면역학: 백혈구의 기능과 종류 (식세포와 림프구)

백혈구

1. 특징

우리 몸에서 중요한 역할을 하는 세포 백혈구는 혈구의 한종류로 외부로부터 침입한 감염으로부터 무독화시키는 식균작용을 통해 분해한다. 모든 백혈구는 조혈 줄기세포로 골수의 다분화는 세포에서 만들어지며 신체 전체에서 발견할 수 있다. 모든 백혈구는 핵을 가지고 있는데, 적혈구나 혈소판 같이 핵이 없는 혈구도 있어서 구조적으로 다른 편이다. 

2. 종류 

혈구 내에 함유되어 있는 과립의 유무와 기원, 기능적 특성 등에 따라 구분된다. 과립이 있는 혈구는 과립 혈구, 없는 혈구는 무과립혈구라 한다. 기원은 골수계 세포와 림프계 세포로 나뉜다. 그 외 5가지 유형으로 세분된다.

3. 건강의 지표

백혈구의 수는 질병의 중요한 지표가 된다. 건강한 성인의 혈액량의 1%를 차지하며 건강 상태에 따라 큰 차이를 보인다. 백혈구가 상한선을 초과하는 일이 발생하면 건강한 면역반응이거나 종양 같은 질병일 수 있기 때문이다. 신체에서 보유해야 하는 총량보다 작을 경우 면역체계가 약화하였다는 뜻이고 질병에 걸린 사람에게 특징적으로 나타난다.

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식세포

1. 호염기성 백혈구 (Basophil)

히스타민(histamine)을 방출함으로써 혈관 확장을 유발하고 알레르기 및 항원 반응을 주로 담당한다. 히스타민은 혈관을 확장하며 손상된 조직에 혈액의 흐름을 증가시키는 역할을 하며, 헤파린은 혈액 응고를 억제하고 백혈구의 운동을 촉진하는 항응고제의 기능을 수행한다.  전체 백혈구의 약 0.5 % 미만에 불과한 데다가 다른 백혈구들과 물리적 성질과 화학적 성질이 유사하여 구분하기 어렵다. 호염기성 백혈구의 핵은 이중 또는 삼 중엽의 다형핵으로 되어 있지만 세포질에 있는 과립으로 인해 관찰하기가 어렵다.

2. 호산성 백혈구 (Eosinophil)

전체 백혈구의 약 2~4%를 차지하는 호산성 백혈구의 경우 계절의 변화나 생리주기 등에 따라 그 수가 변하는 특징이 있다. 호흡기나 소화기, 그리고 하부 요로의 점막 등에서 주로 발견되며 혈액 속에서는 발견되는 비율은 드물다. 호산성 백혈구의 경우 알레르기, 기생충 감염, 콜라겐 질병 및 비장과 중추 신경계의 질병에서 반응한다. 핵은 얇은 가닥으로 연결된 두 개의 엽으로 되어 있다.

3. 호중성 백혈구(Neutopil)

60~70 %를 차지하는 가장 수가 많은 백혈구이다. 급성 염증의 초기 단계에서 가장 흔히 나타나는 유형으로 수명은 약 5.4 일이다. 감염이 발생할 때 첫 번째로 대응하는 세포이며 식균작용을 통해 감염을 방어하므로 상처 부위의 고름 속에 다량으로 존재한다. 호중성 백혈구의 핵의 형태가 다양하여 다형핵 백혈구로 불린다. 

4. 단핵구(Monocyte)

백혈구 중에서 가장 크기가 큰 세포이다. 호중성 백혈구와 마찬가지로 식균작용을 하지만 호중성 백혈구에 비해 라이소자임(lysozyme) 함유량을 조절할 수 있다. 그래서 세포의 수명이 더 긴 편이라 더 많은 역할을 하는데, 조직 속에서 대식세포가 되어 미생물을 공격할 뿐 아니라 죽은 세포의 파편도 제거할 수 있다. 콩팥 모양의 핵을 가지고 있으며 무 과립 상태의 풍부한 세포질을 가지고 있다.

5. 대식세포(Macrophage)

외부에서 침입한 세균이나, 암세포, 죽은 세포 등을 삼켜 분해한다. 혈류를 타고 신체 내 구석구석을 돌아다녀서 거의 모든 조직에서 발견할 수 있다. 여러 조직에서 그 형태와 모양이 다르다 보니 이름이 다양하다. 단핵 식세포가 이곳저곳을 돌아다니며 상처, 병균 등을 만나고, 근처의 대식세포에서 분비된 여러 화학물질에 동화하고 변형되어 대식세포로 발달하게 되는 것이다. 대식세포의 수명은 대개 몇 주에서 몇 달에 달할 정도로 길다. 선천적 면역과 후천적 면역 둘 다에서 중요한 작용을 하는 식세포이다. T 세포에 항원을 전달하는 등의 백혈구를 끌어들이는 역할을 하기도 하고, 사이토카인을 분비하여 염증 반응을 조절하기도 한다.

6. 수지상세포(dendritic cell: DC)

선천성 면역계와 적응성 면역계를 연결해 주는 역할을 한다. 항원 물질을 처리하고 이를 세포 표면에 발현하여 T세포에 제시한다. 수지상세포는 피부와 코, 폐 및 장 내부의 외부 환경과 접촉해 있는 조직에 존재하며 혈액 내에서 미성숙한 상태로 발견된다. 일단 활성화되면 림프절로 이동하여 T세포 및 B세포와 상호작용을 하고 면역반응이 일어난다.

 

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림프구

1. B세포 

조류의 림프 기관인 Bursa of fabricius(소낭)의 B에서 따와 B세포로 명명되었다. 포유동물은 골수의 조혈모세포에서 발생한다. 여기서 여러 단계를 거쳐 성숙한 B세포가 된다. 항체를 생산함으로 적응성 면역반응에서 형질 반응을 담당하고 또 항원제시세포로서도 기능하기 때문에 사이토카인도 분비한다. 세포 표면에 B세포 수용제 (B cell receptor)를 발형하여 특정 항원과 결합할 수 있게 한다. 

2. T세포

세포성 면역을 담당하는 림프구이다. 조혈모세포에서 만들어져 흉선에서 추가적인 성숙 과정을 거치며 성숙한 T세포가 된다. 도움 T세포 (Helper T cell)과 세포독성 T세포 (Cytotoxic T cell)의 두 가지 유형으로 구분할 수 있는데 실제로는 더 다양한 T세포가 존재하고 체내에서 다양한 기능을 수행한다. T세포의 세포막 표면에는 T세포의 활성화를 결정짓는 T세포 수용체(T cell receptor, TCR)가 존재하며 DNA에서 유전자 재배열을 통해 다양한 T세포 수용체를 만들어 낼 수 있어 다양한 항원에 대응이 가능하다.