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1. 항생제 개요
1.1. 항생제의 정의
항생제는 미생물이 자신의 성장을 위해 다른 미생물의 성장을 억제하거나 죽이는 물질을 말한다. 구체적으로 항생물질이란 '생명활동을 방해하는 물질'을 의미하며, 미생물이 만들어낸 이러한 물질은 다른 미생물의 발육과 증식을 저지하거나 억제하는 역할을 한다. 따라서 항생제는 병원성 미생물에 의한 감염증 치료에 널리 사용되는 중요한 의약품으로, 과거부터 인간의 질병 치료에 큰 기여를 해왔다.
1.2. 항생제의 분류
항생제의 분류는 다음과 같다. 첫째, 아미노 글리코시드계 항생제는 박테리아의 단백질 합성을 억제하여 항균 작용을 나타내며, 스트렙토마이신, 카나마이신, 젠타마이신, 네오마이신 등이 이에 속한다. 이들은 그람음성균 치료에 주로 사용된다. 둘째, β-락탐계 항생제는 페니실린계, 세팔로스포린계, 세파마이신계로 구분되며, 공통적으로 β-락탐 고리를 가지고 있어 세균 세포벽 합성을 억제한다. 페니실린이 가장 먼저 발견된 β-락탐계 항생제이며, 이후 다양한 유도체가 개발되었다. 셋째, 테트라사이클린계 항생제는 그람양성균과 그람음성균의 생장을 저해하는 광범위 항생제로, 나프타센 환을 기본구조로 한다. 단백질 합성을 억제하여 항균 작용을 나타낸다. 넷째, 마크로라이드계 항생제는 거대한 락톤 환과 당이 결합된 구조를 가지며, 단백질 합성을 억제한다. 대표적으로 에리스로마이신, 올레안도마이신, 스피라마이신, 타일로신 등이 있다. 이처럼 항생제는 작용기전에 따라 다양한 계열로 분류되며, 각 계열별로 대표적인 항생제와 특성을 지닌다.
2. 항생제의 역사 및 발전
2.1. 항생제 최초 발견
항생제의 최초 발견은 1928년 영국의 미생물학자 알렉산더 플레밍에 의해 이루어졌다. 플레밍은 우연한 실험과정에서 페니실리엄 곰팡이가 자라고 있던 페트리 접시에서 황색포도상구균의 성장이 억제되는 것을 발견하였다. 이를 통해 페니실리엄 곰팡이가 세균의 성장을 억제하는 물질을 분비한다는 것을 알아냈고, 이 물질을 페니실린이라고 명명하였다.
플레밍은 페니실린이 박테리아의 세포벽 합성을 억제하여 세균을 사멸시킨다는 작용기전을 규명하였다. 이후 페니실린은 2차 세계대전 당시 감염증 치료에 큰 역할을 하며 '기적의 약'으로 불리게 되었다. 하지만 플레밍은 페니실린의 단점으로 과량 사용 시 내성균의 출현을 지적하였다.
2.2. 항생제 사용의 발전과 부작용
항생제 사용의 발전과 부작용은 다음과 같다.
플레밍이 1928년 페니실린을 최초로 발견한 이후, 항생제 사용은 급속도로 발전해왔다. 페니실린은 "기적의 약"이라 불리며 2차 세계대전 당시 많은 생명을 구했지만, 곧 페니실린에 내성을 가진 황색포도상구균이 출현하였다. 이에 따라 메틸실린이라는 새로운 항생제가 개발되었으나, 이 역시 내성균이 등장하게 되었다. 이처럼 세균은 끊임없이 항생제에 적응하며 내성을 획득해왔다는 것을 알 수 있다.
또한 항생제의 과도한 사용으로 인해 부작용 문제가 발생하고 있다. 항생제 사용으로 인해 정상 세균총이 파괴되어 다른 감염증이 유발될 수 있으며, 약물의 독성으로 인한 부작용(무형성 빈혈, 신장 손상 등)도 나타날 수 있다. 뿐만 아니라 항생제 과다 사용으로 인해 내성균이 발생하여 치료가 어려워지는 심각한 상황이 초래되고 있다.
이처럼 항생제 사용은 발전과 함께 부작용이 지속적으로 발생해왔다. 따라서 적절한 항생제 사용과 새로운 항생제 개발이 필요한 상황이라고 할 수 있다.
3. 항생제의 작용기전
3.1. 세포벽 합성 억제
세포벽 합성 억제는 항생제가 세균의 세포벽 합성을 방해하여 세균을 죽이거나 성장을 억제하는 기전이다. 이는 대표적인 항생제 작용 기전 중 하나로, 세포벽은 세균의 생존에 필수적인 구조이기 때문에 세포벽 합성 억제는 매우 효과적인 항균 기전이다.
대표적인 세포벽 합성 억제 항생제로는 β-락탐계 항생제와 글리코펩타이드계 항생제가 있다. β-락탐계 항생제에는 페니실린, 세팔로스포린, 모노박탐 등이 속하며,...
