1. 면역계의 구조 및 기능
'면역'이라는 것은 외부물질이 인체에 침입했을 때 체내세포가 이를 제거하고, 인체에 피해가 없도록 반응하는 것이다 다시 말해 개체의 면역학적 항상성을 유지하는 현상을 뜻한다 면역은 크게 '비특이적 저항'과 '특이적 저항'으로 나눌 수 있다 비특이적 저항은 말 그대로 체내에 침입한 외부물질이 종류에 관계없이 동일한 반응을 나타내는 것을 말한다
특이적 저항은 인체에 외부물질이 재차 침입했을 때, 그 물질을 인식하여 보다 효율적이고 빠르게 반응하는 것을 말한다
예를 들면, 비특이적 저항은 어떠한 종류의 유해세균이 침입하더라도 동일한 속도와 효율로 침입을 저지한다 반면, 특이적 저항은 특정 바이러스에 처음 접하면 인체는 수일에 걸쳐 그 바이러스를 제거하게 된다 그런데 바이러스 제거에 시간이 소요되면 바이러스는 조직을 파괴하고 병의 증상이 나타나게 만든다 그러나 동일 바이러스가 다시 몸에 침입하면 특이적 면역 시스템이 그 바이러스를 인식하여 파괴할 수 있어서 반응이 매우 빠르고 효율적으로 나타나는 것이다
1) 비특이적 면역반응
비특이적 저항은 인체의 여러 가지 일차적인 방어기구들을 포한한다 우선 인체의 가장 바같 부분은 피부라고 부르는 딱딱한 세포들로 둘러싸여 있다 이것은 미생물이나 다른 이물질들이 외부로부터 침투하는 것을 막아주는 중요한 역할을 한다 그러므로 피부에 상처가 생겼을 때에는 몸 밖으로부터 감염의 가능성이 커지게 된다 더구나 심한 화상의 경우는 아주 심각한 문제가 발생할 수도 있는 것이다
인체의 내부 장기들 중 외부의 물질과 직접적으로 접촉할 수 있는 호흡기, 소화기, 생식기 등에는 비특이적 면역체계가 잘 발달되어 있다 이들 기관에는 점막조직이 발달되어서 침입한 미생물이 붙어있기 어렵게 만들고 미생물을 죽이거나 밖으로 강제적으로 배출하는 기능이 있다 기침을 하거나 배설을 하는 등의 작용은 침입자를 내보내는 하나의 과정이기도 한 것이다 또한 눈물에는 세균을 분해하는 라이소자임이라는 효소가 있어서 세균을 죽이게 되며 음식을 소화시키는 기관인 위에는 산성이 강한 염산이 있어서 음식물 중에 들어있는 미생물을 파괴할 수 있다
이러한 물리화학적인 장벽 외에도 많은 종류의 세포나 단백질들이 미생물의 침입을 막아주는 비특이적 저항에 관여한다 비특이적 저항에서 중요한 역할을 하는 세포로는 아메바처럼 식균작용을 통해 침입한 미생물을 잡아먹고 분해하는 대식세포와 호중구 같은 세포들이 있다 호중구는 하나의 미생물을 잡은 후에 미생물과 함께 사멸하게 된다 피부에 상처가 생겨 세균이 감염되면 이 호중구의 대식작용이 일어나게 되는데 이때 호중구와 미생물의 사체가 흔히 말하는 고름이다
또 다른 세포면역으로 자연 살해세포가 있다 자연 살해세포는 정상 세포에는 영향을 미치지 않지만 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 선택적으로 파괴하는 중요한 기능을 가지고 있다 우리 몸의 정상 세포들은 암호를 알고 있다 암호를 알고 있는 세포들은 자연 살해세포에 공격당하지 않는다 그렇지만 외부에서 들어온 세포나 미생물들은 인체의 암호를 알 수 없어 자연 살해 세포에 공격당하게 된다 이 자연 살해세포들은 미생물이 들어오면 즉시 그 활성을 나타낼 수 있으며 미생물의 종류와 상관없이 그들을 제거하는 등, 비특이적 저항의 특성을 가지고 있다
비특이적 면역반응에 관여하는 단백질들로는 보체와 사이토카인을 들을 수 있다 보체는 미생물이 침입하게 되면 활성화되어 침투한 미생물이 파괴되도록 만드는 단백질들을 말한다 사이토카인은 면역세포를 만들어내어 면역세포의 작용을 조절하는 단백질을 말하는데 인터페론이나 암 괴사인자등과 같은 사이토카인 단백질은 각각 바이러스의 성장을 억제하거나 암세포를 파괴하는 중요한 역할을 한다 이들 보체나 사이토카인도 비특이적 면역반응의 다른 요소들처럼 항원을 특이적으로 구별할 수 없기 때문에 그 작용이 항원 특이적이지는 않지만 침입한 미생물이나 종양세포들은 일찍 감지항 파괴하는 중요한 기능을 한다
비록 대식세포, 호중구, 보체, 사이토카인 등이 주로 비특이적 면역에서 그 역할을 하지만, 이들은 종종 특이적 면역에서도 중요한 기능을 가지고 있다 예를 들어, 식균세포나 세포살해와 같은 기능은 항체에 의하여 그 작용이 크게 증가되기도 하며 보체의 작용도 항체에 의하여 영향을 받을 수도 있다 또한, 여러 가지 사이토카인 단백질들이 T 림프구와 같은 특이적 면역세포에 의하여 만들어지기도 하며 그들 세포의 작용을 조절하기도 하기 때문에 비특이적 면역과 특이적 면역은 밀접하게 연관되어 있다고 할 수 있다
열도 우리 몸을 강력하게 보호하는 또 하나의 장볍이다 바이러스나 박테리아에 감염되면 체온을 높여 간이나 비장이 철분 성분을 거두어들이도록 하여 간접적으로 미생물을 억제시키게 된다 박테리아 등은 온도가 오르면 더 많은 철분을 필요로 하기 때문에 체온 상승에 따른 철분 부족으로 인해 성장이나 증식이 늦춰지거나 정지되기 때문이다 또한 체온이 오르면 식균작용을 하는 세포작용을 하는 세포들을 더욱 활성화시켜 외부 침입물질을 더 빠르게 제거할 수 있게 된다
2) 특이적 면역반응
특이적 면역반응은 B-림프구와 T-림프구에 의하여 나타나는 것으로 그 반응이 항원 특이적으로 나타난다 B-림프구와 T-림프구의 표면에는 특정한 항원과 특이적으로 반응하는 수용체가 있다 그래서 각각의 림프구들은 서로 다른 항원을 특별하게 인식할 수 있다 즉, 외부의 침입자가 어떤 것인지 알아보고 특별한 침입자만 골라서 처리하는 과정을 거친다 특이적 면역반응은 림프구와 같은 세포에 의해서도 나타나지만 주로 항체라는 단백질에 의하여 수행된다
항체는 B-림프구 세포표면에 있던 항원 수용체의 단백질이 항원의 자극으로 B-림프구 밖으로 분비되면서 혈액이나 조직 내에 존재하게 된 단백질을 말한다 혈액에 분비된 항체는 여전히 같은 항원과 반응할 수 있으며 결과적으로 항원과 특이적으로 반응하여 항원을 제거한다 특이적 면역반응이 비특이적 면역반응보다 나중에 작용하긴 하지만 다음의 몇 가지 성질로 인하여 우리 몸의 면역기능을 결정짓는 데 중요한 역할을 한다 일반적으로 면역반응이라 함은 바로 이 특이적 면역을 일컫는다
특이적 면역은 항원에 대한 특이성을 가지고 있다 그래서 원칙적으로 자신의 활성을 유도한 항원(침입자)에 대해서만 그 반응을 나타내며 비슷한 다른 항원에 대해서는 반응하지 못한다 이러한 특이성은 반응을 정확하게 한다는 측면에서는 중요하지만 그 특이성이 몇 가지밖에 없다면 심각한 문제가 될 것이다 그러므로 특이적 면역반응이 있는 다양한 종류의 항원에 대하여 골고루 나타나려면 획득면역에서 나타나는 특이성의 종류는 항원만큼이나 다양하게 존재해야 한다
실제로 특이적 면역반응은 이 세상에 존재하는 거의 모든 물질에 대해 일어날 수 있다 또한 아직까지 세상에 나타나지도 않은 물질에도 반응할 수 있을 정도로 다양한 것으로 확인되고 있다
특이적 면역의 또 다른 주요 특징은 이전에 들어온 항원을 기억한다는 점이다 이러한 특징 때문에 특이적 면역반응은 한번 들어왔던 항원에 대해서는 처음으로 들어온 항원과는 다르게 반응하는 것이다 즉, 특이적 면역반응은 같은 항원이 다시 들어오게 되면 처음보다는 훨씬 빠르고 강하게 반응하여 그 항원을 보다 효율적으로 제거할 수 있다
어떤 새로운 항원에 대해 항체가 생기기 위해서는 수 일이 걸린다 그러나 같은 항원이 재침입하였을 경우에는 처음보다 효과적이고 빠르게 반응해 고농도의 항체를 생산한다
또한 2차 면역반응은 1차 면역반응보다 오래 지속된다 그러나 인체가 항원 X에 반응한 후 제2의 항원 Y에 대해 1차 반응을 보이게 된다 항원 Y에 대한 반응이 항원 X에 대한 반응에 의해 높아지지 않는다는 뜻이다 특이적 면역의 이러한 기억능력은 비록 특이적 면역반응이 유도되는 반응이지만 이 반응이 자주 침입하는 항원에 대하여는 보다 경제적이로 효율적으로 대처할 수 있음을 보여주는 것이다 실제로 예방접종의 방법은 특이적 면역반응의 기억능력을 이용한 것이기도 하다
2. 운동에 대한 면역계의 반응과 적응
일반인들은 체력 향상, 심리적 안정 및 건강 증진을 위해서 규칙적인 운동에 참가한다 반면 전문 선수들은 경쟁에 이기려고 기술과 체력의 특수한 요소를 향상시키는 운동 트레이닝을 주로 하게 된다 일반적으로 운동이 면역기능 향상에 도움이 되는 것으로 인식되지만 극심한 훈련을 장기간 실시하는 전문 선수들의 경우 운동이 꼭 면역계에 도움이 된다고 말하기는 어렵다
중강도 이하의 운동을 실시하면 백혈구 수의 증가, 대식세포 기능의 활성, 자연 살해세포수와 독성 증가, 림프구 증식, 감염에 대한 저항력 증가, 종양성장 억제, 그리고 혈청면역 글로불린 항진 등과 같은 신체 면역력을 증강시키는 반응이 주로 나타난다 이에 비해 지나치게 높은 강도의 운동을 실시하면 린프구아형의 절대 수와 비율의 감소, 항체 합성의 감소, 타액 중 면역 글로불린의 감소, 상기도 감염의 증가, 종양 성장에 대한 저항력의 감소, 그리고 자가 면역질환의 유발 등이 나타나게 된다
이러한 고강고 운동은 절대적인 고강도를 의미하지 않는다 다만 개인에 따라 지나치게 높은 강도의 운동을 의미하는 것이다 마라톤이나 철인 3종 경기와 같은 지구성 운동경기 중에는 선수들도 자연 살해세포의 절대 수와 비율이 감소한다 이처럼 격심한 운동에 따른 T-세포 자연살해세포의 기능 억제현상은 면역계의 취약성이 일시적으로 높아진 바이러스 감염에 대한 감수성의 구멍이 생길 때 발생한다 실제로 마라톤 경기 후에는 선수들이 감기에 걸리는 확률이 높아지며 축구와 같은 격렬한 경기 후에도 이와 비슷한 현상이 나타날 가능성이 매우 높다
상기도 감염위험에 관해 Nieman(/1994)은 운동강도, 운동량과 상기도 감염 간의 관련성을 나타내는 J형 모델을 제시하였다 운동강도와 운동량이 낮을 경우의 상기도 감염위험을 보통 수준으로 보았을 때, 중강도의 운동을 실시하면 감염률이 낮아지게 된다
그러나 고강도 운동을 실시할 경우에는 오히려 낮은 강도의 운동이나 운동을 자주 실시하지 않은 경우보다 감염률이 높아지는 것을 보이고 있다 다시 말해서 매우 탈진적인 운동을 실시할 경우 오히려 상기도 감염위험이 일반인들보다도 높아진다는 뜻이다
접촉성 종목인 축구선수의 경우 일반인에 비해 피부감염의 위험도 높게 나타난다 축구는 외부에서 실시하는 운동인 만큼 일반인이나 기타 실내 종목에 비해 자외선을 많이 받는다그리고 발한 및 피부마찰 등 과도한 노출에 의해 세균성 바이러스 및 진균성 감염이 촉진될 수 있다 일반인에 비해 선수들의 경우 땀을 많이 흘리게 되는데 이러한 발한은 피부각질층의 연합을 쇠약하게 만들고 감염에 대한 자연적 방어를 약화시킨다 운동 시 외상은 피부의 신체적 장벽을 파괴시키며 습기와 연약해진 피부는 미생물이 침투하기 좋은 조건을 만든다 운동 후 선수들의 복장과 양말 등을 자주 세탁하지 않으면 박테리아와 진균의 번식이 용이한 환경이 되어 위생에 좋지 않게 된다
시합에 대한 준비로 격렬한 운동 스트레스를 겪게 되는 선수들의 경우 감염의 위험을 줄이기 위한 다음과 같은 에방책은 도움이 될 것이다
- 최적 수준에서 인체의 비타민과 미네랄 풀을 유지하기 위해 균형 잡힌 식이를 실시한다 특히, 격심한 운동 전 후의 탄수화물 투여는 글루코스 농도를 높여 혈장 내 스트레스 호르몬의 상승을 약화시키고 면역계에 대한 스트레스를 감소시킨다
- 과도한 트레이닝과 만성적인 피로를 피한다
- 규칙적인 스케줄로 적절한 수면을 취한다
- 눈과 코에 손이 닿는 것을 피한다
- 중요한 시합 전에는 가능한 아픈 사람과 많은 군중이 있는 곳을 피한다
- 과도한 훈련이 실시되는 동계훈련 기간에는 인플루엔자 예방접종을 미리 받는 것이 좋다
- 일상적인 생활 스트레스를 최소화한다
출처: 이만균, 남상석, "축구이론총서-3 축구생리학" 대한미디어, 2007