식세포작용

식세포작용(phagocytosis)

식세포는 아메바같이 독립생활을 하는 단세포생물이거나 백혈구와 같은 체세포 중 하나이다.

백혈구가 주로 식세포작용을 하는 입자들은 세균이나 죽은 조직세포, 원생동물, 여러 종류의 먼지입자, 색소, 그밖에 미세한 이물질 등이다. 아메바나 해면류와 같이 비교적 단순한 동물들에서는 식세포작용이 먹이를 섭취하는 데 사용되고, 고등동물에서는 주로 외부물질인 항원(抗原)의 감염이나 침입에 대한 방어반응으로 사용된다.

사람과 척추동물에서 효과적으로 작용하는 식세포는 일반적으로 대식세포와 이보다 작은 식세포인 과립성 백혈구이다.

대식세포는 특히 간과 비장, 그리고 림프절에서 세균과 그밖의 다른 입자들을 없애는 작용을 한다. 대식세포는 위의 조직들을 제외한 다른 모든 조직에서도 떠돌아다니는 아메바 형태의 세포로서 볼 수 있고, 대식세포의 전구체인 단핵세포는 혈액에서 볼 수 있다. 다소 크기가 작은 과립성 백혈구는 주로 중성 백혈구로서, 순환하고 있는 혈액에 의해 운반되어 감염된 조직에 도달하게 되고 그곳의 혈관벽을 통과하여 그 조직 내에 머무르게 된다.

대식세포와 과립성 백혈구는 세균과 감염된 조직에서 분비된 물질, 또는 세균과 혈장단백질인 보체(補體) 사이의 화학작용에 의해 감염된 곳이나 염증이 생긴 부위에 모이게 된다.

식세포작용이 일어나기 전에 식세포들과 입자들이 서로 달라붙어야 하는데 대개 입자 표면의 화학적 성질에 따라 결정되는 것 같다. 혈액의 일반 단백질들은 백혈구가 달라붙는 독성이 덜한 세균표면에 피막을 형성한 후 식세포작용을 일으킬 수 있다. 독성이 강한 세균은 삼키기 어렵다.

백혈구는 그들에게 부착되는 대신 단지 그들을 멀리 밀어내기만 한다. 그러나 혈관의 내벽과 같은 단단한 표면으로 그들을 성공적으로 밀어내게 되면 세균들은 다른 곳으로 빠져나가지 못하고 섭취되어 버리는데, 이러한 과정을 표면식세포작용(surface phagocytosis)이라고 한다. 독성이 강한 다른 세균들은 특정한 종류의 세균이 있을 때 체내에서 형성되는 항체에 의해 그들의 표면이 싸여져야만 식세포작용에 의해 제거될 수 있다.

그러한 항체들은 질병에 대한 면역성을 확립하는 데 있어서 매우 중요하다.

식세포가 입자를 섭취하는 방법은 그 입자의 크기에 따라 다양하다. 세균이나 미세한 탄소 알갱이와 같은 작은 입자들을 현미경으로 보면 어느 한 순간에는 식세포 표면에 달라붙어 있다가도 그 다음 순간에는 식세포 내부에 있는 것을 볼 수 있는데 이와 같이 작은 입자들은 매우 빨리 섭취되는 것 같다.

세균 덩어리나 조직세포같이 좀더 큰 물질들은 백혈구가 좀더 천천히 반응하여 식세포작용을 하는데, 백혈구 세포들은 그 물질들을 완전히 삼켜버릴 때까지 물질 주위를 떠돌아 다닌다. 식세포작용 결과 식세포 내에 있는 효소에 의해 입자들은 소화되고 파괴된다. 삼킨 물질들은 막이 있는 액포 속에 저장된다. 섭취한 세균 속에 있는 독소는 세균이 액포 속에 있는 한 식세포에게 해를 끼칠 수 없다. 식세포작용 효소는 소화가 일어나는 액포로 분비된다.

한편 탄소 알갱이처럼 소화할 수 없는 입자는 식세포에 의해 밖으로 내보내진다.