당신의 정교한 면역계
: 먹어치우고, 비활성화하고, 파괴하도록, 영리하게 구성되었다!
(Your ingenious immune system.
Cleverly configured to devour, deactivate, and destroy)
Philip Bell
정기적으로 파괴적인 심각한 위협에 직면하는 국가를 상상해보라. 외부 세력과 내부 파괴행위의 위험에 처할 때, 국가는 엄격한 군법에 따라 외국 침략자, 또는 시민 악당에 대해 사형을 선고하며, 필수적인 교육 및 훈련을 위한 전문센터는 물론, 구금 시설, 폐기물 처리 시설, 및 효율적인 운송 시스템 등을 갖추고 있다.
국가는 국경을 엄격하게 경비하고, 모든 위협을 무력화함으로써, 자국의 생존을 보장한다. 이를 위해서는 감시 및 보안 검사가 필요하다. 정교한 식별 시스템을 통하여, 무고한 시민을 보호하면서, 테러리스트를 탐지하고, 제거해야 한다. 경찰, 군인 및 특수 요원과 같은 일부 개인 들은 엘리트 수준의 특정 기술을 갖고 있다. 높은 수준의 의사소통을 통해 조율된 대응을 보장하고, 위험한 침입에 효율적으로 대응하기 위한 선제적 전략이 마련되어 있다.
그림 1. 면역계의 구성요소
이 모든 것은 우리 몸의 정교한 면역체계(immune system, 면역계)와 유사하다. 그것은 당신의 세포나 조직에서 발생하는, 당신의 안전을 손상시킬 수 있는 결함들을 해결하고, 외부의 환경적 위험으로부터 당신을 보호한다. 그리고 당신의 면역체계는 외부 방어시스템을 침해하는 모든 것을 단호하게 처리하여, 그것이 신체 내부에 혼란을 일으키지 않도록 해 준다.
특히 위험한 것은 작은 병원성(질병을 유발하는) 유기체이다. 원래는 모두가 해가 없도록 창조되었으며, 대부분의 유형은 오늘날까지 무해하다. 그러나 최초의 저주(창세기 3장) 이후, 수많은 침입자들이 인간을 끊임없이 공격한다 : 많은 다양한 박테리아들, 바이러스, 곰팡이, 단세포 원생동물, 다세포 기생충 등. 면역계가 없다면, 그슬림과 화상은 쉽게 생명을 위협할 수 있으며, 작은 베임은 확실히 치명적일 수 있다. 아담은 최초의 타락 이전에 이미 유용한 기능을 수행하는 면역체계를 갖고 있었을 것이다.[1]
당신의 신체에는 두 가지 주요 유형의 방어 또는 면역이 있다. 첫 번째는 당신이 태어나면서 갖고 있는 방어 메커니즘으로, 빠르게 발생하는 선천적인 것이다. 이것은 매우 중요하지만, 특정 질병과 같은 개별적인 위협을 겨냥한 것은 아니다. 두 번째는 속도를 높이는 데 더 오래 걸리지만, 적응력이 있다. 즉, 매우 구체적인 위협 인식 및 기억 검색 시스템 덕분에 특정 질병 유기체와 같은 특정 침입자에 개별적으로 대응한다. 다음은 면역체계에 대한 매우 간단한 설명이지만, ‘큰 그림’을 이해하는 데 충분하다.
1. 선천면역
선천(‘타고난’) 면역은 반복적인 공격이나 위협에 노출되어도 변하지 않는다. 그것은 기계적, 화학적, 세포적 방어와 같은 다양한 형태를 취한다. 그들 각각은 여러 잠재적인 나쁜 것들을 즉시 처리하도록 유전적으로 프로그래밍 되어 있다(그림 1을 보라).
똑똑한 피부와 분비작용
깨지지 않는 피부(skin)는 외부 침략자에 대한 국경 통제와 같이, 신체와 외부 세계 사이의 불침투성 장벽으로 첫 번째 방어선이다. 그러나 우리는 피할 수 없는 취약한 피부 노출 부위가 있는데, 눈, 코, 입, 항문, 생식기, 및 요도(소변 배출) 등이 그러하다.[2] 기도(氣道)는 먼지 입자와 초극세사(예: 석탄, 건초, 실리카, 플라스틱, 석면 및 직물)에 대해 위험하다. 다행히도, 신체의 모든 구멍에는 촉촉한 점막(mucous membranes)이 늘어서 있어서, 이러한 입자와 침입하는 미생물들을 부착하여 포획한다.
피부와 촉촉한 막은 다양한 화학 분비물을 생성하여, 병원성 유기체를 움직이지 못하게 하거나 죽인다. 폐의 주요 기도(氣道) 가지의 내벽에는 외부로부터의 먼지 부스러기들을 가두는 점액(mucus)이 있고, 때로는 기침을 통해 이를 목을 향해 쓸어내는, 털 같은 섬모(cilia)가 있다.[3]
피부의 피지선(sebaceous glands)에서 생성되는 기름진 피지에는 젖산과 지방산이 포함되어있어, 박테리아 성장을 억제한다.[4] 리소자임(lysozyme)은 특히 눈물에서 발견되는 효소이다. 그것은 특정 박테리아를 비활성화하여, 눈 감염을 예방할 수 있다. 강한 위산은 소화에 중요하며, 해를 끼칠 수 있는 병원균을 파괴한다. 소변은 요로의 내벽을 씻어 내린다. 이 외에도 훨씬 더 많은 것들이 있다.
기술에 정통한 세포들
많은 특수 세포들이 면역계에서 중요한 역할을 하고 있다. 여기에는 혈액량의 1%를 구성하는 ‘백혈구(white blood cells, leucocytes)’가 있다(그림 2를 보라). 그것들은 골수에서 성장한 후에, 혈액, 림프(림프계의 무색 액체) 및 다양한 조직과 기관에, 예로 비장, 흉선 및 림프절 등에 배치된다.(그림 1을 보라). 림프구(lymphocytes)라고 불리는 것은 후천면역(adaptive or acquired immunity) 반응의 핵심이다. 백혈구의 유형과 역할은 정말로 어리둥절하다![5]
그림 2. 면역에 관여하는 세포들. 세포는 실제로는 희거나 무색이다. 현미경을 통해 보기 위해 과학자들은 먼저 염료로 염색을 한다. 그러면 그들의 모양은 여기에 있는 이미지들과 비슷하다.
특히 선천면역과 관련된 것은 ‘식세포(phagocytes, ‘잡아먹는 세포’)‘이다. 여기에는 몇 가지 중요한 유형이 있는데, 이들 모두 이물질/침입자를 삼켜 파괴할 수 있다. 과립백혈구(granulocytes)에는 세 주요 유형이 있다:
∙호중구(Neutrophils, 백혈구의 최대 70%)는 침입하는 미생물에 대한 일차 방어선으로, 군대의 보병과 같다. 그들은 이물질을 삼켜 소화시킨다.
∙호산구(Eosinophils, 백혈구의 2-3%)는 ‘상위 특수부대원’이다. 그들은 염증을 완화시키고, 알레르기 반응에 관여하며, 특히 기생충에 대해 능동적이다.
∙호염기구(Basophils 백혈구의 <1%)는 박테리아와 기생충에 대항하여 활동적인 또 다른 특수부대원이다. 그들은 알레르기 항원(예: 꽃가루)이 몸에 들어오면 분비되는 히스타민을 생산하고, 그것은 모세혈관을 확장시켜, 호중구가 감염된 부위로 더 쉽게 빠져나가도록 하며, 눈물과 콧물이 나오도록 유발한다!
면역은 복잡하며, 이 세 가지 과립백혈구 유형들의 기능은 겹친다.
면역계는 놀랍도록 정교하다. 이는 설계자의 초월적 지혜와 설계를 웅변적으로 말해준다.
‘대식세포(macrophages, big eaters)’는 폐기물 처리 작업자와 같은 신체의 주요 청소 세포이다. 몸 전체에서 발견되며, 랑게르한스 세포(Langerhans cells, 피부에서), 쿠퍼 세포(Kupffer cells, 간에서) 등과 같이 몇 가지 다른 이름들을 가지고 있다.
단핵구(monocytes, 백혈구의 2-8%)는 위험을 인식할 수 있는 장비를 갖고 있으며, 국소 화학 신호가 지시할 때, 다른 세포 유형(예: 대식세포)으로 바뀔 수 있다. 호염기구와 마찬가지로 단핵구는 식작용을 하고, 항원제시, 사이토카인을 생산하고 염증을 해결한다. 그들은 죽은 조직이나 감염된 조직을 청소한다.
이러한 ‘식세포들’ 중 일부는 계속해서 외래 항원을 처리하여 림프구에게 건네준다(아래 ‘멋진 항체’의 글을 보라). 이런 관점에서 그들의 역할은 후천면역과 중복된다.
식세포의 작용은 화학 메신저와 같은 사이토카인(cytokines, 시토카인)이라 불리는 세포 신호 단백질에 의해 촉발된다. 이들은 염증, 부상 및 감염 부위에서 방출되며, 혈액 전체를 순환한다. 일부 사이토카인은 식세포(예: 호중구)가 위험 구역 근처의 작은 혈관(모세 혈관)을 통과하도록 유도한다. 일단 근처에 도착하면, 그들은 망가진 세포와 이물질에서 ‘그들을 먹어치움’으로써 청소 작업을 한다.
NK(natural killer) 세포 또한 선천성 면역의 일부이다. 그들은 정상적인 건강한 세포를 피할 줄 아는 특별한 림프구이지만, 악성 암세포 또는 바이러스에 감염된 세포를 공격한다. 그들은 항체 없이도 표적을 살해한다. (아래 ‘멋진 항체’를 보라).
2. 후천면역
선천면역과 달리 후천면역(adaptive, acquired or specific immunity, 적응면역, 획득면역, 특이면역)은 특정 유형의 침입자에 따라 대응함으로, 궁극적으로 더 강력하다. 그러나 세포성 병인체에 대해 인식하고, 배치가 이루어진 이후라야, 그들의 임무를 수행하기 때문에, 대응 속도가 조금 느리다.
감염(infections)은 예를 들면 홍역 바이러스 또는 디프테리아 박테리아 등의 감염은 건강을 심각하게 위협할 수 있다. 때때로 당신의 선천면역은 그러한 적들을 단순하게 막을 수 없다. 당신의 후천면역은 회복과 사망(또는 장기적인 건강 손상)의 차이를 만든다. 당신은 일생동안 반복적으로 그러한 위험에 직면한다.
놀랍게도 신체는 병원체를 막아내는 복잡한 메커니즘을 갖고 있다. 또한 병원체의 중요한 세부사항을 ‘기억하기 위해’ 노력하므로, 향후 공격이 발생할 경우를 대비하여 첫 만남에서 학습을 한다. 이 모든 방어 체계는 사전에 프로그래밍 된 림프구(lymphocytes)와 항체(antibodies)라고 하는 무기에 의해 가능하다(‘멋진 항체’ 및 그림 3a와 3b를 보라).
B-세포와 T-세포
후천면역을 담당하는 림프구에는 범죄와 싸우는 다양한 전문 분야의 훈련된 경찰과 같은 B-세포(B-cells, B-lymphocytes)와 T-세포(T-cells, T-lymphocytes)가 포함된다. 일부는 단명하고, 일부는 수개월 또는 수년 동안을 살며, 침입자를 장기적으로 ‘기억’하는 능력을 떠맡는다.
T-세포는 흉선(thymus/심장 위에 있는 샘)에서 성숙되면서 ‘교육’되기 때문에, 그렇게 부르는 것이다. 일부는 보조 기능(T-helper cells)이 있고, 일부는 암살자가 된다(T-cytotoxic cells).
B-세포는 골수(bone marrow)에서 이름을 얻은 것이 아니라(일반적인 생각처럼), 조류의 파브리시우스 점액낭(Bursa of Fabricius)에서 처음 발견되었기 때문에, 그러한 이름을 얻었다. 그것들은 표면 막(소위 ‘Fab’ 팔이 튀어나와 있는 부위. 그림 3a를 보라)에 묻혀있는, 갖고 있는 특정 항체의 각 분자들에 의해 활성화된다. 그리고 각 항체는 특수 막단백질(CD79)과 결합되어, B-세포 수용체를 만든다.[6] 이러한 일은 비장과 림프절에서 일어난다. 대부분의 순환하는 B-세포는 어떤 행동도 보지 않는다. 그러나 B-세포 수용체가 그것과 일치하는 것을 찾으면, 모든 시스템이 작동한다.
전투는 일어나고 있다!
당신은 수십억 개의 외부 항원으로부터 끊임없이 공격을 받고 있다. 질병을 유발하는 어떤 종류의 진정한 적의 침입이 일어난다면, 외부 항원은 확인되고, 책임을 맡은 B-세포는 즉시 분열을 시작한다. 이것은 계속해서 발생하여 형질세포(plasma cells)라 불리는, 무장한 위험한 세포의 엄청난 증식을 일으킨다. 일부 보조 T 세포(T-helper cells)는 이 ‘복제 확장’ 과정에서 B-세포를 돕는다. 그러나 이제 형질세포는 똑같은 항체들을 생산하지만, 그들은 그것들을 막 수용체로 유지하지 않는다. 그 대신 항체는 무수히 혈액으로 방출된다. 침략자의 날은 얼마 남지 않게 된다. 이제 항체들은 탐색 및 파괴 임무를 수행하며, 모든 적들을 제거하고, 감염을 정복할 때까지 중단되지 않는다.
감염에서 회복된 후에도, 당신은 여전히 ‘기억세포(memory cells)’ 역할을 하는 형질세포를 갖고 있다. 그 특정한 감염 요인과 관련하여, 신체는 이전보다 더 높은 경계 상태에 들어간다. 그 침입자가 다시 못생긴 머리를 치켜세우면, 당신의 기억세포는 즉시로 그 위험을 인식할 것이다. 그들은 빠르게 증식하여 그 유형의 침입자에 특정한 특수 항체의 덩어리를 방출할 것이다. 즉, 당신은 그 질병에 대해 ‘면역’이 되어 있는 것이다. 국가로 비유하면, 알려진 침략자의 반복적인 침략 시도는 무자비하고 치명적인 특수 요원들의 전국적인 동원령이 선포되는 것이다. 이것이 백신(vaccines)이 작동하는 방식이다. 특정 병원체의 침입을 모방하여, 실제 상황이 발생할 때에 대한 면역체계를 미리 준비하는 것이다. 이 타락한 세상에서 면역계는 세계에서 가장 위험한 질병들로부터 우리를 보호한다. 그들은 전 세계 또는 많은 지역에서 일부 질병을 효과적으로 근절했다.[7]
훨씬 더 많은 일들이 진행되고 있다
우리는 실제로 일부 사실만을 이해하고 있는 것이다. 선천면역과 후천면역 모두 여기서 설명한 것보다 훨씬 더 복잡하다. 백혈구(leucocytes)는 여러 유형의 사이토카인들을 분비하는데, 몇 가지 주요 범주들로 집락자극인자(CSFs), 종양괴사인자(TNFs), 인터루킨(interleukins), 인터페론(interferons) 등이다. 모두 면역에서 복잡한 역할을 수행한다. 예를 들어, T-세포는 항바이러스 내성에 중요한 다양한 인터페론(IFN)을 생성한다. 한 종류인 IFNγ는 바이러스와 싸우기 위해 대식세포와 NK 세포를 활성화하고 모집한다.
일부 침입 세포는 식세포가 삼키기에는 너무 커서, T-세포 독성 및 NK 세포가 그들의 막에 구멍을 뚫는다(퍼포린(perforin)이라고 하는 ‘무기’를 사용하여). 표적세포는 자가 파괴되고[8], 그 후 대식세포(macrophages)는 남아있는 잔해들을 모두 삼켜버린다.
또한, 모든 세포들, 항체 및 사이토카인이 필요한 곳에 도달할 수 있도록, 신체는 매우 뛰어난 수송 네트워크를 갖추고 있다. 순환계는 면역계 세포(‘경찰’ 및 ‘특수부대’)들이 교란, 손상 또는 감염 부위에 빠르게 도달하도록 한다. 공간은 림프절, 림프관 및 림프계 혈관에 대한 논란을 예방하며, 림프절은 침입자가 구금 및 제거되는 구류 센터가 된다.
요약하자면, 위협이 무엇이든지, 헌신적인 세포들은 항상 그것을 삼키고, 비활성화하고, 파괴할 수 있도록 대기하고 있다. 고도로 정교한 면역계는 정말로 놀라운 설계이다.
창조주께 영광을
면역계는 놀랍도록 복잡하다. 그것은 설계자의 초월적 지혜를 설득력 있게 말해주고 있다. 우리의 창조주 하나님은 정당하게 우리의 예배를 받을 자격이 있다. 그러나 정교한 면역계가 전혀 쓸모가 없는, 한 가지 감염이 있다. 그것은 치명적인 죄(sin)라는 질병이다(롬 3:23; 6:23). 그 위협을 극복할 수 있는 유일한 희망(히 9:27)은 진정한 회개와 예수 그리스도에 대한 믿음을 통해, 창조주의 완전한 용서와 면죄를 받는 것이다(롬 10:9).
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면역계의 질병
안타깝게도 사람의 면역계가 스스로 엉클어지는 경우가 있다. 과민증(hypersensitivity)은 천식 및 건초열과 같이 면역계가 과도하게 반응할 때 발생한다. 자가면역질환(autoimmune diseases)은 특히 몸을 쇠약하게 한다. 이 질환에는 선천적으로 혹은 나이가 들어감에 따라 수축되는 류마티스성 관절염, 다발성 경화증, 건선 등이 포함된다. 고통스러운 류마티스성 관절염(rheumatoid arthritis)은 면역계가 관절의 윤활막을 공격할 때 발생한다. 마찬가지로 면역결핍(immunodeficiency)으로 인한 질병도 심각하다. 여기에서는 사람의 방어력이 심하게 무너져, 통상적인 경미한 감염으로 인해서도 치명적인 위험에 처하게 된다. 가장 잘 알려진 예는 HIV 감염으로 인한 AIDS(후천성면역결핍증)이다.
또 다른 오작동은 침입하는 병원체에 대한 과잉 반응인 사이토카인 폭풍(cytokine storm)이다. 이것은 제1차 세계대전 이후 스페인 독감(Spanish Flu)으로 그렇게 많은 젊은이들이 사망한 이유를 설명한다. 그들의 강력한 면역계는 자신의 조직, 특히 폐를 공격했다. 사이토카인 폭풍은 또한 COVID-19의 위험한 합병증이다. 고맙게도, 그러한 질병은 비교적 드물다. 우리 중 대부분은 우리의 면역 성분의 매혹적인 배열이 정상적으로 작동하고 있다는 사실에 기뻐할 수 있다. 당신의 정교한 면역계는 항상 경계를 서고 있고, 잠재적인 위험을 경고하며, 행동을 시작할 준비가 되어 있다. 당신은 때때로 몸이 좋지 않을 수 있지만, 기능하는 면역계가 없었다면, 당신은 정말로 수천 번 죽었을 것이다.
References and notes
1. Bergman, J. and O’Sullivan, N., Did immune system antibody diversity evolve? J. Creation 22(2):92–96, August 2008; creation.com/immune-diversity.
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멋진 항체
항체(antibodies)는 B-세포에 의해 생성된다. 그들은 항원(antigens, ‘외부 침입자’)을 표적으로 삼도록 프로그램된 면역학적 무기이다. 항원은 자신의 몸에서 나오든지(자가 항원, self-antigen), 혹은 이물질 및 미생물(비-자기)의 표면에 있는 분자(예: 단백질)들이다. 각 항원의 분자 모양은 특정 항체에 의해 인식된다. 외부(비-자기) 항원의 검출은 후천면역 반응을 시작하게 한다. 항체는 침입자 항원을 직접 감지하고, 그것과 결합할 수 있다. 대안으로, 식세포(phagocytes)는 그들의 표면에 변형된 항원을 포식할 수 있다. 이러한 표시는 항체 및 기타 반응을 촉발하는 한 경고 표지가 된다.
항체는 면역글로불린(immunoglobulin, Ig) 단백질이며, IgG, IgM, IgA, IgE, IgD 등 여러 종류가 있지만, 대체적으로 모두 Y 자형이다. 항원에 특별하게 결합하는 부위는 ‘Y’자의 팔(arms)이다. 그들은 가변 영역(variable regions)을 갖고 있다(Fab = Fragment, antigen-binding); B 세포가 골수에서 발달함에 따라 Fab 팔의 끝부분(그림에서 주황색으로 표시됨)을 코딩하는 DNA가 ‘뒤섞인다(shuffled)’. 이로 인해 사실상 무한한 다양한 항체들이 생성된다. 각각은 Fab 영역 아미노산들의 고유한 서열을 갖게 되고, 특정한 항원과 마주칠 때, 표적을 자극하고, 거기에 고유한 항원을 고정시킨다. 항체 생성은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducibly complex)’으로, 진화를 부정한다.[1]
Y 자형 항체 몸통의 아미노산 배열(Fc = Fragment, crystallizable)은 일정하다. 이 영역은 식세포라 불리는 세포의 분자와 결합한다. 따라서, 항체 Fab 영역은 박테리아에 결합할 수 있는 반면, Fc 영역은 호중구에 결합하여 박테리아를 삼켜 소화시킨다.
그림 3a. 항체분자.
그림 3b. 5 가지 유형의 항체(면역 글로불린)
References and notes
1. Bergman, J. and O’Sullivan, N., Did immune system antibody diversity evolve? J. Creation 22(2):92–96, August 2008; creation.com/immune-diversity.
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References and notes
1. See Wieland, C., Adam and the immune system; creation.com/immune, 30 May 2009.
2. The ear is not an actual body opening; it ends blindly at the skin-lined eardrum.
3. For more on the respiratory system: Demick, D., The breath of life: God’s gift to all creatures, Creation 27(1):42–45, 2004; creation.com/breath. 4. Aryal, S., Anatomical barriers of immune system—skin and mucus, microbenotes. com, 11 Jan 2020.
5. For more detail, consult an immunology text book, like: Male, D., Immunology: An Illustrated Outline (5th Edn), Garland Science, 147 pages, 2014.
6. I was once involved in research on the B-receptor. Bell, P., Rooney, N., and Bosanquet, A.G., CD79a detected by ZL7.4 separates chronic lymphocytic leukemia from mantle cell lymphoma in the leukemic phase, Cytometry (Communications in Clinical Cytometry) 38:102–105, 1999.
7. Sarfati, J., CMI, vaccines, and vaccination; creation.com/vaccines, 13 May 2018 (updated 22 Apr 2021).
8. Programmed cell death, aka apoptosis: Bell, P., Apoptosis: cell ‘death’ reveals creation, J. Creation 16(1):90–102, 2001; creation.com/apoptosis.
*PHILIP BELL, B.Sc.(Hons.), P.G.C.E., M.R.S.B., worked in cancer research, then as a school science teacher before entering creation ministry. He is CEO of Creation Ministries International (UK/Europe). For more: creation.com/pbell.
*참조 ; ▶ 면역계
https://creation.kr/Topic104/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6557522&t=board
▶ 경이로운 인체 구조 - 몸
https://creation.kr/Topic104/?idx=6558262&bmode=view
▶ 혈액
https://creation.kr/Topic104/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6558138&t=board
▶ 사람의 뇌
https://creation.kr/Topic104/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6557453&t=board
▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성
https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405309&t=board
출처 : Creation 43(3):20–24, July 2021
주소 : https://creation.com/immune-system
번역 : 이종헌
당신의 정교한 면역계
: 먹어치우고, 비활성화하고, 파괴하도록, 영리하게 구성되었다!
(Your ingenious immune system.
Cleverly configured to devour, deactivate, and destroy)
Philip Bell
정기적으로 파괴적인 심각한 위협에 직면하는 국가를 상상해보라. 외부 세력과 내부 파괴행위의 위험에 처할 때, 국가는 엄격한 군법에 따라 외국 침략자, 또는 시민 악당에 대해 사형을 선고하며, 필수적인 교육 및 훈련을 위한 전문센터는 물론, 구금 시설, 폐기물 처리 시설, 및 효율적인 운송 시스템 등을 갖추고 있다.
국가는 국경을 엄격하게 경비하고, 모든 위협을 무력화함으로써, 자국의 생존을 보장한다. 이를 위해서는 감시 및 보안 검사가 필요하다. 정교한 식별 시스템을 통하여, 무고한 시민을 보호하면서, 테러리스트를 탐지하고, 제거해야 한다. 경찰, 군인 및 특수 요원과 같은 일부 개인 들은 엘리트 수준의 특정 기술을 갖고 있다. 높은 수준의 의사소통을 통해 조율된 대응을 보장하고, 위험한 침입에 효율적으로 대응하기 위한 선제적 전략이 마련되어 있다.
그림 1. 면역계의 구성요소
이 모든 것은 우리 몸의 정교한 면역체계(immune system, 면역계)와 유사하다. 그것은 당신의 세포나 조직에서 발생하는, 당신의 안전을 손상시킬 수 있는 결함들을 해결하고, 외부의 환경적 위험으로부터 당신을 보호한다. 그리고 당신의 면역체계는 외부 방어시스템을 침해하는 모든 것을 단호하게 처리하여, 그것이 신체 내부에 혼란을 일으키지 않도록 해 준다.
특히 위험한 것은 작은 병원성(질병을 유발하는) 유기체이다. 원래는 모두가 해가 없도록 창조되었으며, 대부분의 유형은 오늘날까지 무해하다. 그러나 최초의 저주(창세기 3장) 이후, 수많은 침입자들이 인간을 끊임없이 공격한다 : 많은 다양한 박테리아들, 바이러스, 곰팡이, 단세포 원생동물, 다세포 기생충 등. 면역계가 없다면, 그슬림과 화상은 쉽게 생명을 위협할 수 있으며, 작은 베임은 확실히 치명적일 수 있다. 아담은 최초의 타락 이전에 이미 유용한 기능을 수행하는 면역체계를 갖고 있었을 것이다.[1]
당신의 신체에는 두 가지 주요 유형의 방어 또는 면역이 있다. 첫 번째는 당신이 태어나면서 갖고 있는 방어 메커니즘으로, 빠르게 발생하는 선천적인 것이다. 이것은 매우 중요하지만, 특정 질병과 같은 개별적인 위협을 겨냥한 것은 아니다. 두 번째는 속도를 높이는 데 더 오래 걸리지만, 적응력이 있다. 즉, 매우 구체적인 위협 인식 및 기억 검색 시스템 덕분에 특정 질병 유기체와 같은 특정 침입자에 개별적으로 대응한다. 다음은 면역체계에 대한 매우 간단한 설명이지만, ‘큰 그림’을 이해하는 데 충분하다.
1. 선천면역
선천(‘타고난’) 면역은 반복적인 공격이나 위협에 노출되어도 변하지 않는다. 그것은 기계적, 화학적, 세포적 방어와 같은 다양한 형태를 취한다. 그들 각각은 여러 잠재적인 나쁜 것들을 즉시 처리하도록 유전적으로 프로그래밍 되어 있다(그림 1을 보라).
똑똑한 피부와 분비작용
깨지지 않는 피부(skin)는 외부 침략자에 대한 국경 통제와 같이, 신체와 외부 세계 사이의 불침투성 장벽으로 첫 번째 방어선이다. 그러나 우리는 피할 수 없는 취약한 피부 노출 부위가 있는데, 눈, 코, 입, 항문, 생식기, 및 요도(소변 배출) 등이 그러하다.[2] 기도(氣道)는 먼지 입자와 초극세사(예: 석탄, 건초, 실리카, 플라스틱, 석면 및 직물)에 대해 위험하다. 다행히도, 신체의 모든 구멍에는 촉촉한 점막(mucous membranes)이 늘어서 있어서, 이러한 입자와 침입하는 미생물들을 부착하여 포획한다.
피부와 촉촉한 막은 다양한 화학 분비물을 생성하여, 병원성 유기체를 움직이지 못하게 하거나 죽인다. 폐의 주요 기도(氣道) 가지의 내벽에는 외부로부터의 먼지 부스러기들을 가두는 점액(mucus)이 있고, 때로는 기침을 통해 이를 목을 향해 쓸어내는, 털 같은 섬모(cilia)가 있다.[3]
피부의 피지선(sebaceous glands)에서 생성되는 기름진 피지에는 젖산과 지방산이 포함되어있어, 박테리아 성장을 억제한다.[4] 리소자임(lysozyme)은 특히 눈물에서 발견되는 효소이다. 그것은 특정 박테리아를 비활성화하여, 눈 감염을 예방할 수 있다. 강한 위산은 소화에 중요하며, 해를 끼칠 수 있는 병원균을 파괴한다. 소변은 요로의 내벽을 씻어 내린다. 이 외에도 훨씬 더 많은 것들이 있다.
기술에 정통한 세포들
많은 특수 세포들이 면역계에서 중요한 역할을 하고 있다. 여기에는 혈액량의 1%를 구성하는 ‘백혈구(white blood cells, leucocytes)’가 있다(그림 2를 보라). 그것들은 골수에서 성장한 후에, 혈액, 림프(림프계의 무색 액체) 및 다양한 조직과 기관에, 예로 비장, 흉선 및 림프절 등에 배치된다.(그림 1을 보라). 림프구(lymphocytes)라고 불리는 것은 후천면역(adaptive or acquired immunity) 반응의 핵심이다. 백혈구의 유형과 역할은 정말로 어리둥절하다![5]
그림 2. 면역에 관여하는 세포들. 세포는 실제로는 희거나 무색이다. 현미경을 통해 보기 위해 과학자들은 먼저 염료로 염색을 한다. 그러면 그들의 모양은 여기에 있는 이미지들과 비슷하다.
특히 선천면역과 관련된 것은 ‘식세포(phagocytes, ‘잡아먹는 세포’)‘이다. 여기에는 몇 가지 중요한 유형이 있는데, 이들 모두 이물질/침입자를 삼켜 파괴할 수 있다. 과립백혈구(granulocytes)에는 세 주요 유형이 있다:
∙호중구(Neutrophils, 백혈구의 최대 70%)는 침입하는 미생물에 대한 일차 방어선으로, 군대의 보병과 같다. 그들은 이물질을 삼켜 소화시킨다.
∙호산구(Eosinophils, 백혈구의 2-3%)는 ‘상위 특수부대원’이다. 그들은 염증을 완화시키고, 알레르기 반응에 관여하며, 특히 기생충에 대해 능동적이다.
∙호염기구(Basophils 백혈구의 <1%)는 박테리아와 기생충에 대항하여 활동적인 또 다른 특수부대원이다. 그들은 알레르기 항원(예: 꽃가루)이 몸에 들어오면 분비되는 히스타민을 생산하고, 그것은 모세혈관을 확장시켜, 호중구가 감염된 부위로 더 쉽게 빠져나가도록 하며, 눈물과 콧물이 나오도록 유발한다!
면역은 복잡하며, 이 세 가지 과립백혈구 유형들의 기능은 겹친다.
면역계는 놀랍도록 정교하다. 이는 설계자의 초월적 지혜와 설계를 웅변적으로 말해준다.
‘대식세포(macrophages, big eaters)’는 폐기물 처리 작업자와 같은 신체의 주요 청소 세포이다. 몸 전체에서 발견되며, 랑게르한스 세포(Langerhans cells, 피부에서), 쿠퍼 세포(Kupffer cells, 간에서) 등과 같이 몇 가지 다른 이름들을 가지고 있다.
단핵구(monocytes, 백혈구의 2-8%)는 위험을 인식할 수 있는 장비를 갖고 있으며, 국소 화학 신호가 지시할 때, 다른 세포 유형(예: 대식세포)으로 바뀔 수 있다. 호염기구와 마찬가지로 단핵구는 식작용을 하고, 항원제시, 사이토카인을 생산하고 염증을 해결한다. 그들은 죽은 조직이나 감염된 조직을 청소한다.
이러한 ‘식세포들’ 중 일부는 계속해서 외래 항원을 처리하여 림프구에게 건네준다(아래 ‘멋진 항체’의 글을 보라). 이런 관점에서 그들의 역할은 후천면역과 중복된다.
식세포의 작용은 화학 메신저와 같은 사이토카인(cytokines, 시토카인)이라 불리는 세포 신호 단백질에 의해 촉발된다. 이들은 염증, 부상 및 감염 부위에서 방출되며, 혈액 전체를 순환한다. 일부 사이토카인은 식세포(예: 호중구)가 위험 구역 근처의 작은 혈관(모세 혈관)을 통과하도록 유도한다. 일단 근처에 도착하면, 그들은 망가진 세포와 이물질에서 ‘그들을 먹어치움’으로써 청소 작업을 한다.
NK(natural killer) 세포 또한 선천성 면역의 일부이다. 그들은 정상적인 건강한 세포를 피할 줄 아는 특별한 림프구이지만, 악성 암세포 또는 바이러스에 감염된 세포를 공격한다. 그들은 항체 없이도 표적을 살해한다. (아래 ‘멋진 항체’를 보라).
2. 후천면역
선천면역과 달리 후천면역(adaptive, acquired or specific immunity, 적응면역, 획득면역, 특이면역)은 특정 유형의 침입자에 따라 대응함으로, 궁극적으로 더 강력하다. 그러나 세포성 병인체에 대해 인식하고, 배치가 이루어진 이후라야, 그들의 임무를 수행하기 때문에, 대응 속도가 조금 느리다.
감염(infections)은 예를 들면 홍역 바이러스 또는 디프테리아 박테리아 등의 감염은 건강을 심각하게 위협할 수 있다. 때때로 당신의 선천면역은 그러한 적들을 단순하게 막을 수 없다. 당신의 후천면역은 회복과 사망(또는 장기적인 건강 손상)의 차이를 만든다. 당신은 일생동안 반복적으로 그러한 위험에 직면한다.
놀랍게도 신체는 병원체를 막아내는 복잡한 메커니즘을 갖고 있다. 또한 병원체의 중요한 세부사항을 ‘기억하기 위해’ 노력하므로, 향후 공격이 발생할 경우를 대비하여 첫 만남에서 학습을 한다. 이 모든 방어 체계는 사전에 프로그래밍 된 림프구(lymphocytes)와 항체(antibodies)라고 하는 무기에 의해 가능하다(‘멋진 항체’ 및 그림 3a와 3b를 보라).
B-세포와 T-세포
후천면역을 담당하는 림프구에는 범죄와 싸우는 다양한 전문 분야의 훈련된 경찰과 같은 B-세포(B-cells, B-lymphocytes)와 T-세포(T-cells, T-lymphocytes)가 포함된다. 일부는 단명하고, 일부는 수개월 또는 수년 동안을 살며, 침입자를 장기적으로 ‘기억’하는 능력을 떠맡는다.
T-세포는 흉선(thymus/심장 위에 있는 샘)에서 성숙되면서 ‘교육’되기 때문에, 그렇게 부르는 것이다. 일부는 보조 기능(T-helper cells)이 있고, 일부는 암살자가 된다(T-cytotoxic cells).
B-세포는 골수(bone marrow)에서 이름을 얻은 것이 아니라(일반적인 생각처럼), 조류의 파브리시우스 점액낭(Bursa of Fabricius)에서 처음 발견되었기 때문에, 그러한 이름을 얻었다. 그것들은 표면 막(소위 ‘Fab’ 팔이 튀어나와 있는 부위. 그림 3a를 보라)에 묻혀있는, 갖고 있는 특정 항체의 각 분자들에 의해 활성화된다. 그리고 각 항체는 특수 막단백질(CD79)과 결합되어, B-세포 수용체를 만든다.[6] 이러한 일은 비장과 림프절에서 일어난다. 대부분의 순환하는 B-세포는 어떤 행동도 보지 않는다. 그러나 B-세포 수용체가 그것과 일치하는 것을 찾으면, 모든 시스템이 작동한다.
전투는 일어나고 있다!
당신은 수십억 개의 외부 항원으로부터 끊임없이 공격을 받고 있다. 질병을 유발하는 어떤 종류의 진정한 적의 침입이 일어난다면, 외부 항원은 확인되고, 책임을 맡은 B-세포는 즉시 분열을 시작한다. 이것은 계속해서 발생하여 형질세포(plasma cells)라 불리는, 무장한 위험한 세포의 엄청난 증식을 일으킨다. 일부 보조 T 세포(T-helper cells)는 이 ‘복제 확장’ 과정에서 B-세포를 돕는다. 그러나 이제 형질세포는 똑같은 항체들을 생산하지만, 그들은 그것들을 막 수용체로 유지하지 않는다. 그 대신 항체는 무수히 혈액으로 방출된다. 침략자의 날은 얼마 남지 않게 된다. 이제 항체들은 탐색 및 파괴 임무를 수행하며, 모든 적들을 제거하고, 감염을 정복할 때까지 중단되지 않는다.
감염에서 회복된 후에도, 당신은 여전히 ‘기억세포(memory cells)’ 역할을 하는 형질세포를 갖고 있다. 그 특정한 감염 요인과 관련하여, 신체는 이전보다 더 높은 경계 상태에 들어간다. 그 침입자가 다시 못생긴 머리를 치켜세우면, 당신의 기억세포는 즉시로 그 위험을 인식할 것이다. 그들은 빠르게 증식하여 그 유형의 침입자에 특정한 특수 항체의 덩어리를 방출할 것이다. 즉, 당신은 그 질병에 대해 ‘면역’이 되어 있는 것이다. 국가로 비유하면, 알려진 침략자의 반복적인 침략 시도는 무자비하고 치명적인 특수 요원들의 전국적인 동원령이 선포되는 것이다. 이것이 백신(vaccines)이 작동하는 방식이다. 특정 병원체의 침입을 모방하여, 실제 상황이 발생할 때에 대한 면역체계를 미리 준비하는 것이다. 이 타락한 세상에서 면역계는 세계에서 가장 위험한 질병들로부터 우리를 보호한다. 그들은 전 세계 또는 많은 지역에서 일부 질병을 효과적으로 근절했다.[7]
훨씬 더 많은 일들이 진행되고 있다
우리는 실제로 일부 사실만을 이해하고 있는 것이다. 선천면역과 후천면역 모두 여기서 설명한 것보다 훨씬 더 복잡하다. 백혈구(leucocytes)는 여러 유형의 사이토카인들을 분비하는데, 몇 가지 주요 범주들로 집락자극인자(CSFs), 종양괴사인자(TNFs), 인터루킨(interleukins), 인터페론(interferons) 등이다. 모두 면역에서 복잡한 역할을 수행한다. 예를 들어, T-세포는 항바이러스 내성에 중요한 다양한 인터페론(IFN)을 생성한다. 한 종류인 IFNγ는 바이러스와 싸우기 위해 대식세포와 NK 세포를 활성화하고 모집한다.
일부 침입 세포는 식세포가 삼키기에는 너무 커서, T-세포 독성 및 NK 세포가 그들의 막에 구멍을 뚫는다(퍼포린(perforin)이라고 하는 ‘무기’를 사용하여). 표적세포는 자가 파괴되고[8], 그 후 대식세포(macrophages)는 남아있는 잔해들을 모두 삼켜버린다.
또한, 모든 세포들, 항체 및 사이토카인이 필요한 곳에 도달할 수 있도록, 신체는 매우 뛰어난 수송 네트워크를 갖추고 있다. 순환계는 면역계 세포(‘경찰’ 및 ‘특수부대’)들이 교란, 손상 또는 감염 부위에 빠르게 도달하도록 한다. 공간은 림프절, 림프관 및 림프계 혈관에 대한 논란을 예방하며, 림프절은 침입자가 구금 및 제거되는 구류 센터가 된다.
요약하자면, 위협이 무엇이든지, 헌신적인 세포들은 항상 그것을 삼키고, 비활성화하고, 파괴할 수 있도록 대기하고 있다. 고도로 정교한 면역계는 정말로 놀라운 설계이다.
창조주께 영광을
면역계는 놀랍도록 복잡하다. 그것은 설계자의 초월적 지혜를 설득력 있게 말해주고 있다. 우리의 창조주 하나님은 정당하게 우리의 예배를 받을 자격이 있다. 그러나 정교한 면역계가 전혀 쓸모가 없는, 한 가지 감염이 있다. 그것은 치명적인 죄(sin)라는 질병이다(롬 3:23; 6:23). 그 위협을 극복할 수 있는 유일한 희망(히 9:27)은 진정한 회개와 예수 그리스도에 대한 믿음을 통해, 창조주의 완전한 용서와 면죄를 받는 것이다(롬 10:9).
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면역계의 질병
안타깝게도 사람의 면역계가 스스로 엉클어지는 경우가 있다. 과민증(hypersensitivity)은 천식 및 건초열과 같이 면역계가 과도하게 반응할 때 발생한다. 자가면역질환(autoimmune diseases)은 특히 몸을 쇠약하게 한다. 이 질환에는 선천적으로 혹은 나이가 들어감에 따라 수축되는 류마티스성 관절염, 다발성 경화증, 건선 등이 포함된다. 고통스러운 류마티스성 관절염(rheumatoid arthritis)은 면역계가 관절의 윤활막을 공격할 때 발생한다. 마찬가지로 면역결핍(immunodeficiency)으로 인한 질병도 심각하다. 여기에서는 사람의 방어력이 심하게 무너져, 통상적인 경미한 감염으로 인해서도 치명적인 위험에 처하게 된다. 가장 잘 알려진 예는 HIV 감염으로 인한 AIDS(후천성면역결핍증)이다.
또 다른 오작동은 침입하는 병원체에 대한 과잉 반응인 사이토카인 폭풍(cytokine storm)이다. 이것은 제1차 세계대전 이후 스페인 독감(Spanish Flu)으로 그렇게 많은 젊은이들이 사망한 이유를 설명한다. 그들의 강력한 면역계는 자신의 조직, 특히 폐를 공격했다. 사이토카인 폭풍은 또한 COVID-19의 위험한 합병증이다. 고맙게도, 그러한 질병은 비교적 드물다. 우리 중 대부분은 우리의 면역 성분의 매혹적인 배열이 정상적으로 작동하고 있다는 사실에 기뻐할 수 있다. 당신의 정교한 면역계는 항상 경계를 서고 있고, 잠재적인 위험을 경고하며, 행동을 시작할 준비가 되어 있다. 당신은 때때로 몸이 좋지 않을 수 있지만, 기능하는 면역계가 없었다면, 당신은 정말로 수천 번 죽었을 것이다.
References and notes
1. Bergman, J. and O’Sullivan, N., Did immune system antibody diversity evolve? J. Creation 22(2):92–96, August 2008; creation.com/immune-diversity.
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멋진 항체
항체(antibodies)는 B-세포에 의해 생성된다. 그들은 항원(antigens, ‘외부 침입자’)을 표적으로 삼도록 프로그램된 면역학적 무기이다. 항원은 자신의 몸에서 나오든지(자가 항원, self-antigen), 혹은 이물질 및 미생물(비-자기)의 표면에 있는 분자(예: 단백질)들이다. 각 항원의 분자 모양은 특정 항체에 의해 인식된다. 외부(비-자기) 항원의 검출은 후천면역 반응을 시작하게 한다. 항체는 침입자 항원을 직접 감지하고, 그것과 결합할 수 있다. 대안으로, 식세포(phagocytes)는 그들의 표면에 변형된 항원을 포식할 수 있다. 이러한 표시는 항체 및 기타 반응을 촉발하는 한 경고 표지가 된다.
항체는 면역글로불린(immunoglobulin, Ig) 단백질이며, IgG, IgM, IgA, IgE, IgD 등 여러 종류가 있지만, 대체적으로 모두 Y 자형이다. 항원에 특별하게 결합하는 부위는 ‘Y’자의 팔(arms)이다. 그들은 가변 영역(variable regions)을 갖고 있다(Fab = Fragment, antigen-binding); B 세포가 골수에서 발달함에 따라 Fab 팔의 끝부분(그림에서 주황색으로 표시됨)을 코딩하는 DNA가 ‘뒤섞인다(shuffled)’. 이로 인해 사실상 무한한 다양한 항체들이 생성된다. 각각은 Fab 영역 아미노산들의 고유한 서열을 갖게 되고, 특정한 항원과 마주칠 때, 표적을 자극하고, 거기에 고유한 항원을 고정시킨다. 항체 생성은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducibly complex)’으로, 진화를 부정한다.[1]
Y 자형 항체 몸통의 아미노산 배열(Fc = Fragment, crystallizable)은 일정하다. 이 영역은 식세포라 불리는 세포의 분자와 결합한다. 따라서, 항체 Fab 영역은 박테리아에 결합할 수 있는 반면, Fc 영역은 호중구에 결합하여 박테리아를 삼켜 소화시킨다.
그림 3a. 항체분자.
그림 3b. 5 가지 유형의 항체(면역 글로불린)
References and notes
1. Bergman, J. and O’Sullivan, N., Did immune system antibody diversity evolve? J. Creation 22(2):92–96, August 2008; creation.com/immune-diversity.
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References and notes
1. See Wieland, C., Adam and the immune system; creation.com/immune, 30 May 2009.
2. The ear is not an actual body opening; it ends blindly at the skin-lined eardrum.
3. For more on the respiratory system: Demick, D., The breath of life: God’s gift to all creatures, Creation 27(1):42–45, 2004; creation.com/breath. 4. Aryal, S., Anatomical barriers of immune system—skin and mucus, microbenotes. com, 11 Jan 2020.
5. For more detail, consult an immunology text book, like: Male, D., Immunology: An Illustrated Outline (5th Edn), Garland Science, 147 pages, 2014.
6. I was once involved in research on the B-receptor. Bell, P., Rooney, N., and Bosanquet, A.G., CD79a detected by ZL7.4 separates chronic lymphocytic leukemia from mantle cell lymphoma in the leukemic phase, Cytometry (Communications in Clinical Cytometry) 38:102–105, 1999.
7. Sarfati, J., CMI, vaccines, and vaccination; creation.com/vaccines, 13 May 2018 (updated 22 Apr 2021).
8. Programmed cell death, aka apoptosis: Bell, P., Apoptosis: cell ‘death’ reveals creation, J. Creation 16(1):90–102, 2001; creation.com/apoptosis.
*PHILIP BELL, B.Sc.(Hons.), P.G.C.E., M.R.S.B., worked in cancer research, then as a school science teacher before entering creation ministry. He is CEO of Creation Ministries International (UK/Europe). For more: creation.com/pbell.
*참조 ; ▶ 면역계
https://creation.kr/Topic104/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6557522&t=board
▶ 경이로운 인체 구조 - 몸
https://creation.kr/Topic104/?idx=6558262&bmode=view
▶ 혈액
https://creation.kr/Topic104/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6558138&t=board
▶ 사람의 뇌
https://creation.kr/Topic104/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6557453&t=board
▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성
https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405309&t=board
출처 : Creation 43(3):20–24, July 2021
주소 : https://creation.com/immune-system
번역 : 이종헌