선천면역_Innate Immunity

1. 선천면역이란?

이미지출처_Innate Immunity: Description, Functions and Facts - Microbiology Notes

 
선천면역(Innate Immunity)은 병원체의 침입을 즉각적으로 방어하는 신체의 첫 번째 방어선이다. 이는 비특이적이며 즉각적인 반응을 나타내며, 병원체가 신체에 침입하는 것을 방지하거나 신속하게 제거하는 역할을 한다.
 

선천면역과 적응면역의 비교

구분	선천면역	적응면역
반응 속도	즉각(수분~수시간)	느림(수일 소요)
특이성	비특이적	특이적 (항원에 대한 인식)
면역 기억	없음	존재 (재감염 시 신속한 반응)
주요 세포	호중구, 대식세포, 자연살해세포(NK)	T세포, B세포
주요 분자	보체, 항미생물 펩티드, 싸이토카인	항체, 사이토카인

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2. 선천면역의 주요 구성 요소

A. 물리적·화학적 장벽

• 피부와 점막: 외부 병원체의 침입을 방어하는 1차 방어선
• 점액과 섬모: 호흡기 및 소화기에서 병원체 제거
• 항미생물 펩티드: 라이소자임(눈물, 침), 디펜신(장내, 호흡기 점막), 카텔리시딘(피부) 등이 병원체를 직접 사멸

 

B. 선천면역세포

호중구 (Neutrophil)

이미지출처_호중구 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

• 가장 풍부한 백혈구 (50~70%)이며, 감염 부위로 빠르게 이동하여 병원체를 탐식하고 제거
• 산화적 살균법: 활성산소종(ROS)과 질소산화물(RNS)을 생성하여 병원체 사멸
• 비산화적 살균법: 라이소자임, 디펜신 등 항균 단백질을 활용하여 병원체 제거

 

대식세포 (Macrophage)

이미지출처_Monocytes and Macrophages: Macrophage and Monocyte Function, Origin and Related Conditions ❘ Technology Networks

• 조직에 존재하며, 병원체를 탐식하고 항원을 적응면역세포(T세포)에 제시하는 역할
• 보체 단백질과 옵소닌화된 미생물을 효율적으로 탐식
• 감염 부위에서 싸이토카인(IL-1, TNF-α) 방출하여 염증 반응 유도

 

자연살해세포 (NK Cell)

이미지출처_Natural killer cell - Wikipedia

• 바이러스 감염 세포와 종양 세포를 직접 제거
• MHC class I 발현 감소 여부로 감염 세포를 구별
• IFN-γ와 TNF-α 분비를 통해 면역 반응 활성화

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3. 패턴인식수용체(PRR)와 병원체 인식

선천면역세포는 패턴인식수용체(PRR, Pattern Recognition Receptor)를 통해 병원체의 특정한 분자 패턴을 인식한다.
 

이미지출처_Schematic of the TLR, RLR, and NLR antiviral protein signaling cascades... ❘ Download Scientific Diagram

이미지출처_Scavenger receptors in host defense: from functional aspects to mode of action ❘ Cell Communication and Signaling ❘ Full Text

 

PRR의 주요 종류

PRR 유형	인식하는 병원체 분자 패턴(PAMP)
TLR (Toll-like receptor)	바이러스 핵산, 세균 LPS
NLR (NOD-like receptor)	세균 세포벽 성분
RLR (RIG-I-like receptor)	바이러스 RNA
SR (Scavenger receptor)	죽은 세포 및 박테리아 탐식

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4. 보체 시스템과 선천면역

보체 시스템(Complementary System)은 혈장에 존재하는 약 30여 개의 단백질로 이루어진 면역 기작으로, 병원체를 직접 공격하거나 면역세포의 활성을 돕는 역할을 한다. 보체 단백질은 간에서 생성되며, 혈액을 통해 순환하면서 감염 부위에서 활성화된다.보체 시스템은 세 가지 주요 경로를 통해 활성화된다.

이미지출처_How Does Complement System Work? - Creative Biolabs

 

1. 고전 경로(Classical Pathway): 항체(IgG, IgM)가 병원체와 결합하여 보체 단백질(C1)을 활성화
2. 대체 경로(Alternative Pathway): 병원체 표면에 직접 보체 단백질이 결합하여 활성화
3. 렉틴 경로(Lectin Pathway): 병원체의 당잔기와 결합하는 MBL(맨노스 결합 렉틴)이 보체를 활성화

 

보체의 주요 기능

• 옵소닌화 (Opsonization): C3b 단백질이 병원체 표면에 부착하여 탐식 촉진
• 막공격복합체(MAC) 형성: C5b-C9 단백질이 결합하여 병원체 세포막을 파괴
• 염증 반응 유도: C3a, C4a, C5a가 백혈구를 감염 부위로 유도하고 염증을 촉진
• 면역복합체 제거: 보체 단백질이 항원-항체 복합체를 제거하여 면역 과민 반응 방지

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5. 염증 반응과 선천면역

감염이나 조직 손상이 발생하면 선천면역세포가 염증 반응(inflammation)을 유도하여 병원체를 제거하고 조직 복구를 돕는다.

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염증_Inflammation

 

A. 염증 반응 과정

1. 혈관 확장 및 투과성 증가: 혈장 단백질과 백혈구가 감염 부위로 이동
2. 백혈구 혈관 외 유출: 호중구, 단핵구가 혈관을 빠져나와 병원체 제거
3. 싸이토카인 및 케모카인 분비: 감염 부위로 면역세포를 유도

 

B. 주요 염증 매개 물질

물질	기능
히스타민	혈관 확장 및 투과성 증가
싸이토카인 (IL-1, TNF-α)	염증 반응 유도 및 면역세포 활성화
프로스타글란딘	통증 및 발열 반응 유발
백혈구 이동 단백질 (C3a, C5a)	백혈구 유인 및 활성화

 

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6. 선천면역의 한계와 적응면역과의 연결

선천면역은 신속하지만 병원체에 대한 특이적인 면역 기억을 형성하지 않는다. 따라서 감염이 지속되면 적응면역(T세포, B세포)이 활성화되어 보다 정교한 면역반응을 수행한다.
 

• 수지상세포(Dendritic Cell)는 감염 부위에서 병원체를 탐식한 후 림프절로 이동하여 T세포에 항원을 제시
• 선천면역의 싸이토카인(IL-12, IFN-γ 등)은 적응면역세포의 활성화 촉진

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<출  처>
 
Innate Immunity: Description, Functions and Facts - Microbiology Notes
 

호중구 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 
 

Monocytes and Macrophages: Macrophage and Monocyte Function, Origin and Related Conditions

 
 

Natural killer cell - Wikipedia

 
Schematic of the TLR, RLR, and NLR antiviral protein signaling cascades... | Download Scientific Diagram
 

Scavenger receptors in host defense: from functional aspects to mode of action - Cell Communication and Signaling

 
 

How Does Complement System Work? - Creative Biolabs