체내의 면역시스템이 병원체와 싸울 때 무슨 일이 일어날까

인간의 몸은 감염과 싸우기 위한 면역체계를 가지고 있어 체내에 침입한 병원균이나 바이러스를 격퇴해 신체의 안정이 유지합니다. 이러한 면역시스템이 어떻게 작동하고 몸에 어떤 영향을 미치는지에 대해 과학계 YouTube 채널 Kurzgesagt가 애니메이션으로 설명했습니다.

Your Immune System is More Dangerous than You Think - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=M-K7mxdN62M

인간의 몸이 나라의 영토라면 병원균이나 바이러스는 영토에 공격해 오는 침략자라고 할 수 있습니다. 병원균이나 바이러스가 침입하는 기회는 일상생활의 곳곳에 존재하기 때문에 인간은 이에 대처하기 위해 면역체계를 발달시켰습니다.

체내에 병원균이나 바이러스가 침입하면 세포는 사이토카인이라는 분자를 방출합니다. 사이토 카인은 일종의 공습경보와 같은 것으로 모든 종류의 면역세포를 활성화시키고 그 면역세포도 사이토카인을 방출하면서 경보가 증폭된다는 것. 사이토카인에 따라 면역체계가 병원체를 공격하기 시작함과 동시에 뇌는 신체의 우선순위를 재편하여 병원체로부터의 방어를 최우선 사항으로 취급합니다.

아프면 기력이 떨어지거나 불안과 우울증을 느끼거나 식욕을 잃습니다. 또한 통증의 감수성이 높아져 몸 곳곳에서 통증을 느끼고 휴식을 취하고 싶어집니다. 이 증상들은 모두 신체의 에너지를 절약하고 면역을 적절하게 반응시키기 위해 발생하는 것입니다.

면역의 활성화는 신체에 있어서 매우 파괴적이고 소모적인 것으로 Kurzgesagt는 면역이 활성화되어 병원체와 싸우고 있을 때의 몸을 '침략을 받아 전쟁경제로 전환된 나라'에 비유했습니다.

전쟁 중인 국가에서는 전쟁에 도움이 되는 무기와 장비의 생산이 최우선입니다. 이와 마찬가지로 질병에 걸린 체내에서는 면역세포의 생산이나 활성화가 최우선이 되고 방대한 양의 에너지나 아미노산, 미량 원소가 필요합니다.

병에 걸리면 열이 나는데 대사를 촉진하여 세포의 작용을 활성화시키고 동시에 많은 병원체에 데미지를 주는 작용을 합니다. 또한 면역세포와 항체, 사이토카인의 생산 등에도 많은 아미노산이 필요해 많은 칼로리와 아미노산이 소비됩니다.

통상 칼로리나 아미노산은 식사로 보충되지만 질병에 걸리면 소화가 느려지고 식욕도 떨어지기 때문에 식사로부터 칼로리나 아미노산을 보충하기 어려워집니다.

이에 신체는 아미노산의 가장 간단한 공급원인 근육을 분해하기 시작합니다. 그 영향으로 많은 근육을 상실한다는 것.

젊고 건강한 사람이라면 빨리 회복할 수 있지만 노인이거나 몸이 약해지면 질병의 손상으로부터 회복하는 데 시간이 걸립니다. 또한 면역반응으로 피해를 입는 것은 병원체뿐만 아니라 신체 자체도 피해를 입습니다. 특히 백혈구의 일종인 호중구는 매우 공격적이며 병원체를 분해하기 위한 화학물질을 방출할 때 인체의 세포에도 손상을 줄 수 있다는 것.

병원체 자신도 유해한 화학물질을 방출할 수 있기 때문에 심각한 감염은 장기에 심각한 손상을 입힙니다. 호중구와 대식세포는 신체의 수리를 개시하기 위한 신호를 발신하고 손상의 대부분은 재생한 세포에 의해 곧바로 메워진다고 합니다.

또 남은 부분은 콜라겐이 일종의 유기 시멘트로서 연결되는데 원래의 조직과 같은 기능을 완수할 수 없기 때문에 상처가 있는 부분은 이전보다 기능이 쇠퇴합니다. 이것은 심장, 폐, 간과 같은 주요 장기에서도 마찬가지입니다. 그러므로 심각한 감염을 반복적으로 경험하면 점차 장기 기능이 약해진다고 Kurzgesagt는 경고했습니다.

인간의 면역체계는 다양하며 한 병원체에 대해 강해도 다른 병원체에 대해서는 약하다는 개인차가 있습니다. 이 면역체계의 다양성으로 인해 감염이 유행하더라도 인류가 멸망하지 않고 자손을 남길 수 있습니다. 면역체계가 개인적으로 다르기 때문에 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19)을 발병해 사망하는 젊은이가 있는 한편 감기 정도로 끝나는 고령자도 있습니다.

자신의 면역체계가 특정 병원체에 약하고 감염되면 죽을 가능성이 있다고 걱정이 되기도 하지만 면역시스템의 뛰어난 기능을 해킹함으로써 면역력을 높일 수도 있습니다.

면역체계가 특정 질병을 격퇴하면 병원체를 기억하고 다음 감염시 방어력이 향상됩니다. 그 덕에 같은 감염증에서도 첫회보다 2회째가 경증으로 끝나는 경우가 많습니다. 이 메커니즘을 이용한 것이 '백신'입니다.

체내에 주입된 백신은 병원체인 척을 하고 면역시스템에 감염의 기억을 갖게 합니다. 백신을 사용하면 마치 훈련장에서의 훈련과 같이 안전성이 높은 상황에서 면역시스템을 강화하는 것이 가능합니다. 약간의 부작용이 있지만 영구적인 피해를 남기는 경우는 거의 없습니다.

자연감염에서도 면역시스템은 병원체를 기억하는데 실전과 같아 몸에 데미지가 남을 위험성이 백신보다 높아집니다. 면역체계의 다양성으로 인해 건강한 사람도 특정 질병에 약한 가능성을 고려하면 자연감염으로 면역을 갖추는 시도는 위험합니다.

또한, 백신은 보다 면역시스템에 유익한 기억을 심기 위해 설계되었기 때문에 자연면역보다 더 효과적일 수 있습니다. 예방접종을 받는 것은 면역계를 강화하는 효과적인 방법의 하나라고 Kurzgesagt는 강조했습니다.