인간의 체내에서는 세균에 감염했을 때에 증식을 억제하기 위해서 '영양면역'이라는 방어책을 취하고 있는데 이 영양면역에 사용되는 중요한 요소로서 철이 있습니다. 철은 생물에 필수적이며 유해한 원소인데 그런 철에 대해서 창약과학자인 데렉 로우 씨가 설명했습니다.

The War for Iron | Science | AAAS
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철은 생명활동에 중요한 효소에 필수적인 원소이지만 생물학적으로 가능한 철분을 토양과 해양에서 얻는 것은 상대적으로 어렵다고 합니다. 순수한 철은 공기 중의 산소에 약하고 산화되기 쉬운 성질을 가지고 있습니다. 철(III)의 화합물은 용해도가 낮고 불용성의 산화철(III), 일반적으로 녹이라고 불리는 물질로 변화합니다.

또한 철과 산소는 유기체에 필수적인 동시에 유해한 성분입니다. 철은 활성산소를 발생시켜 세포에 유해해질 수도 있다고 합니다. 그러나 생물학적으로 철은 매우 중요한 원소이기 때문에 미생물은 시데로포어(siderophores)라는 단백질을 사용하여 활성산소로 인한 유해한 작용을 억제하는 방법을 짜냈습니다.

번식하기 위해 철이 필요한 것은 신체에 침입한 박테리아도 마찬가지여서 인간이 박테리아에 감염되면 증식을 억제하기 위해 장에서 철분의 흡수와 수송이 제한됩니다. 인간이 감염에 걸리면 박테리아가 이용 가능한 철, 아연, 망간의 양을 줄임으로써 박테리아에 대한 효과적인 방어책을 취할 수 있습니다. 이것이 로우 씨가 말하는 '영양면역'입니다.


박테리아에 감염되면 신체의 백혈구 중 하나인 대식세포는 철을 포함한 단백질의 수용체를 가진 세포외 소포를 방출하여 철을 포획합니다. 철을 포획함으로써 세균의 증식에 필요한 철을 이용할 수 없게 된다고 보고되었습니다.

지금까지의 실험에서 살모넬라균에 감염시킨 마우스의 체내에서 감염에 따라 대식세포의 소포체가 세포외 소포의 생성과 방출을 개시시키는 메커니즘이 확인되었습니다.

또한 일부 박테리아는 적혈구를 용해시켜 헤모글로빈에서 철분을 빼앗는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 메커니즘을 가진 세균이 있다는 것은 세균이 철을 이용하기 전에 그러한 세균을 포착하는 방어층이 있다는 것을 시사하고 있으며 아직 발견되지 않은 면역의 비밀이 그 밖에도 있을 것이라고 로우 씨는 보았습니다.

Posted by 말총머리
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