백혈구가 질병과 싸우는 원리와 질병과세균을 인식하는 원리는무엇인가요?
인체에서 백혈구는 나쁜 세균과 질병을 물리쳐주는 기능을 합니다.이런 백혈구가 세균과 싸우는 원리와 세균으로 인식하는 원리에 대해서 설명 부탁드립니다
안녕하세요. 손호현 과학전문가입니다.
대식세포와 수지상세포와 같은 항원제시세포(Antigen Presenting Cell, APC)는 식세포 작용으로 잡아먹은 세균을 리소좀(lysosome)을 통해 분해, 남은 단백질 찌꺼기를 MHC II 라는 단백질을 통해 보조 T세포에게 보여준다. 즉, "이런 세균이 있으니까 빨리 처리해."라고 MHC II 라는 메신저로 T세포에게 알려주는 것이다. 그럼 보조 T세포는 이 신호를 받아 B세포에게 사이토카인을 분비해 피드백으로 분열하게 만들어 기억세포와 형질세포로 분화하게 만든다. 기억세포는 계속 남아 훗날 같은 병원체가 침입했을 때 빠른 면역 반응을 일으키기 위해서 남아있게 되고, 형질세포는 해당하는 단백질에 꼭 맞아 잘 붙게 되는 항체를 만들어낸다. 이 항체는 세균(항원)에 달라붙게 되고, 면역 시스템은 외부 침입자를 쉽게 공격할 수 있게 된다. 또한, 면역작용을 위해 백혈구를 비롯한 면역계 세포에만 존재하는 특이한 현상으로, 혈관외유출현상(Leukocyte extravasation), 즉 혈관벽을 통과하여 항원에 도달하는 성질도 지니고 있다.
이렇게 백혈구가 무단침입자와 치열하게 전투를 벌이고 남은 잔해가 바로 고름이다.(주로 호중구) 실제 고름을 현미경으로 관찰을 해보면 장렬히 전사한 백혈구를 비롯한 흔적들이 보인다고 한다. 호흡기 질환 이후 나오는 특이한 색깔의 가래도 이런 고름이 섞여서 그렇게 보이는 것이다.
성인 기준으로 혈액 1mm3당 5,000 ~ 1만 개 가량의 백혈구가 있으나 만약 몸에 상처가 나서 세균이 침투했을 때, 병에 걸렸을 때 또는 물리적으로나 감정적으로 신체가 흥분되어 있는 상태일 때 일시적으로 백혈구 수가 증가하는 경우도 있다. 다만, 미성숙 백혈구가 비정상적으로 증식하여 오히려 신체변화를 주는 경우가 있는데 이것이 백혈병이다. 반대로 백혈구감소증이라 하여 비정상적으로 줄어들어 변화가 되는 경우도 있다. 그래서 좋은 백혈구와 적혈구를 생산하려면 영양을 고르게 섭취하고 면역력을 늘릴 수 있도록 운동을 많이 하는 것이 좋다.
백혈구 중 림프구, 즉 B세포와 T세포는 각각 골수와 흉선 두 장소에서 성숙이 되는데, 어떤 항원이 침입해올지 모르기 때문에 각 면역 세포에 붙을 수용체는 무작위적으로 만들어지게 되며, 이 무작위로 생성된 수용체는 자신의 단백질까지 인식할 수 있다. 이 세포가 무사히 성숙해서 나간다면 자기 자신의 단백질까지 공격하게 된다. 이를 방지하기 위해서 백혈구 성숙 시에 자기 단백질을 인식하는 백혈구들은 전부 사멸되며, 결국은 자기 단백질을 인식하는 백혈구는 없어진다.