학문
혐기성 세균과 호기성 세균의 차이가 뭔가요 ?
안녕하세요
이번에 제가 병때문에 병원에 자주다니면서
동시에 갈때마다 항생제를 좀 여러번 바꿨는데요
알아보니 혐기성 세균에 맞는 항생제 , 뭐 호기성 세균에 맞는 항생제 이렇게
나눠져 있는거 같더군요. 혐기성세균은 단순히 산소를 싫어하고
호기성은 산소 친화적인거 같던데 생물학적으로 어떻게 다른 애들인가요 ?
4개의 답변이 있어요!
혐기성 세균과 호기성 세균의 핵심 차이는 산소 이용 방식입니다.
호기성 세균은 산소를 이용해 에너지를 만들며, 산소가 있어야 잘 자랍니다.
반대로 혐기성 세균은 산소가 있으면 오히려 손상되거나 죽고, 산소 없이 에너지를 생성합니다.
이 차이는 세포 내 효소 때문입니다. 호기성 세균은 산소 과정에서 생기는 독성 물질을 분해하는 효소가 있지만, 혐기성 세균은 이런 효소가 부족해 산소에 약합니다.
그래서 감염 부위에 따라 우세한 균이 달라지고, 항생제도 각각에 맞게 선택됩니다.
호기성 세균과 혐기성 세균은 생존과 에너지 대사 과정에서 산소를 활용하는 방식과 산소 독성에 대응하는 효소 체계 유무에 따라 구분됩니다. 호기성 세균은 산소를 최종 전자 수용체로 사용하는 유산소 호흡을 통해 에너지를 생성하며 산소 대사 과정에서 발생하는 유해한 활성 산소를 중화하는 카탈라아제나 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제 같은 효소를 가지고 있습니다. 반면 혐기성 세균은 산소 없이 발효나 무산소 호흡을 통해 에너지를 얻으며 이러한 보호 효소가 없거나 부족하여 산소에 노출될 경우 세포 구조가 파괴되어 사멸하게 됩니다. 이처럼 두 세균은 대사 경로와 생존 환경이 근본적으로 다르기 때문에 감염 부위와 원인균의 산소 요구도에 따라 작용 기전이 다른 전용 항생제를 선택하여 처방하게 됩니다.
안녕하세요.
말씀해주신 것처럼 산소요구량에 따라서 생물을 구분하는 기준이라고 보시면 됩니다. 즉 혐기성 세균과 호기성 세균의 차이는 에너지를 만드는 대사 경로과 산소에 대한 생리적 대응 시스템에서 근본적으로 갈립니다. 먼저 호기성 세균은 산소를 이용해 에너지를 만드는 세포호흡을 수행하는데요, 이 과정에서 산소는 최종 전자수용체로 작용하여 포도당 등의 영양소를 완전히 산화시키고, 많은 양의 ATP를 생성합니다. 즉, 산소가 있어야 효율적으로 생존하고 증식할 수 있는 구조라고 보시면 됩니다. 다만 산소를 사용하는 과정에서는 활성산소가 생성되는데, 호기성 세균은 이를 처리하기 위해 카탈라아제, 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제와 같은 효소를 가지고 있어 산소로 인한 독성을 스스로 제거할 수 있습니다. 인간 역시 호기성 생명체에 속하기 때문에 이와 같은 효소를 가지고 있습니다.
반면 혐기성 세균은 산소를 사용하지 않거나, 오히려 산소가 존재하면 생존이 어려운 경우도 있는데요, 이들은 발효나 혐기성 호흡을 통해 에너지를 생성하는데, 산소 대신 질산염이나 황산염과 같은 다른 물질을 전자수용체로 사용하기도 합니다. 이때 많은 혐기성 세균이 활성산소를 해독하는 효소가 부족하거나 없어서, 산소가 존재하면 세포가 손상되며 일부는 산소에 노출되면 바로 죽기도 합니다. 이와 같은 생물학적 차이가 항생제 선택에도 영향을 주는데요, 어떤 항생제는 세균의 대사 상태나 산소 환경에 따라 작용이 달라지는데, 예를 들어 일부 약물은 세균 내부에서 활성화 되는 과정에 산소가 필요하거나, 반대로 산소가 없는 환경에서 더 잘 작용하기도 합니다. 그래서 감염 부위에 따라 혐기성 세균을 표적으로 하는 항생제와 호기성 세균을 표적으로 하는 항생제를 구분해서 사용하는 것입니다. 감사합니다.
이미 말씀하신대로 혐기성 세균과 호기성 세균의 가장 큰 차이는 생존과 성장에 있어 산소가 필수적인가, 아니면 독이 되는가에 있습니다.
다시 말해 호기성 세균은 생존에 산소가 필수적이지만, 혐기성 세균은 산소 없이 살거나 산소가 독이 됩니다.
그래서 에너지 효율도 달라지는데, 호기성은 산소를 이용해 많은 에너지를 만들고, 혐기성은 발효 등을 통해 적은 에너지를 만듭니다. 또한 호기성은 산소 대사 중 생기는 독성인 활성 산소를 제거하는 효소가 있지만, 혐기성은 이 효소가 부족합니다.
이런 차이로 인해 서식환경에도 차이가 있습니다. 호기성은 공기가 잘 통하는 피부나 얕은 물에, 혐기성은 장 속이나 깊은 늪지 진흙 등에 살죠.
결국 세균마다 산소를 대하는 방식이 다르듯, 그들의 세포 구조나 대사 방식도 다르기 때문에 말씀하신 것처럼 사용하는 항생제도 달라집니다.
의학적으로도 깊은 상처에는 혐기성인 파상풍균이 번식하기 쉬워 주의가 필요하죠.
대표적인 호기성 세균으로는 결핵균과 고초균 등이 있고, 혐기성 세균으로는 파상풍균과 보툴리누스균 등이 있습니다.
길게 설명을 드리긴 했지만, 결국 이미 말씀하신 것처럼 두 세균은 산소를 에너지원으로 쓰느냐, 아니면 치명적인 독으로 느끼느냐의 차이로 구분됩니다.