1. 페니실린 소개
- 페니실린의 역사
페니실린은 1928년 알렉산더 플레밍(Sir Alexander Fleming)이 발견한 최초의 항생제입니다.
알렉산더 플레밍이 푸른곰팡이 주변에 포도상구균이 용해된 것을 알게 되고, 이는 푸른곰팡이가 세균에 독성이 있는 물질을 생산하고 있음을 의미하며, 이 물질을 페니실린이라고 명명했습니다. 그 이후 많은 실험 끝에 페니실린이 여러 종류의 세균에 항균 작용이 있다는 것을 발견했습니다. 제2차 세계대전이 끝난 후, 대량 생산기술이 개발되면서 페니실린이 널리 사용하게 되었습니다.
2. 페니실린의 화학 구조 및 특성
화학식: C16H18N2O4S / R-C9H11N2O4S
분자량: 334.4g/mol
약물 대사: 간
생물학적 반감기: 30분
배출: 콩팥
(벤질페니실린/penicillin G 기준)
3. 페니실린의 작용 원리
페니실린은 세균의 세포벽 구성 성분인 펩티도글리칸을 표적으로 하여 항생 효과를 나타냅니다.
세포벽은 삼투압으로부터 보호와 구조를 유지하는 역할을 하며, 세포벽을 만들기 위해서는 펩티도글리칸 사슬을 교차 연결하는 트랜스펩티다아제(transpeptidas) 효소가 필요합니다. 페니실린은 이 효소에 결합하여 세포벽 형성을 억제합니다. 그 결과, 세포벽이 약화된 세균은 삼투압을 견디지 못하고 용해되어 사멸하게 됩니다.
인간에게는 세포벽이 없기 때문에 페니실린의 영향을 받지 않아, 세균에게만 선택적으로 독성을 갖게 됩니다.
4. 페니실린 종류
페니실린 크게 천연 페니실린과 반합성 페니실린으로 나눌 수 있습니다.
- 천연 페니실린
천연 페니실린은 P.chrysogenum 곰팡이에서 얻은 것으로 Penicillin G(벤질페니실린), Penicillin V(페녹시메틸페니실린)가 있습니다.
- Penicillin G
- 위산에 민감하여 주사제인 정맥 주사, 근육주사로 투여합니다.
- 치료 가능한 질환으로는 탄저병, 세균성 심내막염, 세균성 수막염, 디프테리아, 폐렴구균성 폐렴, 패혈성 인두염, 매독, 파상풍, 편도선염 등이 있습니다.
- Penicillin V
- 위산에 저항성이 있어 알약 형태로 경구 투여가 가능합니다.
- 치료 가능한 질환으로는 탄저병, 봉와직염, 치아 농양, 류머티즘열, 패혈성 인두염, 연쇄구균 피부 감염, 편도선염 등이 있습니다.
- 반합성 페니실린
천연 페니실린에서 화학적 변형을 통해 약리학적 특성을 향상하기 위해 개발된 항생제입니다.
반합성 페니실린은 천연 페니실린에 비해 더 넓은 범위의 감염을 치료할 수 있으며, b-lactamase 효소를 갖는 박테리아에 효과가 있습니다.
- 아미노페니실린(Aminopenicillins)
- 경구 투여, 정맥 주사(암피실린은 근육 주사도 가능)
- 치료 가능한 질병으로는 호흡기 감염, 요로 감염, 중이염, 부비동염, gram(-) 균 감염
ex: 암피실린(Ampicillin), 아목시실린(Amoxicillin)
- 항포도상구균/페니실린분해효소 저항 페니실린
- 경구투여, 정맥주사(나프실린)
- 치료 가능한 질병으로는 피부 감염, 농양, 폐렴을 포함한 포도구균 감염이 있습니다.
ex: 옥사실린(Oxacillin), 나프실린(Nafcillin), 클록사실린(Cloxacillin)
- 확장 스펙트럼 페니실린
- 정맥 주사
- 치료 가능한 질병으로 녹농균에 의한 감염, 복강 내 감염, 패혈증 등 광범위한 감염을 치료할 수 있습니다.
ex: 티카르실린(Ticarcillin), 피페라실(Piperacillin)
5. 페니실린의 효과
- 세균 감염 치료
- 페니실린은 세균의 세포벽 합성을 억제하여 세균 용해를 유도함으로써 항생제로 사용됩니다.
- 넓은 사용
- gram (+) 균에 효과적이며 여러 세균 감염에 효과적으로 사용됩니다.
- 병용 요법
- 페니실린은 다른 항생제와 함께 사용하여 범위를 넓히거나 항생제 저항성 박테리아에 효과가 있을 수 있습니다.
6. 부작용
- 알레르기 반응 및 아나필락시스
- 위장 장애
- 경구용 페니실린은 장내 세균총에 영향을 미치기 때문에 메스꺼움, 구토, 설사를 유발할 수 있습니다.
- 신경학적 영향
- 고용량의 페니실린은 발작을 포함한 신경학적 문제를 발생시킬 수 있습니다.
- 신장 기능 장애
- 혈액 이상
- 페니실린을 장기간 사용하면 백혈구 수가 감소하거나, 혈소판 수가 감소하는 현상이 발생할 수 있습니다.
- 약물 상호작용
- 페니실린이 다른 약물과 상호작용하여 약물의 효능을 감소시킬 수 있습니다.
- 2차 감염
- 페니실린을 장기간 복용 시 정상 세균총을 교란시켜 다른 세균에 의해 장 감염 등 2차 감염을 유발할 수 있습니다.
- 페니실린 내성 박테리아
- 페니실린의 오용, 남용으로 인해 페니실린 저항성 박테리아가 발생하여 항생제의 효과가 감소할 수 있습니다.
7. 안전한 사용법 및 복용량, 주의점
페니실린의 종류, 감염의 성격, 환자 나이, 체중, 건강 상태 등 여러 요인에 따라 크게 달라지기 때문에 약을 복용하거나 투여하기 전에 항상 전문가와 상담 후 복용하시길 바랍니다.
페니실린은 지시대로 끝까지 복용하셔야 합니다. 자체적으로 복용을 중단하게 되면 내성 박테리아가 생길 수 있습니다.
8. 페니실린 현재 연구 과제
항생제 내성 "슈퍼버그"가 현재 페니실린이 해결해야 할 가장 큰 문제입니다.
또한 페니실린 내성 메커니즘을 극복할 수 있는 효과적인 항생제 개발을 지속적으로 연구하고 있으며, 파지 요법 및 항균 펩타이드와 같은 대체 요법이 세균 감염 치료에 새로운 옵션으로 떠오르고 있습니다.
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