백혈구는 우리 몸의 면역 시스템을 구성하는 가장 핵심적인 세포입니다. 외부의 침입자(세균, 바이러스, 기생충 등)를 인식하고 제거하는 데 중심적인 역할을 하며, 염증 반응 조절, 면역 기억 형성, 조직 복구 등의 다양한 생리적 과정에 관여합니다. 본 글에서는 백혈구의 주요 종류와 각 세포가 수행하는 기능, 작용 메커니즘, 그리고 질병과의 연관성까지 심화된 내용을 포함하여 설명합니다.
1. 백혈구 종류와 기능: 과립구
과립구는 세포질 내에 과립(granule)을 가지고 있어 염색학적으로 구분되는 백혈구 종류입니다. 대표적으로 호중구, 호산구, 호염기구가 있으며, 이들은 급성 염증 반응과 알레르기, 기생충 감염에 주요한 방어를 담당합니다. 호중구(Neutrophil)는 가장 풍부한 백혈구로, 선천면역의 ‘전투부대’로 불립니다. 감염 부위에 가장 먼저 도달해 병원체를 식균작용(phagocytosis)으로 제거합니다. 또한, NETs(Neutrophil Extracellular Traps)를 형성해 병원체를 포획하고 죽이는 기능도 갖습니다. 호중구 감소증이 있으면 세균 감염에 극도로 취약해집니다. 호산구(Eosinophil)는 주로 기생충 감염에 대항하며, 알레르기 반응에서도 중요한 역할을 합니다. IgE 수용체를 통해 알레르겐에 반응하고, 염증 매개 물질을 분비해 기관지 천식, 비염, 아토피 등에서 증상을 유발합니다. 호산구 수치가 높으면 흔히 기생충 감염이나 과민반응 질환이 의심됩니다. 호염기구(Basophil)는 혈중 비율은 적지만, 히스타민, 헤파린 등 다양한 염증 매개 물질을 분비해 알레르기와 즉각형 과민반응(아나필락시스)에 강력하게 반응합니다. 특히 비만세포(Mast cell)와 유사한 기능을 하며, 천식 악화와 관련된 중요한 세포입니다.
2. 림프구
림프구는 면역 반응의 특이성과 기억력을 담당하는 세포군으로, B세포, T세포, NK세포로 나뉩니다. 이들은 주로 림프절, 비장, 편도 등 2차 면역기관에서 활발히 작용하며, 각각 고유한 면역 작용을 수행합니다. B세포(B lymphocyte)는 골수에서 성숙하며, 항체를 생성하는 형질세포로 분화합니다. 항체는 병원체 표면에 결합해 무력화하거나, 식세포가 인식하기 쉽게 도와줍니다. 일부는 기억세포로 남아 장기 면역을 형성합니다. T세포(T lymphocyte)는 흉선에서 성숙하고, 세 가지 주요 종류로 구분됩니다. Helper T cell (CD4+)는 다른 면역세포 활성화, 사이토카인 분비하고 Cytotoxic T cell (CD8+)는 바이러스 감염세포 및 종양세포 직접 파괴 합니다. Regulatory T cell:는 면역 반응 억제, 자가면역 방지하고 T세포는 항원 제시세포로부터 정보를 받아야 활성화되며, 자가/비자 구분 능력이 정확해야 자가면역을 방지할 수 있습니다. NK세포(Natural Killer Cell)는 항원 특이성은 없지만 감염된 세포나 암세포를 빠르게 탐지하여 제거합니다. MHC 클래스 I 분자의 결핍을 인식하고, 퍼포린과 그랜 자임을 방출하여 세포 사멸을 유도합니다. NK세포의 활성이 떨어지면 바이러스 감염과 암 발생 위험이 증가합니다.
3. 단핵구
단핵구는 혈액 내를 순환하며 조직으로 이동해 대식세포나 수지상세포로 분화하는 백혈구입니다. 이들은 선천면역과 후천면역의 연결고리 역할을 하며, 면역계 전체의 방향을 결정짓는 ‘사령탑’ 같은 존재입니다. 대식세포(Macrophage)는 병원체 포식 외에도 손상된 조직 청소, 염증 반응 조절, 항원 제시까지 다방면에서 활동합니다. 조직 특이적 명칭도 있습니다. 예: 간의 쿠퍼세포, 뇌의 미세아교세포. 대식세포는 염증 시 TNF-α, IL-1 등을 분비해 면역세포 유입을 촉진합니다. 수지상세포(Dendritic Cell)는 가장 강력한 항원제시세포(APC)로, 피부, 장, 호흡기 등 병원체가 침입하기 쉬운 부위에 분포합니다. 항원을 포획한 후 림프절로 이동해 T세포를 활성화시킵니다. 이들의 활동은 백신의 효과와도 밀접한 관련이 있습니다. 단핵구 유래 세포는 단기 감염뿐 아니라 만성 염증, 자가면역, 암 면역 반응 조절에까지 관여하며, 최근에는 이들의 ‘면역 기억 형성’ 역할도 주목받고 있습니다.
임상에서의 활용과 질병과의 연관성
백혈구 수치는 다양한 질병의 진단과 치료 반응 평가에 중요한 지표입니다. 예를 들어 호중구 증가증은 세균 감염, 급성 염증, 백혈병을 호산구 증가증은 알레르기, 기생충 감염, 호산구성 위장염을 림프구 증가은 바이러스 감염, 백혈병을 백혈구 감소는 골수 억제, 항암제 영향, 면역억제제 사용되고 백혈구 감별 수치(WBC differential)는 감염 원인 감별, 질환 진행 경과 예측, 면역기능 평가 등 다양한 임상 상황에서 활용됩니다. 또한 백혈구 기능 이상은 자가면역질환, 면역결핍증, 종양 등 광범위한 질환과 연관됩니다.
결론
백혈구는 인체 면역계의 중심축으로, 각 세포가 독립적이면서도 유기적으로 작동하여 감염 방어, 면역 기억, 조직 복구, 알레르기 반응, 자가면역 조절 등 광범위한 생리기전을 수행합니다. 과립구, 림프구, 단핵구 각각의 역할과 작용을 정확히 이해하는 것은 질병의 이해, 예방, 관리에 매우 중요한 의미를 갖습니다. 면역 건강을 위해서는 백혈구의 기능과 상태를 이해하고 적절히 조절하는 것이 필수적입니다.