생명과학 ① 3-1. 순환 - 혈액의 방어기능

▎생명과학 ① 3-1. 순환 - 체액과 혈액의 조성

 

 

◈ 혈액의 방어 기능

혈액은 혈액의 응고와 식균 작용 및 항체의 생성 등을 통해 세균이나 바이러스 등 각종 이물질의 침입을 차단하거나, 이들로부터 자신의 몸을 방어하는 역할을 한다.

 

1. 일차 방어 (혈액 응고와 식균 작용)

 

① 혈액응고

몸에 상처가 나서 출혈이 생기면 상처부위에 혈소판의 작용 등에 의해 혈액 응고가 일어나서 상처를 통해 몸속으로 세균 등이 침입하는 것을 막는다.

ⓐ 손상된 혈관의 방어

적혈구와 혈소판이 뭉쳐 파손된 혈관 부위를 막아 준다.

ⓑ 손상된 피부의 방어

일련의 효소 반응을 통해 형성된 피브린이 적혈구와 뭉쳐 혈병(혈떡)을 생성하고, 만들어진 혈병에 의해 파손된 피부 부위가 임시로 막히게 된다.

 

혈액의 응고과정

- 혈액이 혈관 밖으로 흘러나오게 되면 우선 혈관이 수축하면서 좁아지게 된다.

- 혈구와 혈소판이 엉기면서 상처 부위에 마개를 형성하게 된다.

- 혈소판이 파괴되면서 나온 트롬보키나아제(트롬보플라스틴)와 혈장속의 이 작용하여 혈장 단백질 중 하나인 프로트롬빈을 트롬빈으로 활성화시킨다.

- 활성화 된 트롬빈에 의해 피브리노겐이 피브린으로 바뀌게 된다.

- 피브린은 끈끈한 섬유성 단백질로 적혈구와 엉겨 상처 부위에 생긴 마개를 더욱 단단하게 조여 출혈을 멈추게 한다.

- 상처 부위의 새로운 세포가 만들어져 상처가 치유되면 출혈을 막고 있던 마개는 용해되어 없어지게 된다.

 

② 식균 작용

세균이 침입하면 백혈구는 식균 작용을 통해 세균을 세포 속으로 끌어들여 분해한다.

ⓐ 세균의 침입 가능성이 많은 조직에 백혈구가 분포한다.

ⓑ 세균이 침입한 상처 부위로 백혈구가 이동하여 식균 작용을 한다.

ⓒ 림프절에서는 림프구와 백혈구에 의해 식균 작용이 일어난다.

 

 

2. 이차 방어 (면역)

 

① 항원-항체 반응

항체가 항원과 결합하여 항원을 제거하는 반응이다.

ⓐ 항원

세균이나 세균의 독소와 같이 우리 몸의 구성 성분이 아닌이물질을 항원이라고 한다.

ⓑ 항체

항원이 체내에 침입하면 항원을 제거하는 물질이 림프구에서 만들어지는데, 이 물질을 항체라고 한다. 대부분 (감마)-글로불린이라는 단백질로 구성되어 있다.

ⓒ 항원-항체 반응의 특이성

항체는 그것을 만들게 한 항원하고만 화학적으로 결합하는데, 이것을 항원-항체 반응의 특이성이라고 한다.

 

항체의 구조와 항원-항체 반응의 특이성

항체는 2개의 동일한 긴 사슬과 2개의 동일한 짧은 사슬로 구성되어 Y자형 구조를 갖는다. 항체를 구성하는 성분의 대부분은 어느 항체에서나 아미노산 배열이 일정(불변부위-분홍색부분)하나 Y자형 구조의 팔에 해당하는 부위(가변부위-파란색부분)의 아미노산 배열은 항체에 따라 큰 차이를 보인다. 바로 이 부위가 특정 항원을 인지하도록 하는 항원 결합부이다. 이 항원 결합부 때문에 항체는 그것을 만들게 한 항원하고만 화학적으로 결합하는 특이성을 갖는다.

 

 

② 면역

항원에 대해 특정 항체가 형성되어 특정 병원체나 독소에 대해 저항성을 갖게 되는 것이다.

ⓐ 세포성 면역

골수의 줄기 세포로부터 생성되어 흉선에서 성숙되는 T림프구가 감염된 세포나 암세포를 직접 공격하여 파괴한다.

ⓑ 체액성 면역

골수에서 생성되어 골수에서 성숙되는 B림프구가 활성화된 보조 T림프구의 도움을 받아 항체를 생성하여 체액으로 분비한다. B림프구의 대부분은 형질 세포로 분화되어 항체를 생성하지만 일부는 기억 세포로 분화되어 항체를 신속하게 대량으로 생산하여 항원을 신속하게 제거한다.

 

 

ⓒ 알레르기

일반적으로 보통 사람들에게는 별로 해가 되지 않지만 특정 사람에게만 해가 되는 항원을 알레르겐이라 한다. 이 알레르겐에 의하여 항원-항체 반응이 민감하게 일어나 오히려 몸에 불리한 현상이 나타나는데 발열, 경련, 호흡곤란, 발진, 쇼크 등의 현상이 대표적이다.

ⓓ 백신 : 독성을 약화 시키거나 죽인 병원체로 체내 면역을 유발한다.

 

 

‣ T 림프구 T림프구는 골수에서 생성되어 흉선에서 성숙되며 기능에 따라 구분할 수 있다. 킬러 T림프구는 직접 세균을 제거하고, 보조 T림프구는 B림프구의 활동을 촉진하며, 억제 T림프구는 B림프구의 활동을 억제한다.

 

‣ T 림프구에 의한 거부 반응 조직을 이식할 때 T림프구에 의해 자신의 조직인지, 아닌지가 인식이 된다. 자신의 조직이 아닐 경우에는 T림프구가 조직을 공격하여 이식이 불가능해지는 거부반응이 일어나게 된다. T림프구는 출생 후 일정 기간이 경과한 후에 성숙하므로 출생한 직후에 다른 동물의 조직을 이식하면 자신의 조직으로 인식된다. 따라서 그 조직을 나중에 인식하여도 거부 반응이 일어나지 않게 된다. 그러나 성장한 후 다른 동물의 조직을 이식할 경우에는 이식 거부 반응이 일어난다.

 

 

 

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