제9장: 대식 세포, 폐 속에 사는 청소부

폐 속에 누군가 살고 있어요

바로 지금, 여러분의 가슴 깊은 곳에서 무언가가 움직이고 있어요. 심장도 아니고, 숨쉬기도 아니에요. 그보다 훨씬 작은 것이에요. 폐의 아주 작은 공기주머니 속에서, 살아 있는 세포들이 벽 위를 천천히 기어다니며 몸을 쭉 뻗기도 하고, 방향을 바꾸기도 하면서 무언가를 찾고 있어요. 그곳에 있어서는 안 될 것을 찾고 있는 거예요. 그런 것을 발견하면, 세포들은 그것을 꿀꺽 먹어 치워요.

이 부지런한 세포를 대식 세포라고 해요. 대식 세포라는 이름에는 "많이 먹는 세포"라는 뜻이 담겨 있는데, 정말 잘 어울리는 이름이에요. 대식 세포가 가장 잘하는 일이 바로 먹는 일이거든요. 대식 세포는 먼지도 먹고, 병균도 먹고, 치워야 할 우리 몸의 낡은 부스러기도 먹어요.

지난 장에서 여러분은 숨길 끝에 있는 수억 개의 아주 작은 풍선인 폐포의 벽이 아주 얇다는 것을 배웠어요. 폐포에는 섬모 카펫도, 두꺼운 점액 이불도 없어요. 그런 것이 있으면 산소가 지나가는 데 방해가 되기 때문이에요. 그래서 폐포에는 다른 종류의 지킴이가 필요해요. 대식 세포가 바로 그 지킴이예요. 대식 세포는 폐포 안에 살면서, 날마다 폐의 가장 깊은 곳을 깨끗하게 지켜요.

대식 세포를 혼자서 집 안을 돌아다니는 작은 청소 기계라고 생각해 볼 수 있어요. 이 방 저 방을 옮겨 다니고, 물건에 부딪히기도 하고, 지나가면서 부스러기와 먼지를 주워 담아요. 하지만 대식 세포는 어떤 기계보다도 훨씬 똑똑해요. 대식 세포는 살아 있어요. 해롭지 않은 먼지 알갱이와 위험한 병균을 구별할 수 있고, 필요할 때는 도움을 부를 수도 있어요.

사람들이 이런 세포에 대해 처음 알게 된 것은 100여 년도 더 전이에요. 한 과학자가 어린 불가사리를 연구하고 있었어요. 그 불가사리는 아주 작고 투명해서 현미경으로 보면 속이 훤히 들여다보였어요. 과학자는 아주 작은 가시 몇 개를 불가사리의 몸에 살며시 찔러 넣고 기다렸어요. 다음 날 아침, 과학자는 움직이는 세포들이 가시 주위에 잔뜩 모여 가시를 삼키려 하는 것을 보았어요. 과학자는 몸속에 있어서는 안 될 것을 먹는 일을 맡은 세포가 있다는 것을 깨닫고, 그 세포에 "많이 먹는 세포"라는 뜻의 이름을 붙였어요.

수비대 가족

대식 세포는 백혈구라는 큰 수비대 가족에 속해요. 백혈구는 제4장에서 편도에 있을 때 처음 만났지요. 우리 피에는 산소를 나르고 피를 빨갛게 보이게 하는 적혈구가 가득해요. 그런데 그 사이사이에 병균으로부터 몸을 지키는 백혈구가 섞여 있어요. 백혈구는 적혈구보다 훨씬 적어서, 대략 적혈구 수백 개에 백혈구 하나꼴이에요. 그래도 백혈구는 우리 몸의 군대이고, 자기 일을 아주 잘해요.

백혈구는 몇몇 뼈의 한가운데에 있는 부드럽고 스펀지 같은 부분에서 만들어져요. 이 부분을 골수라고 해요. 골수는 적혈구와 백혈구를 가리지 않고 새로운 혈액 세포를 늘 만들어요. 어떤 백혈구는 하루나 이틀밖에 살지 않고, 어떤 백혈구는 여러 해를 살아요. 새로운 백혈구가 늘 만들어지기 때문에, 우리 몸에는 언제나 바로 나설 수 있는 새 수비대원들이 있어요.

백혈구에는 여러 종류가 있고, 종류마다 특별한 재주가 있어요. 어떤 백혈구는 병균이 발견되면 언제든 현장으로 달려가는 빠른 출동대예요. 이 백혈구를 호중구라고 해요. 어떤 백혈구는 작전을 세우고 기억하는 일을 맡아요. 이 백혈구들은 특정한 병균을 알아보는 법을 배우고, 그중 일부는 항체를 만들어요. 항체는 병균에 달라붙어서 없애야 할 대상이라고 표시하는 특별한 단백질이에요. 이 백혈구를 림프구라고 해요.

그리고 많이 먹는 세포, 대식 세포가 있어요. 대식 세포는 폐뿐만 아니라 몸의 여러 곳에 살아요. 피부에도, 간에도, 장에도, 그 밖의 여러 곳에도 대식 세포가 있어요. 무리마다 자기가 사는 곳에 알맞게 맞춰져 있어요. 폐포에 사는 대식 세포는 폐에서 하는 일, 곧 공기주머니의 얇고 축축한 벽 위를 기어다니며 깨끗하게 치우는 일에 특히 뛰어나요.

폐에 사는 대식 세포는 어디에서 왔을까요? 그중 많은 수는 아주 어릴 때, 심지어 여러분이 태어나기 전부터 폐에 자리를 잡았어요. 그리고 필요할 때마다 스스로 수를 늘려요. 여러 대에 걸쳐 같은 동네에 살아온 가족과 조금 비슷하지요. 도움이 더 필요할 때는 단핵구라는 다른 백혈구가 피를 타고 폐로 올 수 있어요. 단핵구는 폐에 도착하면 대식 세포로 자랄 수도 있어요.

대식 세포는 작지만, 병균과 비교하면 거인이에요. 대식 세포 하나는 보통 세균보다 10배쯤, 또는 그 이상 넓고, 바이러스보다는 훨씬 훨씬 더 넓어요. 그래도 대식 세포를 보려면 현미경이 있어야 해요. 대식 세포 네다섯 개를 나란히 놓으면 머리카락 한 가닥의 굵기쯤 돼요.

많이 먹는 세포는 어떻게 먹을까요?

대식 세포에게는 입도 이도 없어요. 그럼 어떻게 먹을까요? 몸 전체를 써요. 대식 세포는 말랑말랑해서 모양을 바꿀 수 있어요. 먹을 것을 찾으면, 두 팔을 쭉 뻗듯이 몸의 일부를 내밀어요. 이 말랑한 팔들이 먼지 알갱이나 병균을 따라 흘러가듯 감싸서, 반대편에서 서로 만나요.

부드러운 담요를 들고 공을 감싸서 공이 완전히 덮일 때까지 둘러싼다고 상상해 보세요. 대식 세포도 비슷한 일을 해요. 팔이 병균을 빙 둘러 완전히 감싸면, 병균은 대식 세포 안의 작은 거품 속에 갇히게 돼요. 과학자들은 이렇게 삼키는 것을 감싸 먹기라고 불러요. 이제 병균은 갇혀서 빠져나갈 수 없어요.

그다음, 대식 세포는 병균을 분해하기 시작해요. 대식 세포 안에는 강한 화학 물질로 가득 찬 다른 작은 거품들이 있어요. 이 거품들이 병균이 든 거품과 합쳐지면, 강한 화학 물질이 쏟아져 들어가요. 위 속의 소화액이 음식을 분해하는 것처럼, 이 화학 물질이 병균을 아주 작은 조각으로 부숴요. 어떤 의미에서는 대식 세포마다 몸속에 자기만의 작은 위가 있는 셈이에요.

대식 세포는 어디로 가야 할지 어떻게 알까요? 신호를 따라가요. 병균과 다친 세포는 아주 적은 양의 화학 물질을 내보내는데, 대식 세포는 그것을 느낄 수 있어요. 따뜻한 빵 냄새를 따라가서 부엌을 찾아내듯이, 대식 세포는 신호가 가장 강한 곳을 향해 움직여요. 대식 세포의 겉면에는 흔한 병균 여러 종류의 겉껍질을 알아볼 수 있는 특별한 자리도 있어요. 이 자리가 병균에 닿으면, 대식 세포는 먹을 것을 찾았다는 것을 알아요.

대식 세포는 무엇을 먹으면 안 되는지도 알아야 해요. 대식 세포가 우리 폐의 건강한 세포를 먹기 시작한다면 큰일이 날 거예요. 다행히 건강한 세포는 겉면에 특별한 표시를 달고 있어요. 이 표시는 "나는 여기 있어야 하는 세포예요. 나를 먹지 마세요."라고 적힌 팻말처럼 작용해요. 대식 세포는 이 팻말을 확인하고 건강한 세포는 그냥 두어요. 낡거나 다친 세포는 이 팻말을 잃고 대신 다른 팻말을 보여 주는데, 그 팻말은 대식 세포에게 이제 치울 때가 되었다고 알려 줘요.

대식 세포 하나는 병균을 하나씩 차례차례 많이 먹을 수 있고, 오랫동안 계속 일할 수 있어요. 폐에 사는 대식 세포 중에는 몇 달, 또는 그보다 더 오래 근무하는 것도 있어요. 대식 세포들이 같은 구역을 몇 번이고 순찰하기 때문에, 폐포는 거듭거듭 검사를 받아요. 대부분은 해롭지 않은 알갱이 몇 개만 찾아서 치우는데, 너무 조용히 해서 우리는 아무것도 느끼지 못해요.

대식 세포에게는 폐포에서 날마다 하는 청소 일이 하나 더 있어요. 아주 작은 공기주머니가 달라붙어 닫히지 않게 해 주는 비누 같은 액체, 계면 활성제를 기억하나요? 폐는 계면 활성제를 늘 만들고, 새 계면 활성제가 자리를 잡으려면 오래된 계면 활성제를 치워야 해요. 대식 세포는 다 쓴 계면 활성제를 먹어 치워서 이 일을 도와요. 이렇게 해서 대식 세포는 폐포의 안쪽 벽을 산뜻하고 제대로 일하는 상태로 지켜요.

먼지, 연기, 그리고 다른 알갱이들

대식 세포가 먹는 것이 모두 병균은 아니에요. 우리는 날마다 수천 리터의 공기를 들이마시고, 그 공기에는 먼지, 그을음, 꽃가루의 아주 작은 알갱이들이 실려 있어요. 코, 숨관, 기관지가 이런 알갱이 대부분을 붙잡아요. 하지만 아주아주 작은 알갱이 몇 개는 폐포까지 떠내려가요. 대식 세포는 이런 알갱이도 먹어서, 알갱이가 폐 속에 쌓이지 않게 해요.

꽃가루도 대식 세포가 자주 만나는 알갱이예요. 대부분의 사람에게 꽃가루 몇 알은 전혀 문제가 되지 않아서, 대식 세포가 그냥 깨끗이 치워요. 하지만 알레르기가 있는 사람도 있어요. 그런 사람의 몸에서는 방어 체계의 다른 부분이 해롭지 않은 꽃가루를 위험한 병균처럼 대해요. 그래서 식물이 꽃가루를 많이 내보내는 계절에 재채기를 하거나, 눈이 가렵거나, 콧물이 나는 사람이 있는 거예요.

대식 세포가 쉽게 분해할 수 있는 알갱이도 있지만, 그렇지 않은 알갱이도 있어요. 그을음이나 광물 먼지의 아주 작은 조각은 병균처럼 소화할 수 없어요. 그래서 대식 세포는 그것을 그냥 붙들고 있어요. 감싼 채로 방해가 되지 않게 치워 두는 거예요. 그런 다음 대식 세포는 몇 가지 방법으로 그 알갱이를 폐포 밖으로 가지고 나가요.

한 가지 방법은 기어가는 거예요. 먼지를 잔뜩 실은 대식 세포는 폐포에서 가장 가는 숨길까지 기어 올라갈 수 있어요. 그곳에서 대식 세포는 숨관 장에서 배운, 점액과 섬모로 된 움직이는 계단의 맨 아래에 다다라요. 대식 세포가 거기에 올라타면, 에스컬레이터가 대식 세포와 그 짐을 목구멍까지 쭉 실어 올려요. 그러면 대식 세포는 꿀꺽 삼켜져서 폐를 영영 떠나요.

또 다른 방법은 림프계의 아주 작은 배수로 속으로 들어가는 거예요. 이 배수로는 폐에서 림프절로 액체를 실어 날라요. 림프절은 목과 기관지 근처에서 만난, 강낭콩 모양의 작은 초소예요. 대식 세포 중 일부는 실어 온 먼지를 그곳으로 가져가요. 여러 해 동안 먼지나 연기가 많은 공기를 많이 들이마신 어른은, 그 안에 쌓인 수많은 알갱이 때문에 림프절이 천천히 거무스름해질 수 있어요.

대식 세포는 부지런한 일꾼이지만, 일이 너무 많으면 감당하지 못할 수도 있어요. 담배 연기처럼 사람이 날마다 연기를 들이마시면, 폐 속의 대식 세포는 엄청난 양의 아주 작은 연기 알갱이를 먹어야 해요. 대식 세포는 검은 알갱이로 꽉 차고, 지쳐서 병균과 잘 싸우지 못하게 될 수 있어요. 담배를 피우는 사람이 가슴의 감염에 더 잘 걸리는 까닭 중 하나가 이것이에요. 우리 주변의 공기를 깨끗하게 지키면 대식 세포의 일이 훨씬 쉬워져요.

경보를 울려요

대부분의 날에는 폐 속의 대식 세포가 혼자서 일해요. 여기서 알갱이 하나, 저기서 병균 하나를 먹으면 그것으로 충분해요. 하지만 가끔은 병균이 한꺼번에 많이 들어와요. 근처에서 누군가 재채기를 해서, 여러분이 감기 병균 한 무더기를 들이마셨을 수도 있어요. 대식 세포는 혼자서 감당할 수 있는 것보다 많은 병균을 발견하면, 그냥 계속 먹기만 하지 않아요. 도움을 불러요.

대식 세포는 메시지를 담은 화학 물질을 내보내서 도움을 불러요. 이 화학 물질은 건물 안에 경보 소리가 퍼지듯이 대식 세포에서부터 퍼져 나가요. 이 메시지는 가까운 혈관에도 닿고, 다른 백혈구들에게도 닿아요. 말하자면 "여기 병균이 있어요. 빨리 와 주세요."라고 알리는 거예요.

빠른 출동대인 호중구가 가장 먼저 대답하는 무리 중 하나예요. 호중구는 가까운 혈관에서 비집고 나와 경보가 울리는 곳으로 달려가요. 그곳에서 호중구는 대식 세포와 함께 병균을 먹어요. 근처의 혈관도 조금 달라져요. 혈관이 넓어지고 살짝 새기 쉬워져서, 싸움이 벌어지는 곳에 더 많은 수비대원과 도움이 되는 액체가 닿을 수 있어요.

이런 반응 전체를 염증이라고 해요. 여러분도 피부에서 염증을 본 적이 있을 거예요. 무릎이 까지면, 까진 곳 주변이 빨개지고, 따뜻해지고, 조금 붓고, 아플 수 있어요. 그것은 우리 몸이 상처를 지키려고 피와 수비대원을 더 많이 보내고 있다는 뜻이에요. 감기에 걸렸을 때 숨길에서도 비슷한 일이 일어날 수 있어요. 붓기와 늘어난 점액은 수비대원들이 바쁘게 일하고 있다는 표시예요.

메시지를 담은 화학 물질 중 일부는 더 멀리까지 가요. 뇌에 닿아서 몸이 병균과 싸우고 있다고 알릴 수 있어요. 그러면 뇌는 몸의 온도를 올릴 수도 있는데, 이것이 바로 열이에요. 이 메시지는 우리를 피곤하고 졸리게 만들기도 해요. 그래야 우리가 쉬면서 싸움에 쓸 힘을 아낄 수 있으니까요. 열과 휴식에 대해서는 뒤에 나오는 장에서 더 알아볼 거예요.

대식 세포는 다른 수비대원을 가르치는 일도 도와요. 대식 세포는 병균을 조각으로 부순 뒤, 그 조각 중 일부를 자기 겉면에 내보일 수 있어요. 수배 중인 손님의 사진을 들어 보이는 것과 조금 비슷해요. 지나가던 림프구가 이 조각을 보고 그 병균이 어떻게 생겼는지 배울 수 있어요. 그러면 어떤 림프구는 그 병균에 꼭 맞는 항체를 만들고, 어떤 림프구는 그 병균을 오랫동안 기억해요. 같은 병균이 다시 찾아오면, 우리 몸은 그 병균을 알아보고 더 빨리 물리칠 수 있어요.

모든 병균이 쉽게 포기하지는 않아요. 어떤 병균은 대식 세포에게서 숨는 꾀를 가지고 있고, 몇몇은 삼켜진 뒤에도 한동안 살아남기도 해요. 그래서 우리 몸은 한 종류의 지킴이에게만 기대지 않아요. 대식 세포, 호중구, 림프구, 항체, 점액, 섬모가 모두 함께 일하기 때문에, 병균이 한 지킴이를 빠져나가도 다른 지킴이가 기다리고 있어요. 여러 겹의 방어 덕분에, 우리 몸은 어떤 지킴이 하나만 있을 때보다 훨씬 안전해요.

뒷정리를 하고 진정시켜요

싸움이 끝나면 치워야 할 것이 잔뜩 남아요. 부서진 병균 조각, 일을 마치고 지친 호중구, 그리고 다친 세포들이 있어요. 대식 세포는 이 일도 맡아요. 남은 조각들을 먹어 치우고, 폐포를 깨끗이 비워서 공기가 다시 제대로 채워질 수 있게 해요.

대식 세포는 경보를 끄는 일도 도와요. 병균이 사라지면, 대식 세포는 몸에게 진정하라고 알리는 다른 메시지 화학 물질을 내보내요. 붓기가 가라앉고, 더 왔던 수비대원들은 떠나거나 치워지고, 폐의 안쪽 벽이 낫기 시작해요. 알맞은 때에 경보를 끄는 것은 경보를 켜는 것만큼 중요해요. 위험이 지나간 지 한참 뒤에도 경보가 계속 울린다면, 그것 자체가 문제를 일으킬 테니까요.

사실 폐에 사는 대식 세포는 보통 차분하고 꾸준한 일꾼이에요. 대식 세포는 날마다 해롭지 않은 먼지와 꽃가루 알갱이를 많이 만나지만, 하나하나마다 경보를 울리지는 않아요. 그렇게 하면 폐가 늘 붓고 아플 테니까요. 대신 해롭지 않은 알갱이는 조용히 먹어 치우고, 경보는 진짜 위험이 있을 때를 위해 아껴 둬요. 이렇게 세심하게 균형을 맞추는 덕분에 폐가 건강하고 편안하게 지낼 수 있어요.

감기에 걸렸다 나을 때 이 뒷정리 일을 느낄 수 있을지도 몰라요. 감기의 가장 힘든 고비가 지나가고, 기운이 돌아오고, 다시 원래의 나로 돌아온 느낌이 들기 시작해요. 하지만 가벼운 기침은 한동안, 때로는 일주일이나 그보다 더 오래 남을 수 있어요. 숨길의 안쪽 벽이 아직 낫는 중이고, 청소부들이 아직 뒷정리를 하고 있기 때문인 경우가 많아요. 기침이 오랫동안 계속되거나 점점 심해지는 것 같으면, 어른이 의사 선생님과 상담해야 해요.

대식 세포를 돕기 위해 특별한 일을 할 필요는 없어요. 대식 세포는 우리가 신경 쓰지 않아도 알아서 일해요. 하지만 몸의 다른 부분을 돕는 건강한 습관은 이 청소부들에게도 도움이 돼요. 잠을 충분히 자고, 좋은 음식을 골고루 먹고, 물을 마시고, 활발하게 뛰어노는 것은 모두 몸의 수비대가 튼튼하게 지내도록 도와줘요. 연기에서 멀리 떨어져 맑은 공기를 마시면, 대식 세포가 할 일이 줄어들어요.

다음에 숨을 깊이 들이마실 때, 폐포 속의 대식 세포를 떠올려 보세요. 대식 세포는 소리 하나 내지 않고 기어다니고, 찾아다니고, 먹고, 치우고 있어요. 여러분이 기억하지 못하는 아주 어릴 때부터 그렇게 해 왔고, 앞으로도 평생 계속할 거예요. 대식 세포는 우리 몸에서 가장 성실한 지킴이 중 하나예요.

하지만 폐 속을 여행하는 것은 대식 세포만이 아니에요. 피에서 와서 새로운 대식 세포가 될 수 있는 단핵구와, 경보가 울리면 달려오는 호중구를 기억하지요? 이들은 모두 피를 타고 몸속을 여행해요. 피는 폐포가 모은 산소도 실어 날라서, 머리끝부터 발끝까지 모든 세포에 전해 줘요. 다음 장에서는 쉬지 않고 달리는 빨간 기차, 피를 함께 타고 가 볼 거예요.

핵심 낱말

대식 세포: 병균, 먼지, 낡은 세포를 먹는 커다란 백혈구예요. 이름에 "많이 먹는 세포"라는 뜻이 담겨 있어요.

백혈구: 병균으로부터 몸을 지키는 피 속의 세포예요. 여러 종류가 있고, 종류마다 맡은 일이 있어요.

감싸 먹기: 대식 세포가 먹는 방법으로, 말랑한 몸으로 병균이나 알갱이를 감싸서 그것이 몸속에 완전히 갇힐 때까지 둘러싸는 것이에요.

호중구: 병균이 발견된 곳으로 재빨리 달려가 병균을 없애는 일을 돕는, 빠르게 움직이는 백혈구예요.

림프구: 특정한 병균을 알아보는 법을 배우는 백혈구예요. 일부는 항체를 만들고, 일부는 병균을 오랫동안 기억해요.

단핵구: 피를 타고 여행하다가 몸의 조직 속으로 들어가면 대식 세포로 자랄 수 있는 백혈구예요.

항체: 병균에 달라붙어 표시를 해서, 다른 수비대원들이 그 병균을 찾아 없앨 수 있게 하는 특별한 단백질이에요.

염증: 병균이나 상처에 대한 몸의 반응으로, 피와 수비대원이 그곳에 더 많이 모여들어요. 그래서 빨개지거나, 따뜻해지거나, 부을 때가 많아요.

알레르기: 몸의 수비대가 꽃가루처럼 해롭지 않은 것을 위험한 병균처럼 대하는 반응이에요. 재채기, 눈 가려움, 콧물이 생길 수 있어요.