페니실린계 항생제 효능 - penisillingye hangsaengje hyoneung

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    1928년 스코틀랜드 생물학자 알렉산더 플레밍이 발견하였습니다. 1928년 이전에도 페니실리움속에 속하는 곰팡이가 자라는 주변환경에는 박테리아가 자라지 못한다는 것을 관찰하였으나, 이러한 관찰을 과학적으로 증명해 명확히 밝힌 사람은 알렉산더 플레밍입니다.

    알렉산더 플레밍은 박테리아가 자라는 배지에 페니실리움속의 곰팡이가 오염되었을 경우 오염된 곰팡이 주변에는 박테리아가 자라지 못하는 현상을 관찰하였습니다.

    그는 곰팡이가 박테리아를 용균시켜 자라지 못하게 하는 물질을 분비한다는 결론을 내렸고, 이를 페니실린이라고 이름을 정했습니다.

    페니실린계 약물은 세균의 세포벽 합성을 억제하여 항균작용을 합니다. 페니실린계 약물에서 대표적인 약물을 뽑는다면 피페라실린, 페니실린, 아목시실린 등이 있습니다.

    페니실린계 항생제 효능 - penisillingye hangsaengje hyoneung

    항균 메커니즘

    베타-락탐계열 항생제는 세균 세포벽인 펩티도글리칸의 교차연결 배열을 망가뜨립니다. 페니실린의 베타-락탐의 일부분이 펩티도글라칸 분자를 연결하는 트랜스펩티데이스와 임의로 결합하여 이것이 바로 세균 세포벽의 약화를 야기시킵니다. 이렇게 세포벽이 약화되면 세포는 삼투압 변화를 이겨내지 못하고 세포벽이 터져 내용물이 나와 죽게됩니다.

    페니실린계 항생제의 부작용

    페니실린은 가장 안정성이 뛰어나다는 이유로 많이 처방됩니다. 하지만 응급실 방문 이유의 50%가 페니실린계 항생제 부작용으로 인한 방문입니다. 그만큼 우리가 조심해야 할 약물입니다. 아래에서 패니실린계 항생제 부작용에 대해 자세히 알아보겠습니다.

    #지속적인 설사

    페니실린계 항생제는 병의 원인이 되는 박테리아 뿐만 아니라 우리 몸의 유익한 균을 제거하는 작용도 합니다. 이런 작용이 장내 유산균을 제거하여 설사가 발생합니다.

    #페니실린 알레르기 쇼크

    항생제 부작용 중 가장 빈번하게 발생하는 부작용은 항생제 알레르기 쇼크입니다. 항생제 부작용 중 대부분이 항생제 알레르기 쇼크이고, 알레르기로 인해 많은 분들이 응급실을 찾기도 합니다.

    대부분의 박테리아는 자신을 보호하는 외막(세포 벽)을 가지고 있습니다. 다른 베타-락탐 항생제와 같이, 페니실린은 박테리아의 이 세포 벽 형성을 차단하여 박테리아를 사멸시킴으로써 효력을 발휘합니다.

    일부 박테리아는 베타 락탐 항생제를 비활성화할 수 있는 효소를 생성합니다. 이 박테리아로 인한 감염의 경우, 클라불라네이트 또는 설박탐과 같은 이 효소를 억제할 수 있는 약물과 함께 페니실린을 투여합니다. 일반적인 병용 요법에는 다음이 포함됩니다.

    세균은 인체 세포에 없는 구조인 세포벽에 둘러싸여 있는데, 일부 항생제는 이러한 세포벽 합성의 각 단계를 저해하여 세균을 파괴시켜 항균작용을 보여준다. 대표적인 항생제는 베타락탐계 항생제(penicillin, cephalosporin, monobactam, carbapenem 등)와 glycopeptide가 해당된다.

    1. 베타락탐계 : 화학구조상 베타락탐고리를 기본 구조로 하는 항생제를 말한다. 의료 현장에서 가장 폭넓게 사용되고 있다.
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      • 페니실린계 : 처음 사용된 직후 그람양성균인 포도알균 감염증 치료에 아주 극적인 효과를 발휘하였으나, 사용량이 증가하여 내성을 보이기 시작하였다.
        베타락탐 분해효소를 비가역적으로 억제하는 클라블란산(clavulanicacid), 설박탐(sulbactam) 및 타조박탐(tazobactam)등 베타락탐 분해효소 억제제는 항균력은 거의 없지만 베타락탐 분해효소에 의해 가수분해가 잘되는 박테락탐 항생제와 병합된 약제로 상품에 되어 사용되고 있다.

        페니실린계의 일반명의 목록이 표시되는 표입니다.일반명페니실린 G(penicilln G)아목시실린(amoxicillin)암피실린(ampicillin)피페라실린(piperacillin)아목시실린/클라불란산(amoxicillin/clavulanic acid)암피실린/설박탐(ampicillin/sulbactam)피페라실린/타조박탐(piperacillin/tazobactam)

      • 세팔로스포린계 : 세팔로스포린계 항생제는 항균영역 및 특징에 따라 1세대부터 최근 5세대까지 구분한다. 세대의 구분은 각 세대별 효과적인 항균영역의 차이가 있는 것이며, 세대가 높아진다고 해서 강력한 항생제를 의미하지는 않는다.

        세팔로스포린계의 일반명이 표시되는 표입니다.일반명세파졸린(cefazolin)세팔렉신(cephalexin)
        세파클러(cefaclor)세프메타졸(cefmetazole)세포티암(cefotiam)
        세푸록심(cefuroxime)세포탁심(cefotaxime)
        세프트리악손(ceftriaxone)세프타지딤(ceftazidime)세페핌(cefepime)

      • 모노박탐계 : 베타락탐 고리 단독으로 구성된 약제로, 그람음성균에 대한 항균력이 매우 좋으며 베타락탐 항생제에 과민반응을 보이는 경우에도 교차 과민반응을 갖지 않아 유용하게 쓰일 수 있다.
      • 카바페넴 : 항균 영역이 넓은 항생제로 그람양성균 음성균에 모두 항균력이 좋은 항생제이다.

        카바페넴계의 일반명이 표시되는 표이다.일반명이미페넴/실라스타틴(imipenem/cilastatin)메로페넴(meropenem)도리페넴(doripenem)에르타페넴(artapenem)

    2. Glycopeptide : 주로 그람양성균에만 작용하는 비교적 좁은 항균 영역을 가지고 있으며 vancomycin과 teicoplanin이 포함된다.

    Ⅱ.세포막 투과의 변화

    세포막은 투과 장벽으로 선택적 능동수송을 수행함으로써 세포 내/외의 고분자 물질과 이온의 균형을 이루게 한다. 일부 항생제는 능동수송에 관여하는 세균의 세포막의 기능을 변화시켜 세균을 사멸시키는데 대표적인 것으로 polymyxin과 항진균제(amphotericin B, ketoconazole, fluconazole, itraconazole 등)가 해당된다. 이러한 항생제는 대량 투여시 인체 세포에도 독성을 일으키므로 사용시 주의를 요한다.

    Ⅲ.단백 합성 억제

    세포가 생존하기 위해서는 생존에 필요한 단백질이 세포질 내에서 합성되어야 한다. 단백질은 리보솜을 통해서 번역되는데, 세균과 인체 세포의 리보솜 구성이 달라 세균의 리보솜만을 억제함으로서 항균작용을 보이는 항생제들이 있다. Aminoglycosides, tetracyclines, macrolides, lincosamides, chloramphenicol 등이 이에 해당된다.

    아미노글리코사이드계의 일반명이 표시되는 표입니다.일반명켄타마이신(gentamicin)토브라마이신(tobramycin)아미카신(amikacin)

    테트라사이클린계의 일반명이 표시되는 표입니다.일반명테트라사이클린(tetracycline)독시사이클린(doxycycline)미노사이클린(minocycline)타이제사이클린(tigecycline)

    마크로라이드계의 일반명이 표시되는 표입니다.일반명에리스로마이신(erythromycin)클라리스로마이신(clarithromycin)아지스로마이신(azithromycin)

    Ⅳ.핵산 합성 억제

    세균 증식에 필요한 과정인 DNA 복제와 전사, RNA 생성을 방해하여 항균작용을 보이는 항생제들이 있다. 대표적인 항생제가 quinolone과 항결핵제로 사용되는 rifampicin이다.

    플루오로퀴놀론계의 일반명이 표시되는 표입니다.일반명시프로플록사신(ciprofloxacin)레보블록사신(levofloxacin)목시플록사신(moxifloxacin)

    Ⅴ.엽산 합성 억제

    엽산은 핵산 합성에 반드시 필요한 물질이며, 인체 세포와 세균은 생존을 위하여 서로 다른 방식으로 엽산을 얻는다. 인체 세포는 엽산을 생합성할 수 없어 외부 음식으로 섭취함으로써 얻으나, 세균은 자체 생합성을 하여 얻는다. 따라서 엽산 생합성 과정에 장애를 주어 항균작용을 보이는 항생제들이 있다. Sulfonamide와 trimethoprim이다. 두 항생제는 서로 다른 합성 단계를 억제하여 병용사용 시 항균효과를 상승시키는 역할을 한다.

    출처최수미, 적절한 항균제 선택의 원칙. J Korean Med Assoc. 2019 Jun;62(6):335-344.안상현(역), 아마사와 히로 , 항생제 마스터 도서출판 대한의학, 2018. p.94 -138