2강 / 20강

쉬는 T세포와 싸우는 T세포 — 연료를 갈아탄다

산화적 인산화에서 해당과정으로 · 그리고 그 반대

포도당 하나에서 ATP 를 얼마나 뽑을 수 있을까요.

	해당과정 (젖산까지)	산화적 인산화 (완전 산화)
ATP 수확	2 개	약 30~36 개
속도	아주 빠르다	느리다
산소	필요 없다	반드시 필요
부산물	젖산 — 밖으로 버린다	물과 이산화탄소
중간산물	많이 남는다 — 핵산·지질 재료	거의 안 남는다

효율만 보면 산화적 인산화가 열다섯 배 낫습니다. 그런데 활성화된 T세포는 해당과정으로 갈아탑니다. 왜일까요.

에너지가 아니라 재료가 필요하기 때문

분열하려면 DNA · 막 · 단백질을 새로 만들어야 합니다. 그 재료가 해당과정 중간산물에서 나옵니다. 완전히 태워 버리면 재료가 남지 않습니다.

암세포도 같은 이유로 해당과정을 씁니다 — 바르부르크 효과입니다. 그래서 둘이 같은 밥그릇을 두고 다툽니다(4강).

T세포 상태마다 다른 연료

😴

미접촉 · 기억

산화적 인산화 · 지방산 산화
오래 사는 것이 목표
미토콘드리아가 크고 많다

⚡

활성화 효과기

해당과정 · 글루타민
빨리 늘고 빨리 만드는 것이 목표
며칠 뒤 대부분 죽는다

🛑

조절 T세포

지방산 산화 쪽
젖산이 많은 곳에서도 잘 산다
종양에서 유리한 이유

고등학생연료를 갈아탄다

쉬고 있는 T세포와 싸우는 T세포는 다른 연료 를 쓴다.

	쉬는 T세포	활성화된 T세포
주 경로	산화적 인산화	해당과정
연료	지방산 · 포도당(완전 산화)	포도당
ATP 효율	포도당 1개당 약 30개	포도당 1개당 2개
속도	느림	빠름

이상하지 않은가

싸우려면 에너지가 더 필요할 텐데, 효율이 15배 나쁜 경로 로 갈아탄다.

효율을 버리고 속도를 택한다 — 그런데 이유는 그것만이 아니다

이 표가 15강의 바탕입니다.

Python 브라우저에서 실행

# T세포 유형마다 대사 축이 어떻게 다른가
import mtb

t = mtb.tcell_axes("세포형")
print(t.to_string())
print()
print("CD8 T세포가 해당과정·저산소 모두 높습니다 - 싸우고 있는 세포예요.")
print("미접촉 T세포는 전부 낮습니다.")

고등학생효율을 버리는 진짜 이유

속도만이 이유가 아니다. 더 중요한 것이 있다.

증식하려면 재료가 필요하다

T세포가 활성화되면 하루에 두세 번 분열 한다. 분열하려면 DNA, 막, 단백질을 새로 만들어야 한다.

필요한 것	어디서 오나
뉴클레오타이드	해당과정 중간체 (오탄당 인산 경로)
지질	시트르산 → 아세틸-CoA
아미노산	해당과정·TCA 중간체

포도당을 완전히 태워 버리면 CO₂ 가 되어 사라진다. 중간에 빼내야 재료가 된다.

그래서 해당과정이 유리하다

해당과정은 중간체를 빼내 쓰기 좋은 구조다. 에너지 효율은 나쁘지만 건축 자재 공급 에는 훨씬 낫다.

증식하는 세포에게 대사는 에너지 생산이 아니라 자재 조달이다

Python 브라우저에서 실행

# 계보별로 - 림프계와 골수계의 대사가 다른가
import mtb

for name in ["포도당·해당", "산화적 인산화", "지방산 산화", "저산소"]:
    s = mtb.axis_by(name, by="계보")
    print(f"{name:<14}" + "  ".join(f"{k} {v:.3f}" for k, v in s.items()))

고등학생암세포도 같은 일을 한다 — 바르부르크 효과

1920년대 오토 바르부르크가 발견했다. 암세포는 산소가 있어도 해당과정을 쓴다.

오랫동안 미토콘드리아 고장으로 여겼다

바르부르크는 "암세포의 미토콘드리아가 망가져서" 라고 생각했다. 틀렸다. 대부분의 암세포는 미토콘드리아가 멀쩡하다.

지금의 이해는 위 셀과 같다 — 증식을 위한 자재 조달 이다. 암세포도 T세포도 빨리 증식해야 하니 같은 선택 을 한다.

	공통점
활성 T세포	해당과정 · 빠른 증식
암세포	해당과정 · 빠른 증식

같은 문제(빨리 증식하기)에 같은 답을 냈다 — 그래서 서로 경쟁하게 된다

고등학생그리고 그 반대 — 기억으로 돌아가기

감염이 끝나면 T세포 대부분이 죽는다. 살아남은 소수가 기억 T세포 가 되는데, 이때 연료를 되돌린다.

	효과 T세포	기억 T세포
대사	해당과정	지방산 산화
미토콘드리아	작고 흩어짐	크고 융합되어 있음
예비 호흡 능력	낮음	높음
수명	며칠~몇 주	수십 년

예비 호흡 능력이라는 개념

기억 T세포는 평소 쓰는 것보다 훨씬 많은 호흡 능력 을 갖고 있다. 필요할 때 즉시 끌어올릴 수 있는 여유분이다.

비상 발전기를 갖춰 두는 것과 같다. 다시 만났을 때 빨리 반응하는 능력 이 여기서 나온다.

이것이 세포치료와 연결된다

CAR-T 를 만들 때 기억형 대사를 갖게 하면 오래 산다. /celltx 5강에서 4-1BB 공자극이 그 일을 한다.

기억은 상태가 아니라 대사적 준비 태세다

🤔 확인 문제

활성화된 T세포가 효율이 낮은 해당과정을 고르는 이유는?

🤔 확인 문제

암세포와 활성화 T세포가 같은 대사를 쓰는 것이 종양에서 문제가 되는 이유는?

🤔 확인 문제

조절 T세포가 종양에서 잘 버티는 대사적 이유는?