플레밍(Sir Alexander Fleming)

영국 스코틀랜드의 세균학자이다

1928년 페니실린을 발견하여 감염성 질병에 대한 항생제 치료법이 효과적으로 실행될 수 있는 길을 열었다. 1939년부터 플레밍의 기본적인 발견들을 더욱 진전시켜 페니실린을 분리·정제하고 시험했을 뿐만 아니라 많은 양을 얻기 위해 시도했던 E. B. 체인, H. W. 플로리와 1945년 노벨 생리학·의학상을 공동 수상했다. 1906년 런던대학교의 세인트 메리 병원 의과대학에서 학위를 받은 후, 인간 조직에 무해한 항세균성 물질에 관해 연구했다. 그는 제1차 세계대전중에 왕립군사의무단에서 헌신적으로 봉사하는 한편 연구를 계속했다. 1918년 연구와 강의를 위해 세인트 메리 병원으로 돌아왔으며, 왕립외과협회의 헌터좌(座) 교수가 되었고(1919), 애리스앤드게일 강사가 되었다(1928). 1921년 눈물·타액 등의 분비액과 일부 동물조직에서 발견되며 항생작용을 보이는 효소인 리소자임을 동정하고 분리했다.

포도상구균을 대상으로 연구하던 1928년, 이 세균의 배지에 오염으로 증식한 페니실리움 노타툼(Penicillium notatum)의 포자 주위에 무균의 환(環)이 형성되는 현상을 볼 수 있었다. 계속적인 연구를 통해, 800배 정도로 희석해도 세균의 증식을 억제하는 기능을 그대로 지닌 물질을 곰팡이에서 발견했다. 그는 이 물질을 페니실린이라고 명명하고, 1년 후 그 결과를 〈영국 실험병리학 저널 British Journal of Experimental Pathology〉에 발표했다. 1943년 왕립학회의 회원으로 선출되었으며, 1944년 기사작위를 받았다.

가장 먼저 발견되었으며, 가장 널리 사용되는 항생제 중의 하나이다. 1927년에 알렉산더 플레밍은 우연히 푸른곰팡이인 페니실리움 노타툼(Penicillium notatum)으로 오염되어 있는 배지에 황색포도상구균(Staphylococcus aureus：화농균)이 자라지 않는 것을 관찰했다. 그는 이 곰팡이를 분리하여 액상 배지에 배양해 이 곰팡이에서 인체에 감염을 일으키는 일반 세균들을 죽일 수 있는 물질이 만들어지는 것을 발견했다.

1940년에 다른 연구자들이 치료용 주사제로 만들었다.

페니실리움속 곰팡이에 의해 합성되는 몇 종류의 페니실린은 생합성(生合成) 페니실린(곰팡이에 의한 발효 과정에서 생성되는 것)과 반합성 페니실린(모든 페니실린에서 발견되는 화학물질인 6-아미노페니실린산의 화학구조를 변화시켜 얻을 수 있는 것)으로 분류된다. 페니실린의 구조가 변화함에 따라 항생제의 성질도 달라지므로 여러 형태의 페니실린이 치료 목적에 따라 다르게 생산되고 있다. 벤질페니실린(페니실린G)은 현재까지 임상적으로 사용되고 있는 유일한 천연 페니실린이다.

페니실린G는 산에 불안정해 위를 통과하면서 대부분 분해되므로 충분한 약효를 얻기 위해서는 근육내 주사로 투여해야 한다. 일부 반합성 페니실린은 산에 안정하기 때문에 경구 투여할 수 있다. 모든 페니실린류는 세균의 세포벽 합성을 담당하고 있는 효소의 작용을 방해하고 또한 유기체의 방어벽을 부수는 다른 효소를 활성화시키는 방법으로 그 효과를 나타낸다. 그러므로 이들은 세포벽이 없는 미생물에 대해서는 효과가 없다. 전에는 페니실린에 감수성이 있던 세균의 일부 균주들은 페니실린에 대해 내성이 생겼다.

즉 이들 세균은 페니실린의 내부 구조를 파괴하는 효소인 페니실리나아제를 생산하여 약물의 항균작용을 파괴하거나 자체 세포벽의 페니실린 수용체를 감소시켜 약물이 세균의 세포 안으로 침투하는 것을 크게 감소시킨다. 페니실린에 감수성이 있는 세균 중에는 인두감염·폐렴·척수막염·가스괴저·디프테리아·매독·임질 등을 유발하는 것들이 있다. 페니실린의 주요부작용으로는 피부발적·담마진·종창·아나필락시 등과 같은 알레르기 반응(과민 반응)과 알레르기 쇼크가 있다.

경증의 증상은 코르티코스테로이드로 처리하면 되지만 대부분의 부작용은 교대 투약에 의해서만 막을 수 있다. 아나필락시성 쇼크는 이전에 투약받은 경험이 있는 사람들에게 수초 또는 수분 내에 나타나는데 생명을 위협하는 반응을 멈추게 하기 위해서는 에피네프린을 즉시 투여해야 한다.

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[시선뉴스 이호기자]

과거에는 매독, 뇌막염, 폐렴 등의 질병은 걸리면 큰 고생을 하다가 사망하는 치사율이 높은 병이었다. 하지만 이 약품이 발명되면서부터 그 무섭던 병들도 별 것 아니게 되었는데 그 이름은 바로 페니실린이다.

1928년 스코틀랜드 생물학자 알렉산더 플레밍(Alexander Fleming)경은 푸른 곰팡이 주변에 박테리아가 자라지 못한다는 것을 발견했다. 그 이전에도 이 현상을 발견한 사람이 있긴 했지만 이를 실험적으로 확실하게 밝힌 사람은 플레밍 경이 최초였다.

그는 페니실리움(Penicillium) 속에 속하는 푸른곰팡이로 오염되면 그 주변에는 박테리아가 자라지 못하는 현상을 관찰하였고 이 현상을 토대로 하여 푸른곰팡이가 박테리아를 파괴하는 항체를 가지고 있다는 결론을 내렸다. 그리고 그는 그 항체 물질에는 페니실린이라는 이름이 붙었다.

그는 박테리아를 파괴하는 이 물질의 특성이 사람의 병을 고칠 수 있을 것이라고 생각했다. 하지만 그의 이론은 페니실린의 다량생산 시설 및 기술이 없다는 한계와 몸에 흡수된 후에 작용을 하는 것이 아닌 바로 배출하는 문제를 해결하지 못해 이론으로만 남아야 했다.

그 후 하워드 플로리와 언스트 체인은 이 페니실린을 대량 생산하는 방법을 고안하게 되었고 페니실린은 2차 대전 이후에 박테리아로 인한 병들을 치료하여 많은 생명을 구하게 된다.

이 공로로 플레밍 경과 하워드, 언스트 체인은 1945년 노벨상을 수상하게 된다.

페니실린은 매독, 뇌막염, 폐렴같은 세균성 박테리아 질병에는 특효약이지만 바이러스 등에는 효과가 없다. 다만 과거에는 박테리아로 인한 질병이 매우 많았기 때문에 페니실린은 그야말로 만병통치약으로 불리곤 했다. 하지만 페니실린도 사람에 따라 알레르기에 의한 쇼크가 생길 수 있고 피부 반응을 보일 수 있기 때문에 알레르기 여부를 확인하고 사용하는 것이 안전하다.

과거에는 만병통치약으로 불리며 큰 활약을 했지만 현재에는 더욱 발달한 기술과 과학, 의학으로 인해 더 빠르고 효과가 있는 대체제들이 많다. 하지만 페니실린은 발견된 지 거의 100년이 지났지만 여전히 널리 쓰이고 있는 항셍제다.

인류의 많은 생명을 살렸다는데 이견이 없는 항생제인 페니실린. 그 위대한 발견은 현재의 의학을 발전시키는 토대가 되었다고 해도 과언이 아니다.

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사진=가디언 캡처

영국에서 90년 된 곰팡이 샘플이 경매를 통해 1만4597달러(한화1700만 원)에 팔렸다. 

3월 1일(현지시간) 영국 일간 가디언 등에 따르면, 이 곰팡이 샘플은 영국의 미생물학자인
알렉산더 플레밍이 배양했다. 알렉산더 플레밍은 이 곰팡이에서 세계 최초의 항생제인
페니실린을 발견했다. 

 

알렉산더 플레밍은 1928년 혈액 중독을 일으키는 세균인
‘포도상구균(Staphylococcus)’ 연구에 매진하고 있었다.
당시 플레밍은 박테리아가 페니실리움 속에 속하는 푸른 곰팡이가 자라는 주변에서
자라지 못하는 현상을 연구했다.  

이때 플레밍은 곰팡이가 박테리아를 자라지 못하게 하는 물질을 분비한다는
결론을 내렸으며, 이 물질을 ‘페니실린’이라고 발표했다.
페니실린은 박테리아의 세포벽을 자라지 못하게 하며,
이로 인해 박테리아의 세포액은 밖으로 나와 생장하지 못하게 된다.
플레밍은 페니실린이 상처 치료에 효과적인 소독제로 사용될 수 있다고 밝혔다. 

당시 최초의 페니실린을 만들 때 활용된 곰팡이가 바로
지난 1일 런던 경매장에 나온 곰팡이 샘플이며,
90년 동안 유리 상자에 보존돼왔다.
이 곰팡이는 1만4597달러(한화1700만 원)에 낙찰됐다.  

한편 플레밍은 1929년 ‘페니실린 사용 작업’을 발표했으나,

당시에는 치료제로 사용할 만큼 충분한 양의 페니실린을
추출할 수 있는 방법을 찾지 못했다.
이후 그는 병리학자인 하워드 플로리와 생화학자인 언스트 체인과 함께
페니실린을 대량 생산할 수 있는 방법을 고안했으며,
세 사람은 1945년 노벨생리·의학상을 공동 수상했다. 

/김은향 동아닷컴 기자

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활용[편집]

누룩곰팡이는 콩을 발효시켜 된장, 간장을 만드는데 쓰이며, 막걸리를 만드는 데에도 쓰인다. 일본에서도 간장, 미소(일본 된장), 사케(일본 술), 가쓰오부시 등을 만들 때 쓰인다. 살라미 같은 일부 소시지에도 풍미를 증진시키기 위해 곰팡이가 사용된다. 치즈 제조에도 사용되는데, 푸른곰팡이 종류인 Penicillium camemberti는 흰 곰팡이 핀 연성치즈를 만들때 사용하며, Penicillium roqueforti와 Penicillium glaucum는 블루치즈 제조에 쓰인다. 덤으로 속이 같다보니, 운이 안 좋은 경우 페니실린 쇼크를 일으킬수도 있다(...)

언급한 것처럼 우리나라의 막걸리나 일본 술인 사케와 소주를 만들 때 누룩 곰팡이가 필요한데, 그 이유가 조금 재미있다. 누룩 곰팡이는 직접 알코올을 만들지는 않는다. 알코올을 만드는 것은 효모다. 그런데도 누룩 곰팡이가 필요한 이유는, 효모에게 당분을 공급해주기 위해서다. 효모가 발효를 하자면 당분이 필요한데, 이런 술들의 원료인 곡물에는 당분이 다당류(특히 전분)의 상태로 존재한다. 따라서 곡물에 효모를 아무리 넣어도 술은 만들어지지 않는다. 그런데 누룩 곰팡이는 전분 분해 효소인 아밀레이스로 곡물의 전분을 분해할 수 있고, 그에 따른 부산물을 내놓는데, 그것이 바로 당분이다. 곡물에 누룩 곰팡이를 넣으면 전분이 분해되어 당분이 생기고, 이 당분을 효모가 분해하면 알코올이 만들어 지는 것이다.[2][3] 짐작하다시피, 포도주 제조에는 곰팡이가 불필요하다. 원재료인 포도에 당분이 충분하기 때문이다.

의약품 제조에 이용되기도 하는데, 가장 유명한 것은 푸른곰팡이를 이용한 페니실린이다. 알렉산더 플레밍이 1928년 푸른 곰팡이에서 발견한 항생제다. 내성균주가 점점 많아지는 추세라 요즘은 많이 쓰이지 않지만, 아직도 몇몇 감염증 초기에 사용하는 항생제이자 인류 역사상 최초의 항생제라는 큰 의미다. 항생제 외에도, 몇몇 지질 강하제(콜레스테롤을 낮추는 약), 몇몇 면역 억제제가 곰팡이를 이용해서 만들어진다.

해악[편집]

곰팡이는 사실상 어디에나 서식하는 존재라서 늘 같이 생활할 수밖에 없다. 왕창 성장하지 않는 한, 사람이 맨눈으로는 볼 수 없기 때문에 눈치 채지 못하고 지낼 뿐이다. 곰팡이가 서식하기 좋은 환경은 습기가 많은 곳으로, 즉 화장실이나 상태가 좋지 않지 않은 건물이나 반지하는 곰팡이가 살기 아주 좋은 곳이다. 때문에 벽지 같은 곳에 번식하면서 미관상으론 물론이고 공기까지 나쁘게 만드는 원인이 된다. 쥐와 바퀴벌레와 함께 주거 환경을 위협하는 생물 중 하나이다.

곰팡이는 미세한 포자를 배출하고 그 포자는 공기 중을 떠도는데, 이 포자가 많으면 알레르기 및 호흡기 질환을 일으키거나 무좀 같은 피부염을 유발 및 악화시키는 원인이 된다. 그리고 많은 종류의 곰팡이가 독소를 내놓으며, 이것이 건강에 해를 끼치기도 한다.

대부분의 곰팡이들은 휘발성 유기 화합물을 대기 중으로 분출하는데 이중에는 "새집증후군(Sick Building Syndrome)"을 일으키는 원인 물질이 들어있어 비염이나 피부염을 더더욱 악화시킬 수가 있다. 또한 염증을 유발하거나 면역력을 저하시키는 물질도 들어 있다.

심지어 발암 물질을 만드는 곰팡이도 있다. 옥수수나 땅콩 등에 번식하는 일부 곰팡이는 아플라톡신이라는 독소를 내놓는데, 이것은 발암성이 있다.

더군다나 사람에게 치명적인 곰팡이 감염[4]은 드문 편이라서 대부분은 증상이 비슷한 세균과 바이러스로 인한 원인으로 생각하고 잘못된 진단을 내려서 항생제 처방하다가 사람을 잡는 경우도 있다. 항생제는 세균에만 듣지 곰팡이에게는 전혀 듣지 않기 때문에 항진균제를 투약해야만 한다.[5]

곰팡이가 우울증을 유발할 수도 있다는 연구 결과도 있다. 브라운 대학교 연구팀이 2002년~2003년 사이 유럽의 2,982가구의 5,882명의 성인을 대상으로 조사한 내용을 분석한 결과 곰팡이가 많은 환경에서 사는 사람일수록 우울증 발병률이 더 높았다고 한다. 또한 평균적으로 곰팡이가 많은 환경에서 사는 사람이 곰팡이가 없는 환경에서 사는 사람보다 34~44% 우울증 발병 위험이 높았다고 한다. 상당히 높은 수치인데, 연구를 주도한 Edmond Shenassa 교수도 이 수치에 놀랐다고 한다. 물론 이 통계만으로 곰팡이가 우울증을 유발한다고 단정지을 순 없으며 현재 연구가 진행중이다. 곰팡이가 많은 환경에 사는 사람들 경제 상황이 더 큰 이유 아닐까 우울증에 걸리면 솔직히 집 치우기 힘들다

집먼지진드기의 먹이가 되기도 하며, 곰팡이가 증식하면서 형성한 대사 수분은 진드기에게 좋은 수분 공급원이 되기도 해 진드기의 과다 증식을 볼 수가 있다(...) 한편 진드기는 돌아다니면서 몸에 붙어 있는 곰팡이 포자를 운반해 주고, 배설물은 곰팡이의 양분이 되는 특이한 공생 관계(?)가 펼쳐진다.

특이한 종류는 전선이나 플라스틱, 심지어는 알루미늄까지 부식시켜 비행기 사고의 원인이 되기도 한다.[출처필요]

2007년경에는 양서류에 치명적인 항아리곰팡이의 번성으로 인한 양서류 멸종까지 우려되었다. 그러나 2010년 12월에는 양서류 개체수가 회복되고 있다는 기사가 나오더니 지금은 별말 없는 상태. 아마 양서류가 이들에게 내성을 갖게 된 듯하다.

집의 벽이나 거실 벽 등에 곰팡이가 끼는 일이 생긴다. 반지하에 살거나 겨울철인 경우, 집 안팎의 온도 차이로 인해 결로 현상[7]이 일어나 부분적으로 습도가 높아지면서 곰팡이가 피어오를 때가 있다. 이런 경우 락스 희석액을 분무기로 해당 부위에 뿌려 주면 원래의 깨끗한 벽으로 돌아온다. 살균도 되고 보기 싫은 시꺼먼 곰팡이 때도 빠진다. 정도가 심할 경우에는 원액을 사용해도 된다. 다만 어느 경우든 고무 장갑과 마스크는 껴야 하며, 락스 액이 몸에 튀지 않도록 주의하자. 옷에 튈 경우 변색될 수 있으며, 환기는 꼭 하도록 하자. 벽지의 색이 빠지거나 변색되는 경우도 주의해야 한다.