보체(complement) 란 무엇인가

선천면역의 핵심 축, 보체(complement)란 무엇인가

적응면역의 대표적인 무기가 항체라면, 선천면역에는 보체(complement)가 있습니다. 보체는 하나의 단일 물질이 아니라, 혈액과 조직액에 존재하는 30여 종 이상의 단백질로 이루어진 방어 시스템, 즉 보체계(complement system)를 의미합니다.

보체 단백질은 관례적으로 C라는 기호를 사용해 C1부터 C9까지 번호가 붙어 있으며, 이 외에도 활성 조절에 관여하는 다양한 보조 인자들이 포함됩니다. 이들 단백질은 평상시에는 비활성 상태로 존재하다가, 병원체나 항체 복합체를 인식하면 연쇄 반응(cascade) 형태로 순차적으로 활성화됩니다. 이 점에서 보체계는 혈액응고 반응과 구조적으로 매우 유사합니다.

보체의 핵심 기능 1: 옵소닌화(opsonization)

보체의 가장 대표적인 기능은 옵소닌화입니다. 옵소닌은 특정한 한 물질의 이름이 아니라, 병원체 표면을 코팅하여 대식세포나 호중구가 더 쉽게 탐식하도록 돕는 분자들의 총칭입니다.

보체 반응에서 중심적인 역할을 하는 분자는 C3b입니다. C3가 활성화되면 C3b가 병원체 표면에 강하게 결합하고, 대식세포에 존재하는 보체 수용체(CR1, CR3 등)가 이를 인식해 탐식 작용을 크게 증가시킵니다. 즉, 보체는 병원체를 직접 “잡아먹는” 세포는 아니지만, 면역세포의 효율을 비약적으로 끌어올리는 표식 역할을 수행합니다.

보체의 핵심 기능 2: 막공격복합체(MAC)에 의한 직접 살균

보체는 단순히 표시만 하는 데 그치지 않습니다. 보체 반응의 말단 단계에서는 C5b, C6, C7, C8, C9가 차례로 결합해 **막공격복합체(Membrane Attack Complex, MAC)**를 형성합니다.

이 구조는 세균의 세포막에 물리적인 구멍을 만들어 삼투압 균형을 붕괴시키며, 특히 그람음성균에 대해 직접적인 살균 효과를 나타냅니다. 따라서 보체계는 선천면역임에도 불구하고 즉각적이고 직접적인 병원체 제거 능력을 갖춘 방어 수단이라 할 수 있습니다.

보체의 핵심 기능 3: 염증 반응의 증폭과 조절

보체 활성화 과정에서 생성되는 C3a, C4a, C5a는 ‘아나필락시톡신(anaphylatoxin)’이라 불리며, 강력한 염증 매개 물질로 작용합니다. 이들은 비만세포나 호염구를 자극해 히스타민 분비를 유도하고, 혈관 확장과 혈관 투과성 증가를 통해 염증 반응을 촉진합니다.

특히 C5a는 호중구를 감염 부위로 끌어들이는 강력한 화학주성 인자로 작용해, 보체 반응과 세포성 면역 반응을 연결하는 가교 역할을 수행합니다.

항체와 보체의 협력: 더 빠른 제거를 위한 전략

항체가 항원에 결합했다고 해서 병원체가 자동으로 무력화되는 것은 아닙니다. 실제 제거는 탐식세포의 몫입니다. 이 과정에서 항체의 Fc 부분을 인식하는 Fc 수용체를 통해 탐식이 일어날 수 있지만, 보체가 함께 결합하면 제거 속도는 더욱 빨라집니다.

항원–항체 복합체에 보체가 결합하면, 보체 수용체를 통한 추가적인 신호가 제공되어 탐식 효율이 크게 증가합니다. 이는 적응면역과 선천면역이 분리된 체계가 아니라, 상호 보완적으로 작동하는 하나의 통합 시스템임을 보여주는 대표적인 예입니다.

진화적으로 매우 오래된 방어 시스템

보체와 비만세포는 면역계 중에서도 가장 오래된 방어 요소에 속합니다. 진화적 관점에서 보면, 보체계는 척추동물 이전 단계에서도 그 원형을 찾을 수 있으며, 연구에 따르면 그 기원은 성게와 같은 무척추동물까지 거슬러 올라갑니다.

비만세포 역시 매우 오래된 면역세포로, 해양 생물인 흰멍개 또는 오만둥이(Styela plicata)에서 그 유사한 세포가 관찰됩니다. 이는 보체와 비만세포가 항체가 등장하기 훨씬 이전부터 존재해온 선천면역의 핵심 축임을 시사합니다.

비타민 D와 보체 활성의 관계

최근 연구에 따르면 비타민 D 결핍 상태에서는 보체 반응의 조절이 깨질 수 있음이 보고되고 있습니다. 비타민 D는 보체 단백질의 발현과 활성 조절에 간접적으로 관여하며, 부족할 경우 일부 보체 경로가 과도하게 활성화되어 염증성 문제를 유발할 가능성이 제기되고 있습니다.

물론 비타민 D의 면역 조절 기능은 보체에만 국한되지 않으며, 선천면역과 적응면역 전반에 폭넓게 관여합니다. 따라서 보체 조절은 비타민 D의 여러 면역 작용 중 하나의 측면으로 이해하는 것이 적절합니다.

베타글루칸과 보체 면역의 연결 고리

보체가 병원체를 직접 인식하고 제거할 수 있기 때문에, 진균류나 식물의 세포벽 성분이 보체계를 자극할 수 있다는 가설은 비교적 설득력이 있습니다. 특히 효모 유래 베타글루칸(beta-glucan)은 보체와의 상호작용이 다수의 연구에서 보고되었습니다.

일부 연구에서는 효모 베타글루칸이 대식세포와 호중구에 존재하는 보체수용체 3(CR3)에 결합함으로써 면역 반응을 증강한다고 설명합니다. CR3는 보체 단백질 C3b가 분해되어 생성되는 iC3b, C3dg 등을 인식하는 중요한 센서로, 보체 면역의 핵심 연결 지점이라 할 수 있습니다.

초기 연구에서는 효모 베타글루칸과 버섯 유래 베타글루칸의 차이가 충분히 인식되지 않았지만, 이후 연구를 통해 버섯 베타글루칸은 구조적으로 매우 다양하며 일부는 dectin-1, 일부는 TLR4를 통해 작용한다는 점이 밝혀졌습니다.

한편, 웰뮨(Wellmune) 브랜드로 알려진 베타글루칸은 원래 바이오쎄라(Biothera)사에서 개발되었으며, 의약품 등급의 PGG-glucan 연구로도 이어졌습니다. 이 물질은 dectin-1보다는 보체 의존적 경로를 통해 면역세포에 결합하는 것으로 해석되고 있으며, 이후 Odetiglucan이라는 이름으로 개발이 지속되었습니다.

마무리하며

보체는 단순한 보조 면역 요소가 아니라, 선천면역의 중심에서 병원체 인식·제거·염증 조절을 총괄하는 정교한 시스템입니다. 항체, 비타민 D, 베타글루칸과의 상호작용을 통해 보체계는 적응면역 및 영양·환경 요인과도 긴밀히 연결되어 있으며, 현대 면역학에서 다시 주목받고 있는 영역 중 하나입니다.

참고문헌

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