항생제의 생체 내 작용원리는 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 항생제를 복용하면 어떻게 세균에게만 영향을 주고 우리 인체에는 피해를 안 주는 것인지, 항생제의 생체 내 작용원리는 무엇인가요?

Answer 1

항생제는 사람의 세포에는 없고 세균에게만 존재하는 특정한 구조나 대사 과정을 표적으로 삼아 공격하는 선택적 독성의 원리에 기반하여 작용합니다. 세균은 사람 세포와 달리 세포벽을 가지고 있는데 페니실린계 항생제는 이 세포벽의 합성을 방해하여 세균이 터져 죽게 만들며 사람 세포는 세포벽이 없으므로 타격을 입지 않습니다. 또한 세균의 단백질을 합성하는 기관인 리보솜이나 유전 정보를 복제하는 효소의 구조가 사람의 것과 다르다는 점을 이용하여 세균의 증식만을 선택적으로 억제하기도 합니다. 결국 항생제는 생화학적 구조 차이를 정밀하게 식별하여 침입한 미생물의 생존 기전만을 차단함으로써 인체 세포에 대한 피해를 최소화하며 감염원을 제거합니다.

Answer 2

안녕하세요.

항생제는 말씀해주신 것처럼 세균 감염증을 치료할 때 쓰이는 약물을 말합니다. 이때 항생제가 세균만 죽이고 사람 세포에는 큰 피해를 주지 않는 이유는 세균과 인간 세포 사이의 근본적인 생물학적 차이를 정밀하게 겨냥하도록 설계되었기 때문입니다. 항생제는 사람에게는 없거나, 있어도 구조가 전혀 다른 세균 고유의 생명 시스템을 표적으로 삼는데요, 사람 세포와 세균은 모두 생명체이지만, 세포 구조·대사 경로·유전자 발현 방식에서 결정적인 차이가 존재합니다.

우선 대부분의 세균은 펩티도글리칸으로 이루어진 단단한 세포벽을 가지고 있는데요, 반면 인간 세포는 세포벽이 전혀 없습니다. 페니실린, 세팔로스포린 같은 β-락탐계 항생제는 세균의 세포벽 합성 효소를 억제하여, 세균이 분열할 때 세포벽을 제대로 만들지 못하게 하며 그 결과 삼투압을 견디지 못하고 세균만 파열됩니다. 이때 인간 세포에는 표적 자체가 없기 때문에 직접적인 손상이 발생하지 않습니다. 또한 세균의 리보솜은 70S 구조이고, 인간 세포질의 리보솜은 80S로 구성되어 구조가 다릅니다. 테트라사이클린, 마크롤라이드, 아미노글리코사이드 계열 항생제는 세균 리보솜에만 결합하여 단백질 합성을 차단하지만 인간 리보솜에는 결합 친화도가 매우 낮아 상대적으로 안전한 것입니다. 감사합니다.