자동화 드론의 3가지 활성화 경로 (발사 스위치)
혈액 속을 순찰하는 보체 시스템이라는 자동화 드론은 아무 때나 발사되지 않습니다. 만약 아군과 적군을 가리지 않고 무차별적으로 공격한다면, 우리 몸은 오히려 큰 피해를 입을 것입니다. 따라서 우리 몸은 이 강력한 무기가 오직 ‘필요할 때’, ‘필요한 곳에서만’ 작동하도록 매우 정교한 세 가지 종류의 ‘발사 스위치’를 마련해 두었습니다. 이 세 가지 활성화 경로는 각기 다른 방식으로 적을 인식하며, 상황에 따라 선택적으로 혹은 동시에 작동하여 빈틈없는 방어망을 구축합니다.
고전 경로 (Classical Pathway) – 특수부대의 정밀 유도
이름에 ‘고전’이 붙은 이유는 가장 먼저 발견되었기 때문입니다. 고전 경로는 보체 시스템이 적응면역의 정예부대인 ‘항체’와 협력하여 작동하는 가장 정교하고 강력한 방식입니다. 이는 마치 특수부대원(항체)이 레이저 유도기로 적의 위치를 정확히 찍어주면, 그 신호를 따라 유도 폭탄(보체)이 날아가는 것과 같습니다.1
작동 순서는 다음과 같습니다. 먼저, B세포가 만들어낸 항체(특히 IgG 또는 IgM)가 병원체 표면에 결합합니다. 그러면 보체 시스템의 첫 번째 단백질인 C1이 항체의 특정 부위를 인식하고 달라붙으면서 활성화됩니다. 일단 C1이 활성화되면, 이후의 연쇄 반응은 도미노처럼 일어나 순식간에 강력한 공격으로 이어집니다. 이 경로는 이미 우리 몸이 경험해 본 적이 있는 특정 적에 대해 매우 빠르고 효과적으로 대응할 수 있게 해주며, 선천면역과 적응면역의 아름다운 협력을 보여주는 대표적인 사례입니다.
대체 경로 (Alternative Pathway) – 상시 감시 시스템의 자동 반응
만약 우리 몸이 한 번도 만나본 적 없는 새로운 종류의 병원균이 침투했다면, 항체가 없기 때문에 고전 경로는 작동할 수 없습니다. 이때 활약하는 것이 바로 대체 경로입니다. 이는 항체의 도움 없이도 작동하는, 보체 시스템의 가장 원시적이면서도 즉각적인 방어선입니다.2
대체 경로는 매우 독특한 방식으로 시작됩니다. 혈액 속의 C3 단백질은 사실 가만히 있는 것이 아니라, 아주 낮은 확률로 ‘자연 발생적으로’ 조금씩 분해되고 있습니다. 이렇게 생긴 활성 C3b는 주변의 아무 세포에나 달라붙으려고 시도합니다. 만약 C3b가 우리 몸의 정상 세포에 달라붙으면, 우리 세포 표면에 있는 여러 ‘조절 단백질’이 즉시 C3b를 제거하여 더 이상의 반응이 일어나지 않도록 막습니다. 하지만 병원체 표면에는 이런 조절 단백질이 없습니다. 따라서 병원체에 달라붙은 C3b는 제거되지 않고, 오히려 다른 보체 인자들을 끌어들여 연쇄 반응을 폭발적으로 증폭시키는 ‘기폭 장치’가 됩니다. 이는 마치 자동 센서가 달린 지뢰와 같아서, 아군(정상 세포)이 밟으면 작동하지 않지만, 적군(병원체)이 밟는 순간 폭발하는 것과 같습니다.
렉틴 경로 (Lectin Pathway) – 적의 고유 암호 인식
렉틴 경로는 앞선 두 경로의 특징을 절묘하게 섞어 놓은 듯한 방식입니다. 이는 항체 없이도 특정 패턴을 인식하여 보체 시스템을 활성화시킨다는 점에서 선천면역의 특징을 가집니다. 이 경로의 핵심 플레이어는 혈액 속에 떠다니는 ‘만노스 결합 렉틴(Mannose-Binding Lectin, MBL)’이라는 단백질입니다.3
MBL은 이름 그대로, 세균이나 곰팡이, 일부 바이러스의 표면에 존재하는 독특한 ‘당(sugar) 구조’, 특히 ‘만노스(mannose)’라는 당의 배열 패턴을 인식하여 결합합니다. 우리 몸의 세포 표면에는 이런 당 구조가 거의 없기 때문에, MBL은 정확하게 병원체만을 표적으로 삼을 수 있습니다. MBL이 병원체에 결합하면, 그 구조가 C1과 매우 유사하게 변하면서 고전 경로와 비슷한 방식으로 연쇄 반응을 일으킵니다. 이는 마치 특정 암호(만노스 패턴)를 가진 적군만을 골라 공격하는 스마트 센서와 같은 역할을 하는, 매우 지능적인 보체 시스템의 활성화 방식입니다.
보체 시스템의 3가지 활성화 경로 비교
| 경로 | 활성화 계기 (Trigger) | 인식 분자 | 면역 종류 | 비유 |
|---|---|---|---|---|
| 고전 경로 | 병원체에 결합한 항체 | C1 단백질 | 적응면역 연계 | 특수부대의 정밀 유도 |
| 대체 경로 | 병원체 표면 자체 | 자연 분해된 C3b | 선천면역 | 자동 반응 지뢰 |
| 렉틴 경로 | 병원체의 특정 당(sugar) 패턴 | 만노스 결합 렉틴 (MBL) | 선천면역 | 특정 암호 인식 센서 |
참고 자료
- Gaboriaud, C., Thielens, N. M., Gregory, L. A., Rossi, V., Fontecilla-Camps, J. C., & Arlaud, G. J. (2004). Structure and activation of the C1 complex of complement: unraveling the puzzle. Thrombosis and Haemostasis, 91(06), 1052-1061. https://doi.org/10.1160/TH04-03-0157
- Pangburn, M. K., & Müller-Eberhard, H. J. (1984). The alternative pathway of complement. Springer Seminars in Immunopathology, 7(2-3), 163-192. https://doi.org/10.1007/BF00205834
- Fujita, T. (2002). Evolution of the lectin-complement pathway and its role in innate immunity. Nature Reviews Immunology, 2(5), 346–353. https://doi.org/10.1038/nri805
