선천적 or 내재적 면역 이야기 part3-보체의 이후 이야기

안녕하세요?

진나번포스팅에서는 보체가 어떻게 활성화가 되는지에 대해서 포스팅을 하였는데, 이번 포스팅에서는 보체(complement)가 병원체에 붙은 이후에 어떤 과정을 거쳐서 병원체-대표적으로 박테리아와 같은 것을 어떻게 사멸시키는지 그 과정에 대해서 포스팅을 하고자 합니다. 먼저 지난 시간에 보체가 서로 연쇄 반응을 일으켜서 병원체의 표면에 덕지덕지 붙은 것을 보았을 것입니다.

지난번 포스팅에서 이렇게 보체가 덕지덕지 붙는 것을 옵소닌 작용(Opsonization)이라는 과정이라고 언급을 하였습니다. 이번 포스팅에서는 왜 이런 옵소닌 작용 라는 과정이 일어나야 하는지를 보실 수 있습니다. 

먼저 대식세포(Macrophage)의 표면에는 CR1이라고 해서, 보체 수용체 1(Complement Receptor 1)이 있습니다. 이 이름에서 알 수 있듯이 CR1은 보체에 특이적으로 결합할 수 있도록 구조적으로 설계되어 있는 단백질인데, 당연 박테리아의 표면이 지난번 포스팅에서 언급했던 것처럼 C3b로 뒤덮히면 다음과 같은 일이 일어납니다.

링크 : 세균잡아 먹는 세포 이야기

예전 포스팅에서 언급했는 것처럼, 대식세포의 표면에는 패턴인식 수용체(PRRs)가 있습니다. 그러나 박테리아 표면이 다당류라고 해서... 단백질의 당화와 관련이 있는 조금 다른 이야기 이기는 합니다. 추가적으로 관심이 있으시다면 아래의 링크를 읽어 주셨으면 합니다.

링크 : 단백질의 당화(Protein Glycosylation)

즉 단백질에 당화(Glycosylation)이 일어나는 것처럼, 박테리아의 표면도 과하게 당화가 되어서 이런 PRRs에 잡히지 않으려고 피하는데, 불행이도 이런 당화는 미생물-특히 박테리아가 사용가능한 전략중에 일부분에 불과합니다. 가지가지 전략으로 미생물은 PRRs를 피해서 가는데, 이럴 때 보체의 옵소닌 작용에 의해서 미생물의 표면에 '표적'이 찍히게 되며, 대식세포가 잘 잡아먹을 수 있도록 되는 것입니다.

이게 보체가 미생물에 결합한 이후에 끝이냐고 하면, 그것도 아닌것이 이번에는 병원체의 표면에 보체가 '직접'작용해서 '구멍'을 뚫어서 병원체를 직접 죽이는 작용을 하는 것도 있습니다. 먼저 설명을 해야 할 것은 앞서 지난 포스팅에서 C3bBb라는 형태로 C3보체가 박테리아 표면에서 C3전환효소가 된다는 것을 이야기 했습니다. 그러나 신기하게도 아래의 그림과 같이 2개의 C3b와 1개의 Bb가 결합되면, C5라는 '또 다른' 보체를 자르게 됩니다.

여기서 왠 C5가 무엇이냐고 하면서 헷갈리실 분들이 계실듯 한데, 간단합니다. 지난번 포스팅에서 언급했다 시피, 보체는 30개 이상의 단백질로 구성이 되어 있다고 하는데, 아래의 5가지 보체 단백질이 C3이외에도 혈장 속에서 존재하고 있다고 합니다.

이 보체 단백질들이 서로 합체해서 막공격 복합체(membrane-attack complex)를 만들어서, 병원체의 표면에 구멍을 뚫어 죽인다고 보시면 되겠습니다. 이 이련의 과정은 먼저 위에서 언급한 2개의 C3b와 1개의 Bb가 만나 생성되는 '대체 C5 전환효소(alternative C5 convertase)'가 C5를 C5a와 C5b로 잘라내는 과정이 일어나야만 합니다. 그래서 아래의 그림에서 일련의 과정을 묘사해 보겠습니다.

위 그림에서 묘사되는 것처럼, 병원체의 표면에 있는 대체 C5 전환효소가 C5를 잘라서 C5b로 만들고, '또 다른' 보체인 C6와 C7과 '합체'를 합니다. 그리고 이어서 C8과 결합을 하게되면, 본격적으로 구멍을 뚫기위한 C9이라는 보체가 둥근 '원통모양'을 형성해서 마치 파이프로 구멍을 뚫은 것처럼 병원체의 표면에 구멍을 뚫게 됩니다. 이렇게 되면 병원체인 박테리아나 바이러스등의 내부 물질이 흘러 나와서 '사멸'하게 됩니다.

그럼 여기서 드는 또 다른 의문이, 떨어져 나간 C3a와 C5a는 무슨 역할을 하는가 하는 의문이 드실 것인데, 지난번 포스팅에서 C3a가 다른 면역세포를 부른다고 하였습니다. C5a역시 다른 면역세포를 부르는데, C3a와 C5a를 '아나필락시스 독소(anaphyla toxin)'이라고 부른다고 합니다. 왜 이렇게 불리냐 하면 결과적으로 C3a와 C5a는 '염증반응'을 증폭시키는데, 너무 급격하게 증가한 덕분에 사람이 죽는 경우도 이 C3a와 C5a 때문에 나온다고 합니다.

위 그림에서 묘사된 바와 같이, 혈관의 투과성을 증대시키는데, 이렇게 투과성이 증가하면 혈액속의 대식세포, 호중구 등이 병원체가 있는 곳으로 더 많이 들어오게 됩니다. 그 결과 식균작용을 하는 세포의 수가 증가해서, 인체에 침입한 병원체를 먹어치우는 속도가 빨라집니다. 

이것으로 복잡해 보이는 보체의 그 이후 이야기는 잡시 끝이 났으나, 아직 내재적 혹은 선천적 면역 반응에 대한 내용이 더 남아는 있습니다. 남은 내용은 다음 포스팅에서 다룰 것을 약속 드리며, 이번 포스팅은 여기까지로 마치겠습니다. 읽어 주셔서 감사합니다.