항생제 역할, 부작용, 작용

항생제로 가장 유명한 것이  세균을 죽이는 것으로 유명한 페니실린이지요.

페니실린의 정확한 기능은 "저해제"입니다.

페니실린은 박테리아에서 세포벽을 합성하는 효소의 저해제로 작용합니다.

식물의 세포벽 주성분은 셀룰로스 잖아요~ 근데 원핵생물 의 세포벽은 주성분이 펩티도 글리칸이라는 성분입니다. 그 펩티도 글리칸은 변형된 탄수화물의 종류와 단백질등이 결합된 형태 인데요 그중하나인

N-acetylglucosamine이라는 변형된 탄수화물의 종류중 하나를 형성하지 못하게 하는게 페니실린의 열할로 알고 있습니다^^ 세균은 그래서 세포벽 형성을 못하게 되구 그렇게 된다면,, 당연히 외부로부터 자기 몸을 지키지 못하니깐 페니실린 때문에 세포가 죽게 되겠죠.

 

항생제는 세포벽 합성저해의 기능이 있는 것뿐만 아니라, 세포벽 합성을 저해하지 못하더라도 결국에는 체내에 침입한 박테리아를 사멸시키는 것을 목적으로 하는 모든 약물을 항생제라고 하는 것입니다.

박테리아의 DNA는 인간의 DNA와 다른 구조이므로 (나중에 분류 배우실때 원핵생물 파트에서 배웁니다.) 박테리아의 DNA가 분열되지 못하게 하여 번식을 차단하는 항생제도 있습니다.

세포벽의 구조에 따라서 그람양성세균과 그람음성세균이 있는데, 그 종류에 따라서 사용해야하는 항생제의 종류도 달라지기 때문에 무조건 세포벽 합성 억제 항생제만을 사용할 수는 없지요.

 

위의 두가지 종류 말고도 여러가지 방법으로 작용하는 항생제들이 많이 있습니다.

 

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[항생제의 부작용]

약한 항생제는 내성균의 등장이라는 문제가 있습니다.

내성균에 대항하기 위해서는 더 강력한 항생제를 쓰게 되지요.

하지만 문제점은... 미토콘드리아도 일종의 박테리아라는 것입니다. 세포공생설 배우셨을테니 아마 아시겠지요?

항생제가 미토콘드리아에 작용하게 됨으로써 미토콘드리아의 정상적인 활동을 방해하게 되어 인간 세포에도 해를 주게 되는 것이죠.

 

더 나아가서... 강력한 항생제에도 내성을 보이는 균에 대해서는...

할 수 없는 일이지만,, 인간세포에 직접 해를 주는 항생제라도 사용할 수밖에 없습니다.

예를들어 핵분열을 정지시킨다거나...하는...

네오마이신의 경우에는 종종 신장이나 청세포에 직접적으로 작용하여 기능을 떨어뜨리지만, 이런 약에만 반응하는 박테리아들도 있기 때문에 쓰는 것입니다.

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우리몸에 세균이 살수 있는 곳이 존재하는데요! 그곳이 바로 대장입니다

대장균은 우리몸에 유용한 세균이죠.. 일종의 공생관계라고 보면 됩니다^^

대변으로도 그날그날 많이 빠져나오긴 하지만, 우리몸의 대장에서 계속 번식을 하는데요.

대장균이 뭐가 이롭냐면,, 비타민 k 를 합성하거든요~ 근데 그 비타민 k가 혈액 응고에 중요한 역할을 해요~

근데 항생제를 먹게 되어 대장균이 죽어 비타민k를 합성못하면~ 혈액 응고과정에 영향을 못마치겠죠~

근데 살면서 혈액응고가 중요해질때가 많이 있는건아니니.. 그밖에 비타민 k가 다른 대사과정에 관여를 못하게 되어 아마 약간의 문제가 생길거에요~ 하지만 사람이 비타민k결핍현상을 겪는건 매우 드문일이니.. 안심하셔도 될듯합니다! 하지만 항생제 너무 많이 먹음 안좋겠죠?

 

I. 항생제의 작용기전

1. 항생제의 작용

항생제의 항균작용(antibacterial activity)에는 그 작용에 따라서 살균항생제(bactericidal-

antibiotic)와 정균 항생제(bacteristatic antibiootic)로 나누어진다.

정균항생제는 살균을 못하고 세균의 번식을 억제하는 데에 그친다. 비교적 전신상태가 좋은 환자의 경도 또는 중등도 감염증은 정균성 항생제로도 효과가 있지만 중증환자 또는 방어

능력이 떨어져 있는 환자의 감염증에는 살균항생제(bactericidal antibiotic)가 사용된다.

항생제는 작용을 달리하므로 다른 항생제와 병용할 때 협력,길항 및 상가․ 평균작용을 나타

내므로 이를 참고해야 한다.

▶ 정균성항생물질(bacteristatic antibiotic)

Tetracycline계, chloramphenicol계, macrolide계 등이 여기에 속한다. MIC이상을 끊임없

이 병소내에서 유지시켜야 하기 때문에 혈중반감기마다 일정량을 되풀이 투여하던가 1회

투여량을 늘려야 한다.

▶ 살균성항생물질(bactericidal antibiotic)

Penicillin계, cefem계, amionoglycoside계 등이 여기에 속한다. 살균성항생물질로서 치료

를 해도 증식 휴지기에서는 세균을 죽일 수 없으므로 살균성 항생물질에 있어서도 일정한

간격으로 투여를 계속해야 한다.

2. 항생제의 작용기전

먼저, 항생물질의 작용기전을 주로 5가지로 구분해보면 다음과 같다.

①세포벽 합성 억제, ②단백질 합성 저해, ③세포막 변성작용, ④핵산합성 저해,

⑤대사물질 유사 저해제로 나눌 수 있다.

 

① 세포벽 합성 억제

항생제의 작용에서 가장 보편적인 기전은 세포벽 합성을 억제하는 것이다.

세균 세포는 동물세포와 달리 단단한 세포벽이 있어 내부의 높은 삼투압을 유지하게 한다. 따라서 세균 세포벽 합성에 장애가 오면 내부의 높은 삼투압으로 세균 원형질이 밖으로

빠져나와 파괴된다.

② 단백질 합성 억제작용

세포벽 합성 억제 다음으로 많은 작용은 단백질 합성의 억제이다.

aminoglycoside는 mRNA를 만들지 못하게 하여 단백질 합성을 원천적으로 방해한다.

Tetracyclines은 tRNA가 mRNA와 결합하는 것을 방해하여 단백질을 합성하지 못하게

한다. 또한 단백질 합성시 아미노산끼리의 펩디드결합을 억제하는 항생제도 있으며,

mRNA의 정보를 잘못읽도록 유도하여 엉뚱한 아미노산을 붙여 제 기능을 하지 못하는

단백질을 만들게 하는 항생제도 있다. 단백질을 합성하는 리보솜이 세균과 동물세포에서

서로 다르기 때문에 단백질 합성을 억제하는 항생제도 세균에만 선택적으로 작용한다.

③ 세포막 변성작용

세포막은 세포의 생명 유지에 중요한 역할을 한다. 세포막은 세포질 내 삼투압과 세포가

처한 환경의 삼투압 간 차이에 의한 세포 손상을 보호할 뿐 아니라, 세포에 필요한 영양물

질의 흡수, 대사산물의 조절, 호흡효소 및 생합성 장소로도 작용한다. amphotericin B,

colistin, imidazole같은 항생제들은 이러한 세포막기능의 일부에 장애를 일으켜 세균이 죽

게 한다. 세포막 기능 저해 물질들의 작용은 세포의 증식 상태, 세균의 종류 및 항생제의

투여시기에 따라 달라진다. 세포벽 합성 저해 물질들이 포유동물 세포에는 거의 독성작용

이 없는 것과는 달리, 세포막 기능 저해물질들은 숙주세포에도 독성작용을 나타낸다.

세포막의 변성을 통해 항균작용을 보이는 대표적인 항생제로 Poly-mycin을 들 수 있다.

Poly-mycin은 세포막에 있는 인지질에 작용하여 세포막을 파괴하는데 이때 핵산이나 단백

질 등의 세포 내용물이 외부로 새어나가 세균이 죽게 된다. 그러나 이 항생제는 사람의

세포에도 같은 작용을 나타내 독성과 부작용이 큰 편이다.

④ 핵산합성 저해

actinomycin, mitomycin, novobiocin과 같은 항생물질은 핵산구조나 기능을 변경시켜 미생

물의 증식을 저지한다. 미생물뿐만 아니라 숙주세포에도 독성을 나타내 임상적 이용에는

제한이 따른다.

그러나 DNA의 증식이나 전사과정을 연구하는 생화학적 또는 분자 생물학적 연구분야에서

는 아주 유용하게 활용되고 있다. actinomycin은 DNA와 결합하여 DNA-의존성 RNA의

생합성을 저지하고, mitomycin은 중합된 DNA를 해리시켜 단백질 생합성을 저지한다.

⑤ 대사물질 유사 저해제

대사과정에 관여하는 효소들은 그 기질과 유사한 구조를 가진 물질들에 의하여 그 효소의 작

용이 저지된다. 즉 이러한 저지물질들은 효소와 결합함으로써 정상적인 효소-기질의 반응

이 저지되고, 따라서 그 다음의 촉매 반응이 일어나지 못하여 대사과정이 중단된다.

작용 기전에 따라 경쟁적 저지제와 비경쟁적 저지제로 구분할 수 있다.

경쟁적 저지제는 효소의 동일한 부위에 기질과 경쟁적으로 반응하는 것으로 기질의 농도를 높여주면 저지제의 효과는 감소된다. 비경쟁적 저지제는 저지제의 농도에만 의존하고 기질

의 농도를 높여도 반응이 역전되지 않는다. 비경쟁적 저지제의 효과는 효소의 기질에 대한 친화도나 반응속도 등에 따라 결정된다. sulfonamide, isoniazid, flucytosine등이 여기에

속한다.

⑥ 그 밖의 작용기전

quinolone계 항생제는 정상적인 DNA 구조를 만들어주는 효소에 작용하여 세균이 제대로

된 DNA를 합성하지 못하게 하여 세균을 죽인다. 또한 일부 항생제는 세포의 에너지생산을

저해하는 작용을 지니는데 이런 경우는 선택성이 약해 부작용이 심하게 된다. 그리고

Vancomycin과 같은 많은 항생제들은 두 가지 이상의 기전을 동시에 사용하기도 한다.

3. 항생제의 작용기전과 분류

현재 나와 있는 항균제만 해도 그 종류가 너무 많아 혼란과 곤혹을 느낄 때가 많다.

중요한 작용기전과 부위에 따라 분류하여, 그 중 흔히 쓰이는 대표적인 주요 항균제의

약리적인 특성을 기억, 활용하면 될 것이다.

* 항생제의 작용기전 *

 

항생물질의 작용점

종 류

Cell wall(세포벽)을 합성저해

penicillin, cephalosorin, vancomycin

Cytoplasmic membrane

(세포막)저해

poly-myxin, colistin,

amphotericin, imidazole

Ribosome 합성저해

kanamycin, aminoglycoside, erythromycin,

streptomycin, tetracycline, clindamycin

DNA의 합성저해

bleomycin, mitomycin, rifampin, quinolones

 

* 작용기전에 따른 항생제의 분류표 *

Ⅲ. 항생제의 종류

곰팡이류에서 추출된 항생물질로서는 penicillin계, cephalosporin계 등의 항균성 항생제와 griseofulvin, fucidin과 같은 항진균성 항생제가 있다. 세균류에서 추출한 항생물질로서는

macrolide, aminoglycoside, tetracycline류 및 chloramphenicol 등의 mycin류가 여기에

속한다.

일반적으로 항생제는 화학구조에 따라 크게 β-lactam와 비 베타락탐계로 나뉘며, 작게는

penicillin, cephalosporin, quinolone, aminoglycoside등 여러 계열로 구분된다. 각 계열의

항생제는 치료 대상과 효과, 그리고 부작용에서 차이를 보이는데, 대체로 β-lactam는 독성이 없고 약효가 좋은 계열로 알려져 있으며 특히 cephalosporin는 전 세계 항생제 시장 규모의 절반을 차지하고 있다.

1. Monobactam계열 항생제

 

작용기전

세포벽 합성 억제, Penicillin 과 동일함.

부작용

-위장관계 부작용: 오심, 구토, 설사

-피부 : 발진

-국소적 부작용: 주사부위의 통증, 혈전성정맥염

-피부: 발진

-신장 : 신독성

-간 : SGOT, SGPT 등의 간 효소 수치 증가

-혈액계 : 빈혈, 과립구 감소, 혈소판 감소

분 류

일반명(상품명)

코드명(용량)

Carumonam(Mobactam)

7MOBA(1g)

 

2. Penicillin계열 항생제

세균의 세포벽 합성을 억제함으로써 항균작용을 한다. 경구 투여했을 때 일반적으로 잘 흡

수되지만 초기제제들은 위산에 의해 불활성화한다. 화농성구균 등 대부분의 그람양성균과

임균․매독균 등에 강력한 효과가 있다. 페니실린에 감수성이 없는 세균감염증과 페니실린의

남용으로 생긴 내성균에 사용해서는 안 된다. 부작용은 적은편이지만 알레르기 반응에 의한

과민반응은 치명적이므로 투여하기 전에 반드시 피부반응검사를 한다.

 

작용기전

세포벽 합성 억제 ,세균의 세포벽은 세균의 정상적인 성장에 필수적인데

penicillin(PCN)은 이러한 세포벽의 기본 구성물질인 peptidoglycan의 형성의 마지막

단계에 관여하는 효소인 transpeptidase의 작용을 억제하므로써 세포벽의 합성의

최종단계를 봉쇄하고, 세포내 막의 penicillin-binding protein(PBP)과 결합하여 PBP의

작용을 억제하는데 이로인해 자가용해 효소가 활성화되어 세포벽의 용해를 촉진시키는

것으로 알려져 있다.

부작용

-위장관계 : 설사

-혈액계 : 용혈성 빈혈(PCNG) 호중구감소증(PCN G, nafcillin)

혈소판 감소증(Carbenicillin, ticarcillin)

-간 : SGOT 상승(Oxacillin, nafcillin)

-대사 : Hypernatremia (Ticarcillin)

-중추신경계 : 발작(PCN G)

-신장 : 신독성-Interstitial nephritis (Methicillin)

분 류

일반명(상품명)

코드명(용량)

Penicillin G-K(Penicillin G-K)

7PENG

Benzathine Penicillin G (Mycin)

7BP

Amoxicillin(Augmentin)

7AUG12, 7AUG6

Ampicillin/Sulbactam(Ubactam)

7UBAC(750㎎)

Tazobactam(Tazocin)

7TAZO4(4.5g), 7TAZO2(2.25g)

Ticarcillin(Claventin)

7CLAV(1.6g)

Mecillinam(Selexid)

7SELE(400㎎)

 

3. Carbapenem계열 항생제

 

작용기전

세포벽 합성 억제 ,Penicillin과 동일함

부작용

-위장관계 : 오심, 구토, 설사

-국소 : 주사부위의 통증, 혈전성 정맥염

-피부 : 발진

-중추신경계 : 발작, 두통

분 류

일반명(상품명)

코드명(용량)

Imipenam(Tienam)

7TIEN(500㎎)

 

4. Cephalosporin계 항생제

병원균의 세포벽 합성을 억제하여 살균작용을 한다. 페니실린에 저항성이 생긴 포도상구균

등의 그람 음성균뿐 아니라 proteus, serratia, enterobacter 등에도 효과가 있다.

경구투여를 하면 흡수가 잘 되지 않기 때문에 근육 또는 정맥주사를 사용한다.

 

작용기전

세균, 세포벽 생합성의 저해, 세균 세포벽 구조에 필요한 peptidoglycan의

교차결합(cross-linking)을 저해한다. 주로 살균작용을 갖는다.

부작용

Cephalosporin은 비교적 부작용이 적은 약물이다. 가장 흔한 것으로는 위장관계 부작용으로 경구 투여시 오심, 구토, 설사가 일어나지만 일반적으로 그 정도가 약하고 일시적이다.

-위장관계 부작용 : 오심, 구토, 설사, 식욕부진, 복통, 고창 (방귀), 소화불량

항생제 사용으로 인한 위막성 대장염(pseudomembraneous colitis)

-과민성 반응 (hypersensitivity) : 알레르기 반응, 다형성 홍진(erythema muliforme)

-조혈관계 부작용 : 호산구 증다증, 일시적인 호중구감소증, 림프구증다증(lymphocytosis), 백혈구증다증, 저프로트롬빈혈증에 동반한 출혈 등