항생물질(antibiotics) 생물, 특히 미생물에 의해서 만들어지는 물질로서 세균 기타 미생물의 발육이나 생활기능을 저지하거나 억제하는 의약품두산백과항생제란 다른 미생물에 대해서 해를 끼치는 미생물이 생산하는 화학물질이다. 고대 이집트인들은 상처에 꿀을 발랐는데 이는 탁월한 선택이었다. 꿀의 끈질긴 성분이 환부를 자연스럽게 봉합해 박테리아로부터 상처를 보호하는 역할을 했을 뿐 아니라 무엇보다 꿀이 패혈증을 치료하는 항생제 역할을 하는 과산화수소 성분을 포함하고 있기 때문이다. 다른 문화권에서는 찢어진 상처에 빵이나 케이크를 쓰고, 자연적으로 발생한 페니실린이라고 할 수 있는 곰팡이도 박테리아를 물리친다고 추측했기 때문일 것이다.
항생제 주변에서는 미생물이 번식하지 못한다.다른 미생물의 발육을 막는 항생제세균 감염으로 생기는 병(감염병)은 오랫동안 인류를 괴롭혀 왔다. 그러나 전염병에 속수무책이었던 인류는 치료약을 얻음으로써 감염병과 싸울 수 있게 돼 가장 큰 성과를 낸 것이 항생제다. 항생물질은 본래 어떤 미생물이 생산해 다른 미생물의 증식을 억제하는 물질을 뜻하며 현재는 항암작용을 하는 물질 등도 항생물질에 포함됐다.
페니실린을 발견한 플레밍
페니실린의 발견자 Alexander Fleming-처음 항생제를 발견한 사람은 영국의 미생물학자 알렉산더 플레밍이다. 제1차 세계대전에 참전했던 플레밍은 전장에서 부상한 병사들이 세균에 감염돼 그 세균이 전신에 퍼지면서 패혈증으로 죽는 모습을 목격했다. 그러다 1982년 9월 여름방학을 마치고 돌아온 플레밍은 세균을 뿌린 뒤 방치하던 샬레에게서 이상한 현상을 발견하는데 푸른 곰팡이가 핀 부분 주위에는 세균이 살지 않았던 것이다. 이 현상에 흥미를 느낀 플레밍은 살아있는 푸른곰팡이에서 항생제를 추출하는 데 성공했고 이것이 페니실린이다. 이후 다른 연구자들의 노력으로 페니실린의 대량생산이 가능해 1944년 노르망디 상륙작전 당시 널리 사용됐다.
페니실린(penicillin)
페니실린의 구조식 분자식 : C16H18N2O4S 분자량 : 334.390g/mol
페니실린은 페니실륨속에 속하는 곰팡이에서 얻은 화학물질로 세균 감염을 치료하는 항생제다. 첫 항생제이지만 내성, 기술 발달에 따른 새로운 항생제 개발 등으로 최근에는 잘 쓰이지 않고 단일제로 주사제만 사용되고 있다. 인체 세포에는 없는 구조인 세균의 세포벽 합성을 방해해 항균 작용을 나타낸다.페니실린은 연쇄상구균 임균 수막염균 등에 작용해 편도염 수막염 패혈증 세균성심내막염 임질 중이염 연조직염 등을 치료한다. 성인의 경우 페니실린 G로 1회 3060만 단위를 하루 24회 근육 또는 정맥 주사한다. 연령이나 증상에 따라 적절히 증감한다.
페니실린 페니실린 및 페니실린계 항생물질에 과민반응이나 쇼크 기왕력이 있는 환자에게는 투여하지 않는다.
주의사항 – 신장애 환자에서 높은 혈중농도가 지속되며 발작, 의식저하 등이 나타나므로 신중하게 투여한다.- 심장질환이 있는 환자에서 혈중 칼륨 농도 상승으로 순환계에 영향을 미칠 수 있으므로 신중하게 투여한다. – 과민반응, 쇼크 등을 예측하기 위해 의료전문가와 충분히 상담하여 사전에 피부반응 시험을 실시하는 것이 바람직하다. 또한 투여 후에도 응급처치가 마련된 상태에서 쇼크 발생에 대비하여 충분히 관찰해야 한다.
최초의 페니실린인 페니실린-G세균의 증식을 억제하는 페니실린과 같은 부류에 속하는 항생물질은 세균이 세포벽을 만드는 것을 저해해 세균 증식을 억제한다. 그러나 인간을 포함한 동물의 세포에는 이 세포벽이 없기 때문에 우리는 페니실린의 영향을 받지 않는다. 이처럼 세균에는 작용하지만 동물에게는 작용하지 않는 것을 선택성이라고 하며, 선택성이 높을수록 사용하기 편한 약이라고 할 수 있다. 페니실린처럼 세포벽의 생합성을 저해하는 것은 가장 선택성이 높은 항생물질이다. 결핵균에 효과가 있는 스트렙토마이신은 세포 속의 리보솜에 작용해 단백질의 생합성을 저해하고 이 그룹에 속하는 항생제의 선택성은 페니실린 다음으로 높다. 또 브레오마이신이나 마이토마이신C는 세포 중 DNA의 생합성을 저해하는 항생제로 세균에 대한 선택성은 가장 낮아 항암제로 쓰인다.
표적을 기준으로 분류되는 항생제가 세포 증식을 억제하는데도 인간에게 영향을 미치지 않는 이유는 세포벽의 유무처럼 세균과 진핵생물 사이에 나타나는 세포의 구조와 기능의 차이를 이용하기 때문이다. 이 차이 덕분에 선택성이 높은 항생제를 개발할 수 있다.
골치 아픈 내성균 문제
항생제 내성을 가진 세균 같은 갖가지 항생제가 개발돼 지금은 감염병을 극복할 수 있다고 생각한 적도 있었지만 항생제가 통하지 않는 균도 서서히 나타나기 시작했다. 이런 균을 내성균이라고 하는데 항생제를 둘러싼 가장 큰 문제가 되고 있다. 세균은 끊임없이 진화하기 때문에 새로운 항생제가 개발돼도 몇 년 안에 내성균이 등장한다.세균이 일단 항생제에 대한 내성을 갖게 되면 내성의 원천이 되는 유전자가 다른 세균으로도 퍼지고 이에 그치지 않고 다른 종류의 세균으로도 퍼진다. 항생제가 효과가 없는 감기나 독감에 항생제를 처방하거나 가축의 발육 또는 건강을 위해서라는 이유로 항생제를 남용하는 등 인간의 잘못된 행동이 내성균 문제를 더욱 심화시키고 있다.
참고자료 및 사진 출처 – 항생제(naver.com) 항생제(naver.com) 항생제 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전(wikipedia.org) 플레밍(naver.com) 페니실린(naver.com) 우연과 행운이 겹쳐 탄생한 인류 최초의 항생제 페니실린 – 글로벌 뉴스 미디어 채널 데일리 포스트(thedailypost.kr) 페니실린 – 나무위키(namu.wiki)
참고문헌 – ‘머릿속에 쏙! ‘미생물 노트’ – 시그마북스, 사마키 다케오 편저