면역력이 떨어지기 쉬운 환절기가 왔습니다. 환절기에는 감기나 알레르기 비염 등이 잘 발생하게 됩니다. 오늘은 이와 관련하여 면역의 구성과 면역에 있어서 핵심이 되는 영양소에는 어떤 것들이 있는지 알아보도록 하겠습니다.
면역(Virus Killers)
우리 몸에는 매일 1억개가 넘는 바이러스가 침투합니다. 그러나 우리 몸은 면역 세포 3천만개 이상의 항체를 가지고 있어서 면역체계가 문제없다면 몸에 침투한 바이러스를 잘 이겨낼 수 있습니다.
그러나 나이가 들어감에 따라 면역력이 저하되기 때문에 면역 노화 현상을 겪게 됩니다.
면역력의 지표
체온
체온은 대표적인 면역력의 지표로 체온이 1도만 떨어져도 면역력은 20 ~ 30% 가량 떨어지게 됩니다. 몸의 열은 근육이 수축하여 만들어지는데 나이가 들면서 운동량이 줄면 근육도 적어져서 체온이 잘 떨어지게 되는 것이죠.
스트레스
스트레스도 면역력을 떨어뜨리는 원인 중 하나입니다. 스트레스를 받으면 코티졸 호르몬이 많이 분비되면서 면역력이 급감한다는 연구 결과가 있습니다. 당뇨병, 고혈압, 만성 폐쇄성 폐질환 등 기저질환을 앓고 있으면 면역력이 떨어져서 바이러스 등에 취약해집니다.
면역력을 높이려면 4가지가 중요한데, 면역영양, 햇빛, 숙면 그리고 운동입니다.
면역이란?
면역은 태어날 때부터 가지고 있는 선천면역과 후천적으로 생활하면서 적응되어 얻어지는 후천면역으로 구분합니다. 선천면역에는 피부, 점막 등의 물리적 장벽과 여러 면역조직, 면역세포와 면역물질 등이 해당 됩니다. 후천면역은 생후에 침입한 항원에 대한 항체를 생성하고 또 항원의 정보를 기억했다가 항원이 다시 침입했을 때 빠르게 특이적 반응을 통해서 항원을 제거하게 됩니다.
체액성면역 & 세포성면역
후천면역은 다시 체액성 면역과 세포성 면역으로 나눌 수 있습니다.
체액성 면역은 B림프구의 항체 생성을 특징으로 합니다. 항체는 면역 글로불린으로 체액에 존재하고 단백질로 구성되어 있습니다. 세포성 면역은 T림프구의 독성 사이토카인 분비, 자연살해세포인 NK세포의 항체 의존적 독성을 나타냅니다.
면역세포는 선천면역에 해당하는데, 선천면역은 비특이적 면역으로 항원을 구분하지 않고 작동하는 반면에 면역세포 중 T림프구, NK세포 등은 특정 항원과 항체에 반응하여 독성물질을 분비해서 외부의 침입 물질을 제거하는 방식이라서 선천면역이나 체액성 면역과는 별도로 세포성 면역이라고 구분하게 된 것입니다. 체액성 면역을 TH2 면역, 세포성 면역을 TH1면역이라고 부르기도 합니다.
여기서 Th는 T helper의 약자로 도움T세포를 의미하며 각기 다른 도움 T세포가 관여하기 때문에 1, 2로 이름을 붙인 것입니다.
면역균형
면역에 대해 세부적으로 구분해서 설명한 이유는 면역을 건강하게 유지하는 것이 매우 중요하지만 면역력이 강한 것마이 중요한 것이 아니라 선천면역과 후천면역, 그리고 후천면역안에서의 세포성 면역과 체액성 면역의 균형이 더 중요할 수 있기 때문입니다.
예를 들어서 위의 그림에서 보는 바와 같이 Th1 면역이 이상이 있을 때, 즉 Th1 면역이 필요이상으로 강하면 류마티스 관절염, 다발성 경화증, 제1형 당뇨 같은 자가면역질환이 나타나고, Th2 면역이 문제가 생겨 강해지면 아토피 피부염, 천식, 알레르기성비염, 식품 알레르기 등과 같은 면역 과민 반응이 발생한다는 것이 밝혀지게 된 것입니다.
그래서 Th1과 Th2, 즉 세포성 면역과 체액성 면역의 균형이 중요하며, 선천면역과 후천면역의 균형도 중요합니다.
나이가 들어갈수록 선천면역이 약해지게 됨에 따라 항체를 생성하는 후천면역계가 부담이 커지게 됩니다. 이렇게 되면 사소한 변화에도 후천면역계가 자가항체라고 하는 필요 이상의 항체를 생성하게 되고 이는 자가면역질환의 원인이 되기도 하는 것입니다.
면역 세포의 종류
혈액은 혈구와 혈장으로 구성이 되어 있고, 혈구에는 적혈구, 백혈구, 혈소판 등이 있습니다. 적혈구는 주로 산소 운반을 하고, 혈소판은 혈액 응고 작용을 합니다.
백혈구가 바로 면역 세포입니다. 백혈구는 과립 백혈구와 무과립 백혈구로 나뉘어 집니다. 과립 백혈구에는 호중구, 호산구, 호염기구가 있고, 무과립 백혈구에는 단핵구와 림프구가 있습니다. 단핵구는 대식세포와 수지상세포로 분화되고, 림프구는 B세포와 T세포, NK세포로 구성됩니다. 이러한 면역세포에는 아연과 비타민C가 중요하게 도움이 됩니다.
면역에 도움이 되는 영양소
아연의 역할
면역에 도움이 되는 다양한 영양소가 있는데 그중에서 아연은 면역 영양소라고 알려져 있을 정도로 핵심적인 영양소입니다. 아연은 피부 장벽 기능과 상피세포의 기능을 조절합니다. 특히 점막에 존재하는 면역세포인 비만 세포와 수지상 세포의 활성화에 필수적입니다.
비만 세포는 항원을 제거하는 독성 물질을 포함하고 있는 면역 세포이고, 수지상 세포는 항원의 정보를 면역계에 전달하는 역할을 하는 세포입니다.
아연은 또한 단핵구, 호중구, B세포와 T세포, 세포독성, T세포 등 혈액 중의 면역세포 조절에 관여를 합니다. 흉선과 골수에서 면역세포의 생성과 발달을 하는데 이때 아연이 필요합니다. 면역기관 중 하나인 흉선에서 주로 T세포가 활성화 되고, 골수에서는 항체를 생성하는 B세포가 성숙하게 됩니다.
아연과 면역
노화에 따른 면역의 변화와 아연의 역할에 관한 논문을 한편 살펴보면, 그림에서와 같이 나이가 들어감에 따라서 면역체계가 변화하게 되는데 흰색 화살표는 나이가 들면서 약해지는 부분을 표현하고 있습니다. 즉 Th1 면역인 세포성 면역이 약해지게 된다는 의미입니다.
회색 화살표는 나이가 들면서 증가하는 부분인데, 전염증성 사이토카인이 증가하고 Th2 면역인 체액성 면역이 증가합니다. 그런데 체액성 면역이 건강해지는 것이 아니고, 세포성 면역이 약해지면서 체액성 면역계가 부담이 생기게 되는 것입니다. 그래서 체액성 면역계가 필요 이상으로 일을 많이 하게 된다는 의미입니다.
검은색 화살표는 아연의 역할인데, 염증을 억제하고 떨어진 Th1 면역을 회복시키는 역할을 하게 됩니다.
어린이 면역검강과 아연
면역세포의 분화과정을 보면 줄기세포로부터 단핵구, 대식세포의 순서로 분화되는 라인과 줄기세포에서 호중구, 호산구, 호염기구 등의 면역세포가 생성이 되는 라인이 있습니다. 그리고 B세포와 T세포의 분화도 또 다른 라인으로 이루어 집니다. B세포와 T세포는 림프구라고도 합니다.
면역세포가 생성 분화되는 과정에서 아연과 비타민C가 중요한 역할을 한다는 것을 위의 그림에서 보여주고 있습니다.
비타민C와 아연은 피부, 점막 장벽과 면역세포 그리고 인터페론과 같은 면역물질의 활성화에도 관여합니다. 비타민C는 콜라겐 합성에 필요하기 때문에 피부와 상피점막을 강화할 수 있고, 아연은 물리적 장벽의 두께를 유지하는데 도움이 됩니다. 비타민C는 유해산소로부터 면역 세포를 보호하는 작용을 하고 면역세포의 운동성과 주화성을 강화합니다. 여기서 주화성이란 면역물질이 반응해서 면역세포가 활성화되는 성질을 의미합니다.
또한 비타민C는 전반적인 식균작용을 강화시키고 강력한 면역기능을 하는 사이토카인, 인터페론의 생성을 증가시킵니다. 아연이 부족하면 식균작용 능력이 떨어지게 되며, B세포, T세포의 분화 및 상호작용, Th1, Th2 면역의 균형 유지 및 B세포에 의한 항체 생성과 감염 조직 세포와 종양을 제거하는데 도움이 됩니다.
아연은 산화 스트레스와 만성 염증을 줄이는 데도 중요한 역할을 합니다.
유해산소는 LDL을 산화시키고 염증 인자인 NF-kB(카파비)를 증가시켜서 비정상세포의 증식, 염증 증가, 혈액 성분의 응집을 유도합니다. 아연은 항산화 효소인 SOD의 구성 성분으로 항산화 작용도 합니다. MT는 메탈로싸이오닌이라는 물질로 중금속과 산화로부터 우리 몸을 보호하는 역할을 하는데 이때에도 아연이 필요합니다. 또한, 염증인자인 NF-kB를 억제하는 역할도 합니다.
비타민C와 면역
비타민C는 상피 조직에서 콜라겐 합성 및 안정화, 유해산소의 손상으로부터 상피조직을 보호하고, 각질 세포로 분화하는 섬유아세포의 증식에 관여합니다. 유해산소로부터 면역세포를 보호하고 면역세포의 운동성과 주화성을 강화시키며, 식균 작용을 활성화시키는데에도 도움이 됩니다.
또한 B세포와 T세포의 분화와 증식을 강화하고 항체의 수준을 향상시키는 것으로 알려져 있습니다. 면역물질인 사이토카인과 면역관 반응을 일으키는 히스타민을 조절하는 역할도 수행합니다. 그래서 아연과 함께 중요한 면역 영양소라고 할 수 있습니다.
프로바이오틱스와 면역
프로바이오틱스도 면역에 매우 중요합니다. 알러지에 대한 프로바이오틱스의 임상적 효과와 메커니즘에 대해서는 많은 논문에서 면역 관련 작용을 잘 정리하고 있습니다.
프로바이오틱스의 면역 관련 기능은 세가지 기전으로 설명이 됩니다. 우선 미생물학적 작용인데, 장내에서 병원균들과 경쟁하고 병원체에 침입을 막아주며, 단쇄지방산과 같은 포스트 바이오틱스를 생성해서 유해균을 억제합니다. 그리고 프로바이오틱스는 상피 조직에 작용을 하게 되는데, 밀착 연접, 단백질 발현, 단쇄지방산의 생성을 통해서 상피조직 즉, 장의 점막을 강화시키고 염증을 억제하는 역할을 하게 됩니다.
마지막으로 면역학적인 작용이 있는데, 선천면역, 후천면역 그리고 세포성 면역과 체액성 면역의 균형을 조절하는 데에도 도움이 됩니다. 여기서 T조절세포는 면역 균형을 조절하는 면역세포의 하나입니다.
마이크로바이옴의 다양성
위 그림은 나이에 따른 장내 마이크로바이옴의 다양성의 변화를 보여줍니다. 나이가 들어가면서 마이크로바이옴의 다양성이 감소하게 되는데, 이는 면역력의 저하로 이어지게 됩니다. 마이크로바이옴의 알파 다양성이 감소하면 면역력이 떨어지는데, 알파다양성은 장내 유익균이 얼마나 많은 종류가 존재하는가를 나타내는 지표입니다.
장내 유익균의 종류가 적어지면 당연히 면역력이 감소하게 됩니다. 그리고 다양성이 감소하면 면역질환인 크론병, 궤양성 대장염, 제1형 당뇨, 알러지, 다발성 경화증과 대사 질환인 비만, 제2형 당뇨 등이 증가하게 됩니다.
코로나 발생 이후에는 장내 마이크로바이옴의 다양성이 감소한 경우에 코로나 감염 후 위중증의 정도가 심화되었다는 것이 확인되었었습니다. 유익균의 다양성 감소는 또한 유해균의 증가로 이어지게 됩니다.
비타민과 미네랄, 단백질 그리고 프로바이오틱스, 식물영양소, 항산화 영양소, 오메가3 지방산 등이 면역 기능을 건강하게 유지하는데 도움이 되는 영양소들인데 오늘은 그 중에서도 특히 중요한 아연과 비타민C, 프로바이오틱스에 대해서 알아보았습니다.
2023.04.04 - [영양학] - 면역력의 강자 항산화 영양소 총정리
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