 이 둘은 병원체를 방어하는 방식에서 큰 차이를 보인다.

 

비특이적 방어(nonspecific defense)

비특이적 방어는 병원체의 종류에 관계없이 모든 외부 침입자를 방어하는 선천적인 면역 반응이다. 빠르게 반응하며, 몸 전체에 동일하게 적용되는 방어 방식이다.

• 예시: 피부, 점막, 침, 눈물 같은 물리적 방어와 염증(inflammation), 대식작용(phagocytosis) 등이 포함된다.

 

특이적 방어(specific defense)

특이적 방어는 특정 병원체만을 대상으로 하는 획득 면역 반응이다.

 

특징:

• 특정 항원을 인식하고 표적화한다.
• 반응 시간이 더 오래 걸리지만, 기억 세포를 통해 동일한 병원체에 더 빠르게 반응할 수 있다.
• 예시: B 세포와 T 세포의 반응.

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비특이적 방어에서 중요한 두 가지 요소

염증(inflammation)

염증은 몸이 손상되거나 병원체가 침입했을 때 가장 먼저 일어나는 반응이다.

 

1. 과정:

• 손상된 비만세포(mast cell)에서 히스타민(histamine)이 분비되어 혈관 확장과 혈관 투과성 증가를 유도한다.
• 결과적으로, 더 많은 혈액과 면역 세포가 손상 부위로 이동하게 된다.
• 염증 부위가 붉고 부어오르며, 온도가 올라가는 이유가 여기에 있다.

2. 역할: 병원체를 빠르게 차단하고, 면역 세포들이 침입 부위로 이동하도록 돕는다.

 

inflammation 염증

 

대식작용(Phagocytosis)

대식작용은 병원체를 포식세포(phagocyte)가 삼키고 분해하는 과정이다.

1. 과정:

• 포식세포가 병원체를 감지하고 옵소닌(opsonin)과 같은 표적 단백질을 인식한다.
• 병원체를 삼킨 후, 포식소체(phagosome)와 리소좀(lysosome)이 결합하여 이를 분해한다.

2. 역할: 병원체를 직접 제거하고, 염증 반응을 통해 면역 반응을 촉진한다.

Phagocytosis 대식작용

 

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특이적 방어의 특이성이 생기는 이유

특이적 방어가 특정 병원체만을 공격할 수 있는 이유는 B 세포와 T 세포가 각각 고유한 항원 수용체(antigen receptor)를 가지기 때문이다. 항원 수용체는 병원체의 특정 부분인 항원(antigen)에 결합하는데, 이 항원의 특정 부위를 에피토프(epitope)라고 한다. 각 B 세포와 T 세포는 서로 다른 항원을 인식할 수 있도록 설계된 고유한 항원 수용체를 발현한다.

 

1. B 세포

역할: B 세포는 병원체의 항원을 직접 인식하여 항체를 생성한다.

특이성:

• B 세포 수용체(BCR)는 병원체의 항원을 직접 인식할 수 있는 특이적 항원 결합 부위를 가진다.
• 이 수용체의 가변 영역(variable region) 덕분에 서로 다른 병원체를 구별할 수 있다.
• 골수(Bone Marrow)에서 증식한다.

B cell - Antigen binding site 항원 결합 부위

2. T 세포

역할: T 세포는 병원체의 항원을 항원 제시 세포(APC)가 제시하는 MHC 분자를 통해 인식한다.

 

항원 제시 세포 (Antigen Presenting Cell) 역할

• 항원 처리(Antigen Processing)
  • APC는 병원체를 포식(phagocytosis)하거나, 병원체의 일부를 세포 내로 가져온다.
  • 세포 안에서 병원체를 분해하여 항원(antigen)이라는 조각을 만든다.
• 항원 제시(Antigen Presentation)
  • 분해된 항원 조각을 MHC 분자(Major Histocompatibility Complex)와 결합시킨다.
  • MHC-항원 복합체는 APC의 표면으로 이동하여 T 세포에게 보여지는 형태가 된다.
  • T 세포는 APC가 보여주는 MHC-항원 복합체를 통해 병원체를 인식한다.

 

• T 세포 활성화
  • T 세포는 항원-MHC 복합체를 인식해야만 활성화된다.
  • APC가 없으면 T 세포는 병원체를 찾을 수 없고 면역 반응이 일어나지 않는다.
• ABC의 주요 종류와 특징
  • 수지상 세포(Dendritic Cells)
    • 가장 강력한 항원 제시 세포다.
    • 병원체를 탐지한 후, 림프절로 이동하여 T 세포를 활성화한다.
    • 특히, 초기 면역 반응에서 중요한 역할을 한다.
  • 대식세포(Macrophages)
    • 병원체를 삼키고 분해하는 역할(포식작용)과 함께 항원을 처리하고 제시한다.
    • 병원체 제거와 T 세포 활성화를 동시에 수행한다.
  • B 세포(B cells)
    • .B 세포는 병원체를 직접 처리한 후, MHC 분자에 결합된 항원을 보조 T 세포(Helper T cell)에 제시한다.
    • T 세포와 상호작용하여 항체 생산을 돕는다.

 

특이성:

• T 세포 수용체(TCR)는 특정 항원-MHC 복합체에만 반응한다.
• 보조 T 세포는 MHC 클래스 II를, 세포독성 T 세포는 MHC 클래스 I을 통해 항원을 인식한다.