항생제 내성은 크게 자연 발생적인 변이와 항생제 남용으로 구분할 수 있습니다. 자연 발생적인 변이는 박테리아가 가진 자연적인 진화 능력으로 무작위 돌연변이를 통해 내성을 가진 박테리아가 생겨날 수 있습니다. 이러한 돌연변이는 박테리아가 항생제의 영향을 받지 않는 새로운 특성을 발달시키게 합니다.
반면 항생제 사용 관련 요인은 과도하거나 부적절한 항생제 사용이 주된 원인입니다. 의료 기관에서의 과도한 처방, 농업 분야에서의 항생제 사용, 환자에 의한 항생제의 잘못된 사용(처방전 없이 사용, 치료 과정 중단, 잘못된 용량 사용) 등 다양한 형태로 나타납니다.
- 돌연변이: 박테리아는 빠르게 번식하면서 자연적인 돌연변이를 일으킵니다. 이 중 일부는 항생제에 대한 내성이 있는 유전적 변화가 일어날 수 있습니다. 이러한 변화로 인해 항생제는 더 이상 박테리아를 죽이거나 성장을 억제할 수 없게 됩니다.
- 유전자 전달: 박테리아는 수평적 유전자 이동을 통해 서로 유전자를 교환할 수 있습니다. 이러한 과정에서 항생제 내성 유전자가 다른 박테리아로 전달될 수 있으며 이는 내성 균주를 확산시킬 수 있습니다.
- 효소 생성: 일부 박테리아는 항생제의 작용을 무효화할 수 있는 효소를 생산합니다. 예를 들어 베타-락타마제는 베타-락탐 항생제를 분해하여 무력화시키는 효소입니다. 이러한 효소는 박테리아가 항생제의 작용을 회피하게 합니다.
- 표적의 변경: 항생제는 특정 박테리아 내 표적에 결합하여 작용합니다. 박테리아는 이러한 표적의 구조를 변형시켜 항생제의 결합을 방해하거나 불가능하게 만들 수 있습니다. 이로 인해 항생제의 효과가 감소하거나 사라집니다.