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1. 항생제 개요
1.1. 항생제 정의
항생제란 다른 미생물의 성장이나 확장을 막기위한 목적으로 미생물에 의해 만들어진 물질이다. 이러한 항생제는 인체세포에 긍정적인 작용기전을 수행하기도 하지만 오남용을 할 경우 오히려 인체세포에도 해로울 수 있다. 항생제는 페니실린 계열, 마크로라이드계열, 설폰아마이드 계열, 퀴놀론계열, 세팔로스포린 계열 등으로 분류된다."
1.2. 항생제 종류
항생제는 크게 베타락탐계, 테트라사이클린계, 아미노글리코사이드계, 마크로라이드계, 링코마이신계, 글리코펩티드계, 퀴놀론계 등으로 분류된다.
베타락탐계 항생제에는 페니실린계, 세팔로스포린계, 모노박탐계가 포함된다. 이 중 페니실린계 항생제는 가장 오래된 항생제로서 세균의 세포벽 성분인 펩타이드글리칸 합성을 비가역적으로 억제하여 세균을 사멸시킨다. 세팔로스포린계 항생제도 세포벽 합성 억제 작용으로 균을 죽이며, 페니실린보다 그람음성균에 대한 효과가 더 크다. 모노박탐계는 베타락탐 고리 구조를 가지고 있지만 페니실린이나 세팔로스포린과는 다른 화학 구조를 갖고 있어 독특한 항균 작용을 나타낸다.
테트라사이클린계 항생제는 원핵세포의 리보솜 30S 소단위에 결합하여 단백질 합성을 억제함으로써 항균 작용을 나타낸다. 이 계열의 항생제는 그람양성균과 그람음성균에 모두 광범위하게 효과적이다.
아미노글리코사이드계 항생제는 그람음성균에 효과적인데, 세균의 세포막을 통과하여 리보솜의 30S 소단위에 결합함으로써 단백질 합성을 억제한다. 대표적인 약제로 스트렙토마이신, 겐타마이신, 토브라마이신 등이 있다.
마크로라이드계 항생제는 리보솜의 50S 소단위에 결합하여 단백질 합성을 억제한다. 이 계열의 약물은 주로 그람양성균에 효과적이며, 에리스로마이신이 대표적이다.
링코마이신계 항생제는 마크로라이드계와 유사한 작용기전을 갖고 있다.
글리코펩티드계 항생제는 세균의 세포벽 합성을 방해하는 작용으로 항균 활성을 나타내며, 반코마이신이 대표적이다.
퀴놀론계 항생제는 세균의 DNA 복제와 전사를 억제함으로써 항균 활성을 나타낸다. 이 계열의 약물은 그람양성균과 그람음성균에 모두 효과적이다. 대표적인 약물로는 시프로플록사신, 레보플록사신 등이 있다.
이처럼 다양한 계열의 항생제는 각각의 독특한 작용 기전을 통해 세균에 대한 항균 효과를 나타낸다. 이는 항생제의 광범위한 사용을 가능하게 하고, 약물 내성균 출현에 대한 대응책이 될 수 있다.
1.3. 항생제의 역사적 발전과정
항생제의 역사적 발전과정은 다음과 같다.
최초의 항생물질은 1929년 영국의 미생물학자 알렉산더 플레밍에 의해 발견되었다. 플레밍은 황색포도알균을 도말해 두었던 한 페트리디쉬가 사상균에 오염되어 있는 것에서 페니실린을 발견하였다. 이후 페니실린은 점액변 치료에 효과가 있어 대량생산이 이루어졌다. 2차 세계대전 당시에 전염병과 많은 부상자들을 살리는 약으로 사용되었다.
이후 다양한 항생물질이 발견 및 개발되었다. 1943년 스트렙토마이신이 발견되었고, 1950년대에는 테트라싸이클린, 클로람페니콜, 에리스로마이신 등의 항생제가 개발되었다. 이어 1960년대에는 세팔로스포린계 항생제가 발견되었고, 1980년대에는 퀴놀론계 항생제가 개발되었다. 이처럼 매우 다양한 계열의 항생제가 개발되면서 항생제는 전염병 치료에 혁명적인 기여를 하게 되었다.
그러나 이러한 항생제의 광범위한 사용은 항생제 내성균의 출현을 야기하였다. 내성균은 1940년대부터 발생하기 시작했으며, 1960년대에 이르러 다제내성균이 출현하게 되었다. 이에 따라 새로운 항생제 개발의 필요성이 대두되었고, 현재까지도 항생제 내성 문제 해결을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
2. 항생제의 작용기전
2.1. 세포벽 합성 억제
항생제는 그람양성균과 그람음성균의 세포벽 합성을 저해하는 다양한 기전을 통해 항균 효과를 나타낸다. 이러한 세포벽 합성 억제 기전을 가진 대표적인 항생제로는 페니실린계, 세팔로스포린계, 모노박탐계, 글리코펩타이드계 항생제 등이 있다.
페니실린계 항생제는 세균 세포벽의 주성분인 펩티도글리칸 합성을 저해하여 세균 세포벽을 약화시키고 세균을 파괴한다. 펩티도글리칸은 세균 세포벽을 강화하는 중요한 ...
