면역 독성

면역(immune)이란 생체가 자기(self)와 비자기(non-self)를 인식하고 구별하는 생물학적 시스템을 의미합니다. 이 시스템은 병원체에 대한 방어, 암세포 감시, 혈중 백혈구 농도 조절, 면역글로불린 생성 등 생체 항상성 유지에 핵심적인 역할을 수행합니다. 면역체계는 체액성 면역과 세포성 면역으로 나뉘며, 이들은 기본적으로 T세포와 B세포의 상호작용에 의해 조절됩니다.

현대 산업사회에서 다양한 환경오염물질과 화학물질은 이 정교한 면역 시스템에 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다. 이러한 화학물질들은 면역기능을 직접적으로 억제하거나 비정상적으로 과도하게 활성화시켜 면역 관련 질환, 특히 면역억제, 알레르기, 자가면역 질환, 그리고 **면역세포 증식 이상(림프종, 백혈병 등)**을 유발할 수 있습니다.

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1. 면역반응에 관련된 세포 구성

모든 면역계 세포는 **줄기세포(stem cell)**로부터 유래하며, 이들은 림프계 경로와 골수계 경로로 나뉘어 각각 특화된 면역세포로 분화됩니다.

• 림프계 → 림프구 (T세포, B세포)
• 골수계 → 호중구, 호산구, 호염기구, 비만세포, 단핵구, 혈소판 등

(1) T세포 (Thymus-dependent lymphocyte)

T세포는 흉선(thymus)에서 분화되며, 기능에 따라 여러 유형으로 세분화됩니다.

• TH세포 (보조 T세포): B세포가 항체를 생성할 수 있도록 도와주는 역할
• TC세포 (세포독성 T세포): 바이러스 감염세포, 이식세포, 암세포 파괴에 관여
• TS세포 (억제 T세포): 과도한 면역반응 억제
• TDTH세포 (지연형 과민성 T세포): 알레르기, 염증성 반응 유도

이들은 항원 자극 시 **림포카인(lymphokine)**을 분비하여 **대식세포(macrophage)**를 활성화하고, 감염원 또는 이상세포 제거에 중요한 역할을 합니다.

(2) B세포 (Bone marrow-derived lymphocyte)

B세포는 항원 자극에 반응하여 항체 생성을 담당합니다. 항체는 기능과 구조에 따라 다음과 같은 5가지 면역글로불린(Ig)으로 구분됩니다.

• IgM, IgG, IgA, IgD, IgE

항원 자극 시 B세포는 림프모구 → 형질세포로 분화하여 항체를 분비하며, 초기에는 IgM이 먼저 생성되고 이후 IgG가 뒤따라 나타나는 것이 일반적인 면역 반응입니다.

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2. 체액성 면역과 세포성 면역의 구분

• 체액성 면역: 항원 자극 → B세포 활성 → 항체 생성 → 항원 제거
• 세포성 면역: TDTH세포나 TC세포 등 T세포 중심의 반응으로, 감작된 림프구가 외부물질을 직접 공격하거나 대식세포를 유도해 제거

이 두 면역 기전은 서로 보완적인 관계를 가지며, 외부 자극에 대한 생체 방어기전의 중심축을 이룹니다.

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3. 면역독성의 유형과 사례

(1) 알레르기(과민반응)

면역 시스템이 무해한 항원을 유해한 것으로 잘못 인식하여 과도한 면역반응을 보이는 현상을 알레르기 또는 과민반응이라고 합니다. 이는 1차 노출 시 감작(sensitization)이 일어나고, 2차 노출에서 과도한 반응을 일으킵니다.

• TDI (톨루엔 디이소시아네이트): 플라스틱, 우레탄 제조에 사용. 천식, 비염, 피부염 유발
• TMA (트리멜리트산 무수물): 혈청 알부민과 결합하여 접촉성 피부염 유발
• Formaldehyde: 가구, 건축자재, 섬유소재 등에 사용되며 단백질과 결합해 알레르기 유발
• 니켈, 크롬산염, 베릴륨, 백금염: 직업성 피부염, 호흡기 알레르기 유발

이들 물질은 대부분 500~1000 이하의 분자량을 가진 hapten으로, 단독으로는 면역반응을 유발하지 않으나 생체 내 단백질과 결합해 면역항원으로 작용하게 됩니다.

(2) 자가면역

자가면역질환은 체내 구성 성분을 ‘외부 침입자’로 잘못 인식해, 이에 대해 면역반응을 일으키는 상태입니다.

• Dieldrin: 용혈성 빈혈 유도
• Hydrazine: 전신 홍반성 낭창 유발
• 수은, 금: Goodpasture 증후군(사구체신염 유사) 유발

이러한 화학물질은 자가항체 생성 또는 T세포 및 대식세포 활성화를 유도하여 조직 손상과 염증 반응을 유발합니다.

(3) 면역억제

환경 독성물질은 면역계 전반을 억제하여 감염, 암, 자가면역 등의 발생 위험을 증가시킵니다.

• 벤젠: 골수 억제 → 백혈구 감소증, 재생불량성 빈혈 유발
• PCBs: 림프기관 위축, 항체 생성 저하, 감염 저항성 감소
• TCDD (다이옥신): 고농도 노출 시 항체반응, 림프구 생산, 지연형 과민반응 억제
• PAHs (다환 방향족 탄화수소): 항체 생성 감소, 종양 촉진 가능
• 카바메이트 살충제 (carbaryl, aldicarb), DDT: 면역 억제 효과 입증

또한, 금속류 중 카드뮴, 수은은 항체 생산을 억제하고, 비소는 농도에 따라 항체 생산을 증가 또는 억제할 수 있으며, 니켈은 대식세포 기능과 자연살해세포(NK세포) 활성을 억제하여 감염 및 암에 대한 저항력을 저하시킵니다.

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4. 결론

면역계는 생명 유지에 필수적인 생체 방어 시스템입니다. 그러나 여러 환경오염물질 및 화학물질은 이 정밀한 체계에 손상을 주어 다양한 질병을 유발할 수 있습니다. 특히 직업 환경, 생활용품, 식품 포장재 등에 포함된 화학물질은 알레르기, 자가면역질환, 면역억제를 초래하며, 장기적으로 면역계의 항상성 붕괴를 야기할 수 있습니다.

따라서 안전한 화학물질 사용과 환경 관리, 지속적인 독성 평가가 절실히 필요합니다. 면역독성은 단순한 알레르기 반응을 넘어서 공중보건적 문제로 다뤄져야 하며, 면역계 건강은 곧 생명 유지의 기본 조건임을 명확히 인식해야 합니다.