1회차_개요,선천면역반응(염증)_유윤정

개요: 선천면역반응 (염증)

• 2023년 2월 29일 유윤정 교수님의 강의 내용을 바탕으로 작성됨
• 면역학은 기출 문제보다 수업 내용과 족보를 중심으로 학습해야 함
• 수업 내용에 충실하고 암기와 이해 모두 중요

Intro 및 목차

• Immunology
• 선천면역반응
  • 선천 면역 반응의 중요성
  • 선천 면역에 관여하는 세포와 물질
  • 상피
• 급성염증반응
  • 염증반응의 순서
  • 혈관의 변화
  • 염증세포의 종류
  • 세포의 변화
• 염증반응에 의한 조직 손상의 원인
• 수업 전 퀴즈 정리

Immunology

• 치과의사로서 면역학을 알아야 하는 이유
  • 과학적 정보 자원을 활용한 근거중심 의사결정 필요
  • 질병 유발 생물학적 기전 이해 및 임상 진료 적용
  • 임상 과정에서 감염 관리
• Immunology의 범위
  • 선천면역: 적응면역(면역, Immune reaction)
  • 해로움: 정상 조직 파괴, 과민반응 (hypersensitivity), 자가면역질환 (autoimmune disease), 이식 거부반응 (rejection)
  • 이로움: 항원(미생물, 암세포 등) 제거, 치유/회복
• 면역반응이 항상 이로운 것은 아니며 조직 손상을 일으킬 수도 있음
• 숙주 방어 기전은 이로운 점과 해로운 점 모두 존재

면역의 중요성

• 면역: 질병, 특히 전염성 질병에 대한 저항력
• 이로운 점
  • 감염 방지 및 종식
  • 암세포 제거
  • 조직 복구 유도 ("Healing")
• 해로운 점
  • 조직 손상 유발
  • 조직 이식 시 거부반응 유발

숙주 방어 기전의 종류

• 선천면역: 비특이적 면역 (Innate immunity)
  • 감염에 대한 초기 보호 담당
  • 상피세포, 포식세포(neutrophil, macrophage/monocyte), 가지돌기세포(dendritic cells), NK세포, 보체(complement), 비만세포(mast cell)에 의해 매개
  • 비특이적 반응으로 항원과 접촉하지 않아도 태어날 때부터 존재
  • 미생물 침입 후 몇 시간 내에 빠르게 일어남
• 적응면역: 후천면역, 특이면역 (Adaptive immunity)
  • 선천면역으로 충분하지 않을 때 작용
  • 림프구 및 항체에 의해 매개
  • 특이적 반응(B림프구가 특정 항원만 인식)으로 항원과 접촉 시 발생
  • 선천면역 이후 남은 미생물 제거

시간 경과에 따른 면역 반응

• 초기: 선천면역 (Innate immunity)
  • 관여 세포: 상피세포, Neutrophil, Macrophage, Dendritic cells, NK cells, Mast cell, Complement
• 후기: 적응면역 (Adaptive immunity)
  • 관여 세포: B 림프구 (항체), T 림프구

급성 염증 vs 만성 염증

• 급성 염증
  • 미생물 침입 직후 즉각적 발생 (수 분 내에 시작, 며칠 지속)
  • 포식세포(macrophage/monocyte, neutrophil)가 관여, 선천 면역에 해당
• 만성 염증
  • 미생물 침입 후 서서히 나타나 오래 지속 (몇 달에서 몇 년)
  • 림프구(lymphocyte), 포식세포(macrophage/monocyte), 형질세포(plasma cell)가 관여, 후천 면역에 해당
• 미생물 침입 시 포식세포에 의해 제거되면 급성 염증, 제거되지 않으면 림프구가 관여하는 만성 염증으로 진행
• 급성 염증 후 만성 염증으로 이어지거나, 바로 만성 염증으로 시작될 수 있음
• 급성 염증은 선천 면역, 만성 염증은 적응 면역 반응과 관련

선천적 면역 반응의 중요성

• 적응면역이 활성화되기 전 감염을 제거하는 강력한 조기 방어 기전 담당
• 적응면역반응(lymphocyte)을 유도 (T 림프구에 미생물 조각 제시)
• 손상 조직 제거

선천 면역에 관여하는 세포와 물질

• 상피
  • 방어 작용 (물리적 장벽)
  • 항미생물 효과를 지닌 지방산 및 정상세균총 생성
• 포식세포 (Phagocyte)
  • 호중구 (Neutrophil)
  • 단핵세포 (Monocyte)
  • 대식세포 (Macrophage)
• 자연살해세포 (NK cell)
• 혈장 단백질: 보체 (Complement), mannose binding lectin, C-reactive protein

인체의 구조적 및 생리적 방어벽

• 눈: 눈물 (이물질 제거), Lysozyme (세균 세포벽 공격)
• 호흡기: 기침, 재채기 (이물질 제거), 점액 분비 (미생물 침투 방지), 섬모 운동 (이물질 배출)
• 구강: 타액 (항균 물질 함유), 정상세균총 (병원균 형성 제한)
• 위: 위액 산도 (미생물 서식 억제)
• 장: 정상세균총, 산도
• 질: 정상세균총, 상피세포, 지방산
• 피부: 정상세균총, 지방산

상피의 특징

• 미생물 침입 경로에 위치 (피부, 호흡기, 위장관, 기도 등)
• 물리적, 화학적 장벽 제공
  • 물리적 장벽: 상피세포 간 결합, 케라틴, 점액
  • 화학적 장벽: 항미생물제 (defensin, cathelicidin) 생성

급성 염증 반응의 순서

• 혈관의 변화 → 세포의 변화

혈관의 변화

• 혈관 확장 (Vasodilatation)
  • 미생물 자극 → Histamine 및 nitric oxide 생성 → 평활근 이완 → 혈관 확장 및 혈류량 증가
  • 발적 (Redness): 혈류량 증가로 붉게 보임
  • 발열 (Heat): 혈액 유입 증가로 따뜻하게 느껴짐
• 혈관 투과도 증가 (Increase permeability)
  • 혈관 확장 → Protein-rich 액체, 보체, 항체 혈관 밖 배출 → 부종
  • 내피세포 수축: Cytokine (히스타민, 류코트리엔, IL-1, TNF) 분비 → 내피세포 수축 → 혈관 투과도 증가
  • 내피세포 손상: 미생물 독소 및 백혈구가 생성하는 물질 (ROI, 단백분해효소)에 의해 손상

세포의 변화: 포식세포의 이동

• Extravasation
  • 미생물 침범 → 조직 고유 포식세포가 chemokine, cytokine (TNF, IL-1) 생성
  • TNF, IL-1이 내피세포 자극 → 부착분자 (Selectin, integrin ligand) 및 chemokine 발현 유도
  • Chemokine이 혈관 내피세포 표면의 proteoglycan에 부착
  • Rolling: 혈관 내 포식세포가 Selectin ligand와 결합하여 약한 결합 형성 → 구르기
  • Integrin activation: Chemokine이 Integrin 활성화 → Integrin 친화력 상승
  • Stable adhesion: 활성화된 Integrin이 Integrin ligand와 강하게 결합 → 세포 부착
  • Extravasation: 포식세포가 내피세포 통과
• Chemotaxis: 포식세포가 chemotactic factor에 의해 감염 부위로 이동

포식세포의 포식작용

• 미생물 인식 → 세포 내로 들여보내 포식소체 (Phagosome) 형성 → 포식용해소체 내에서 분해
• 포식세포 수용기
  • PAMPs (미생물 성분) 및 DAMPs (손상 세포 성분) 인식
  • Cell-associated pattern recognition receptors (미생물/손상 세포 인식 수용기)

포식세포의 수용기의 종류

• Toll-like receptors (TLRs): 세균 특정 부위 인식
• Seven-alpha helical transmembrane receptor: N-formylmethionyl 펩타이드 인식
• Lectin receptors: 미생물만 갖는 glycan 인식
• 추가 수용체: Integrin, scavenger receptor, cytokine receptor, complement receptor (CR), Fc receptor

면역 세포 내 항원 (미생물) 분해 기전

• 포식소체 (Phagosome) 형성 → 용해소체 (Lysosome)와 융합 → 포식용해소체 (Phagolysosome) 형성
• 분해 기전
  • 용해소체 내 단백분해효소에 의한 분해
    • Bactericidal permeability-increasing protein, lysozyme, lactoferrin, major basic protein, defensin
  • 포식용해소체 내 reactive oxygen intermediate (ROI)에 의한 분해
  • Nitric oxide (NO)에 의한 분해

세포 밖 Neutrophil의 미생물 분해 기전

• Neutrophil Extracellular Trap (NET)
  • Neutrophil이 NET을 형성하여 세포 외 미생물 사멸
  • 미생물/Cytokine에 활성화된 호중구가 DNA, 히스톤, 단백분해효소 등을 세포 밖으로 분비하여 망 형성

염증 반응의 해로운 점

• 과도하게 활성화된 포식세포로부터 생성된 Cytokine에 의한 조직 손상
  • 감염 부위 국소적 작용은 도움, 전신 과다 축적 시 패혈증 유발
• 세포 외 공간으로 분비된 포식용해소체 내용물에 의한 조직 손상
  • 미생물 사멸 물질이 주변 정상 조직 손상
• 패혈증
  • 미생물의 체내 감염으로 전신 염증 반응 발생
    • 전신적 염증 → 중증 패혈증 → 패혈 쇼크 순으로 심각해짐

2023년 2월 29일 유윤정 교수님의 면역학 강의를 바탕으로 선천면역반응과 급성염증반응을 다룹니다. 선천 면역의 중요성, 관련 세포 및 물질, 그리고 염증 반응의 순서와 혈관 변화를 설명합니다. 면역 반응이 항상 이로운 것은 아니며, 조직 손상을 일으킬 수 있음을 강조합니다.