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1. 항생제 개요
1.1. 항생제의 정의
항생제란 세균을 죽이거나 세균의 성장을 억제하는 약물이다. 일반적으로 항생제 치료 시 약 5% 정도에서 부작용이 나타나지만 대부분의 경우 특별한 문제가 없다. 그러나 어떤 경우는 입원을 필요로 하는 심각한 부작용이 발생할 수 있다. 페니실린 항생제와 같은 경우 사용 전 미리 피부반응 검사를 하여 쇼크와 같은 심각한 부작용을 예방할 수 있다.
1.2. 페니실린의 발견과 역사
1928년 여름에 스코틀랜드의 박테리올로지스트 알렉산더 플레밍은 포도상구균을 기르던 접시를 배양기 밖에 둔 채로 휴가를 다녀왔다. 휴가에서 돌아온 플레밍은 페트리접시를 확인하던 중 푸른곰팡이가 자라나고 곰팡이 주변의 포도상구균이 녹아있는 모습을 발견하였다. 플레밍은 이를 통해 곰팡이로부터 페니실린이라는 항균 성분을 추출할 수 있다는 사실을 깨달았지만, 당시 기술 수준의 한계로 페니실린을 정제하여 약품으로 만들지는 못하였다. 이후 1939년 옥스포드 대학의 바트 플로리와 어니스트 체인이 록펠러 재단의 연구비를 받아 반년 동안의 노력 끝에 페니실린을 정제하여 결정을 얻는데 성공하였다. 이후 1941년 인간에게 최초로 페니실린이 투여되었고, 2차 세계대전 중 상용화에 성공하여 1943년부터 사용하기 시작하였다."
1.3. 페니실린의 작용기전
페니실린은 세균의 세포벽 합성을 억제하여 향균 효과를 나타내는 항생제이다. 세균은 세포벽을 가지고 있지만 사람은 세포벽이 없어 약제로부터 공격당하지 않는다. 페니실린계열 항생제가 모두 베타락탐 구조를 가지고있어 세균의 세포벽이 합성되는 것을 막아준다. 세균 내부의 농도가 높은데 세포벽이 뚫리면 세포막이 삼투압으로 터져버린다. 하지만 페니실린은 산성 pH에 불안정하고 그람음성균이 생산해내는 효소인 베타 락타메이즈에 의해 파괴되어 그람음성균(대장균, 콜레라균, 살모넬라균 등)에는 효과가 좋지 못하였다. 또한, 단백질 합성을 억제하여 향균 작용을 하고 세균은 생장에 필요한 단백질을 합성할 수 없게 된다.
1.4. 페니실린계 항생제의 한계
페니실린계 항생제는 세균의 세포벽 합성을 억제하여 항균 효과를 나타내지만, 몇 가지 한계점을 가지고 있다.
첫째, 페니실린은 산성 pH에 불안정하여 위장관에서 쉽게 파괴되어 흡수율이 낮다. 따라서 주사제로 투여해야 한다. 둘째, 그람음성균은 세포벽 바깥에 외막이 존재하여 페니실린이 잘 통과되지 않아 이들에 대한 항균력이 낮다. 셋째, 세균이 생산하는 베타락타마아제 효소에 의해 페니실린이 분해되어 비활성화되는 문제가 있다...