일반화학 레포트 #5항생제의 정의와내성균류의 특성 및 발생원인20001140김규형조사에 앞서화학 강의 시간에 DRUG에 관한 내용을 배우게 되면서 우리가 아플 때 흔히 병원에 가서 맞는 주사나 가볍게 먹는 의약품들의 대부분이 항생제라는 사실을 알게 되었다. 강의 시간에 배운 내용을 바탕으로 항생제는 정확히 어떠한 물질이며 현재 우리나라 의약계에 큰 문제가 되고 있는 항생제 오용,남용에 따른 항생제에 내성을 지닌 내성균 증가에 관해서 조사하게 되었다. 우선 가장 궁금하게 생각한 내용은 내성 세균이 발생하는 이유와 기존 항생제에 관해서 어떤 작용을 통해 내성을 발현하는지에 관한 것이다. 이에 따라서 항생제에 대한 간략한 조사와 세균의 내성에 관한 자세한 이해를 위한 조사를 했다.항생제의 정의항생 물질(Antibiotics)은 곰팡이나 세균이 자신의 생존을 위해 외부로부터 다른 미생물의 침입을 방어하기 위하여 분비해 내는 물질이다. 이러한 항생 물질을 생산하는 곰팡이나 세균을 분리, 개량하고 배양하여 이들이 생산한 항생 물질을 추출, 정제 시킨 것이 항생제이다.곰팡이로부터 추출된 항생 물질은 Penicillin제, 보통 세파제라고 부르는 Cephalosporin제, 항균제가 있으며, 세균류로부터 추출된 항생물질은 Tetracycline제, Erythromycin, Chloramphenicol 등의 마이신(mycin)류가 있다.일반적으로 많이 사용하고 있는 항생제는 Penicillin제와 Cephalosporin제인데 그 이유는 이들 항생제가 광범위하게 균을 죽일 수 있고 다른 항생제에 비해 부작용의 발현율이 적기 때문이다.항생물질의 작용점종류Cell wall(세포벽)을 합성저해penicillin,cephalosorinCytoplasmic membrane(세포막)저해polymyxin B, colistin, amphotericinRibosome 합성저해kanamycin, chloramphenicol, erythromycin, streptomycinDNA의 합성저해bleomycin, mitomycin*cell wall을 합성저해하고 용해시키는 penicillin, cephalosorin 계통이 광범위하게 균을 죽일 수 있는 이유: 진균이나 원충 등은 진핵 세포이지만 세포벽을 갖고 있어서 인간의 세포(동물 세포로 세포벽이 없음)와 외부 구조가 다르다. 또한 기타 원핵 세포 형태를 지닌 세균들 또한 대부분이 세포벽을 가지고 있어 세포벽을 중점적으로 공격하는 penicillin, cephalosorin 계통의 항생제가 효과가 뛰어나고 부작용이 적다.*항생제의 개발 과정유효 균주의 분리: 항생 물질을 생산하는 진균, 방사선균, 세균등을 주로 토양에서 분리해낸다.유효 균주의 선별 시험: 유효 균주가 생성하는 물질이 기존 물질인지 여부 등을 식별생산균의 개량: 단포자(단개체) 분리 배양법 및 X선의 조사 또는 변이 물질에 의한 변이균의 분리법 등을 조합하여 행함배양: 개량된 생산균을 알맞은 배지와 환경을 조합하여 대량으로 배양시킨다.추출정제: 천연의 유기화합물을 추출하는 방법과 유사한 방법으로 항생물질을 추출해내서 정제시킨다.항생제의 항균 작용항생제의 향균작용에는 그 작용에 따라서 살균항생제와 정균 항생제로 나누어진다정균항생제는 살균을 못하고 세균의 번식을 억제하는 데에 그친다. 비교적 전신상태가 좋은 환자의 경도 또는 중등도 감염증은 정균성 항생제로도 효과가 있지만 중증환자 또는 병어능력이 떨어져 있는 환자의 감염증에는 살균항생제(bactericidal antibiotic) 가 사용된다. 항생제는 작용을 달리하므로 다른항생제와 병용할 때 협력,길항 및 상가 평균 작용을 나타내므로 이를 참고해야 한다살균성 항생 물질Penicillin계, cefem계, amionoglycoside계 등이 여기에 속한다. 살균성항생물질로서 치료를 해도 증식 휴지기에서는 세균을 죽일 수 없으므로 살균성 항생물질에 있어서도 일정한 간격으로 투여를 계속해야 한다.정균성 항생 물질Tetracycline계, chloramphenicol계, macrolide계 등이 여기에 속한다. MIC이상을 끊임없이 병소내에서 유지시켜야 하기 때문에 혈중반감기마다 일정량을 되풀이 투여하던가 1회 투여량을 늘려야 한다.*MIC: 최소억제농도 (minimal inhibitory concentration, MIC)로 세균의 활동을 억제시키고 번식을 막아 감염을 최소화할 수 있는 항생제의 최소의 농도항생제의 오남용항생제를 구하기 쉬움 – 의약 분업이 실행되기 이전 의사의 정확한 처방이 없더라도 개인의 판단에 의해 대부분의 항생제를 약국에서 구입하기 쉬웠음항생제에 관한 잘못된 이해 – 바이러스성 질병인 감기나 세균에 의한 감염이 아닌 다른 질병에 대해서도 항생제를 처방 및 복용항생제의 정확한 사용이 지켜지지 않음 – 각각의 항생제마다 효과가 있는 세균 및 투여량과 투여방법이 있음에도 불구하고 제대로 지켜지지 않음*96년 서울 시내 90여명의 약사를 대상으로 한 조사에서-환자들이 스스로 항생제를 찾는 경우 68.8%가 가격에 의한 정보로 항생제를 구함(예: 얼마짜리 마이신 몇알 주세요)-응답자 55.4%가 국민들의 항생제 사용실태에 관해서 ‘오,남용 하고 있다’라고 대답내성균의 발생-내성균은 일반 세균보다 특별한 독성을 지니지 않고 다만 특정 항생제에 대한 저항성이 높아서 적정 용량의 투여에 의해서도 감소하지 않고 계속 증가하는 특성을 지닌다.-염증이나 기타 세균 감염에 의한 발병시 원인 세균에 대한 적정 항생제의 MIC를 지키지 않고 투여하거나 원인 파악을 하지 않고 항생제 오남용을 했을 경우 저항성이 높은 세균이 살아 남아 항생제에 대한 resistance gene을 지니게 된다.-우리 나라의 경우 폐렴,축농증 등을 일으키는 폐구균(肺球菌)의 경우86년까지 페니실린으로 완치가 가능했으나,90년 내성율이 25% 증가했고,최근엔 80%로 급증해 페니실린은 사실상 무용지물이 됐다-내성균의 발생 mechanismi) 세균 발생 – 염증 발생 – 항생제 투여 – 병상 완화 후 잔여 세균 존재 – 항생제 투여 중단 – 내성을 지닌 세균 발생 – 내성균 증가ii) 세균과 관련없는 병상 – 항생제 오남용 – 내성균 발생 – 내성균 증가*세균의 경우 증식 방법이 쉽고 증식 주기가 짧기 때문에 항생제가 투여되는 짧은 시간동안 내성을 지니거나 모양이 변하는 돌연변이가 생길 확률이 있다. 많은 수의 세균이 존재할 경우 항생제가 강하더라도 적은 수의 내성균이 살아 남아 재 발생함으로써 기존 항생제에 내성을 지닌 세균이 생겨나게 되는 것이다.*내성균이 존재한 경우 항생제의 투여로 비내성균이 사라지게 되면 경쟁관계에 있던 내성균의 증식이 활발해져 악화가 되는 경우도 있다.내성균의 항생제에 대한 저항방법세균 내에 존재하는 resistance gene에 의해서 항생제에 저항한다.항생제를 degrade 시키거나 화학적인 변화를 일으켜 무효하게 만드는 효소를 증가시킴세균 내에 존재하는 항생제의 target을 바꾸거나 버린다.항생제는 분자량이 그리 크지 않은 물질로 세균세포 내로 들어가 target과 반응하여 효능을 발휘하는데 특정 내성균의 경우 세포내로 들어온 항생제를 세포벽 외부로 배출시킨다.세포벽을 두텁게 하여 항생제의 세포내 침투를 막음*특정 내성균의 경우 항생제를 기생체로 하여 살아가는 균도 생겨났다고 알려짐resistance gene획득 방법-forerunners로부터 유전-유전자 변형이 일어나 새로운 항생제 저항 성질을 만들거나 존재하고 있던 것을 강화시킴-다른 박테리아 세포로부터 gene을 얻는다(conjugation, transformation, transduction)조사를 마치고 나서-항생제에 대한 이해항생제가 단순히 세균을 죽이는 물질이 아니라 종류에 따라서 작용방법 및 대상 세균이 다름을 알 수 있었다. 또한 목표 세균에 대한 처방양이나 방법이 항생제마다 다르므로 항생제 처방시 정확한 지식에 의해야 한다는 것도 알게 되었음.-항생제 오남용에 대한 판단현재 시행되고 있는 의약분업의 일차 목표가 항생제 오남용의 방지임을 확인하고 약국에서의 항생제 판매 뿐만 아니라 의원,병원에서의 항생제 투여도 신중해야 함을 알게 됨-내성균에 대한 이해와 대책내성균이 항생제에 저항하는 mechanism을 알게 되었음대책-일반적인 대책으로는 항생제의 오남용을 막고 정확한 방법에 의한 정확한 양을 투여함으로써 내성균을 줄이는 방법이 있다. 하지만 기존의 항생제에 내성이 강한 세균의 경우 새로운 항생제를 개발해야 하며 새로운 항생제도 여러 번 사용할 경우 이에 대해 내성을 지닌 세균이 발생하고 만다. 즉 내성균의 증가라는 악순환이 반복되는 것이다.내가 생각해낸 대책*천적 박테리아 사용: 우선 박테리아 증식에 대한 부작용이 적고 확실한 방법은 항생제 사용이지만 기존의 항생제에 대한 감수성 조사에 의해서 내성이 심할 경우 세균에 대한 조사를 통해 경쟁관계에 있는 세균을 알아내서 증식을 억제시킨다. 또한 항생제에 저항이 있다고 하더라도 항생제 투여시 세균의 능력이 저하되므로 이때에 경쟁관계에 있는 세균(항생제에 저항이 없거나 적을 것, 내성균과의 genetic translation이 일어나지 않을 것) 을 투입함으로써 내성균을 감소시키고 항생제의 재 투여를 하게 되면 내성균 처리가 어느 정도 가능할 것 같다.-문제점: 내성균과의 경쟁관계에 있는 세균 투입시 그에 따른 부작용을 추측해서 대비해야 한다. 감수성 조사후 경쟁관계에 있는 세균을 파악하는데 오랜 시간이 걸린다( 새로운 항생제 발견에 비해서 오래 걸리진 않겠지만 획기적인 시간 단축의 효과가 없다)- 항생제 사용에만 의지하지 않고 다른 방법에 의한 세균 억제 방법을 찾는 것도 내성균에 대한 대책을 강구하는데 좋은 돌파구가 될지도 모른다.