그람음성균과 그람양성균은 세포벽 구조에 따라 그람염색법(Gram staining technique)에 대한 반응에 기초한 두 가지 광범위한 범주이다

그람음성균은 세포 외막에서 발견되는 지질다당류(lipopolysaccharides-LPS)인 내독소를 생성한다. 이러한 내독소는 숙주에서 심각한 면역 반응을 유발하여 염증성 사이토카인 방출, 혈관 누출, 조직 손상으로 이어질 수 있다. 생명을 위협하는 전신 감염인 패혈증과 같은 질환은 내독소의 방출로 인해 발생할 수 있다.

그람음성균은 생존과 발병에 도움이 되는 다양한 virulence factors을 가지고 있다. 이러한 요인에는 접착제, 독소, 캡슐, 핌브리에 및 유출 펌프( adhesins, toxins, capsules, fimbriae, and efflux pumps)가 포함된다. 접착제는 박테리아가 숙주 조직에 부착되도록 하고, 독소는 숙주 세포의 기능을 방해하며, 캡슐은 박테리아를 면역 체계로부터 보호하고, 핌브리에는 접착과 식민지화를 돕고, 유출 펌프는 항생제 내성을 돕는다.

그람 음성 박테리아는 항생제에 대한 놀라운 적응력을 보여주었다. 그들의 독특한 세포벽 구조는 유출 펌프와 항생제를 비활성화하는 효소의 생산과 결합되어 그들의 저항성에 기여한다. 이러한 저항성은 그람 음성 박테리아에 의한 감염을 치료하는 데 중요한 도전이 되며, 이는 증가된 질병률과 사망률로 이어진다.

그람 음성 박테리아, 특히 대장균은 UTI의 흔한 원인이다. 이들은 요로를 타고 올라가 방광에 식민지를 만들어 빈뇨, 통증, 발열 등의 증상을 일으킬 수 있다.

살모넬라균(Salmonella)과 시겔라균(Shigella)을 포함한 몇몇 그람 음성 박테리아가 위장 감염의 원인이다. 이 박테리아들은 음식과 수원을 오염시켜 식중독을 일으킬 수 있다. 그람 음성 식중독은 개인이 이러한 박테리아나 그들의 독소에 오염된 음식이나 물을 섭취할 때 발생한다. 살모넬라균은 그람 음성 식중독의 흔한 원인이다. 그것은 종종 오염된 가금류, 달걀, 고기, 유제품과 관련이 있다. 식중독은 설사, 복통, 구토와 같은 증상으로 이어질 수 있다.

녹농균과 폐렴구균(Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae)과 같은 그람 음성 세균은 특히 입원한 사람이나 면역력이 약한 사람에게 심각한 폐렴을 일으킬 수 있다. 이러한 감염은 생명을 위협할 수 있으며, 신속하고 표적화된 항생제 치료가 필요하다. 의료 환경에서 효과적인 예방 전략에는 표면 및 의료 장비의 적절한 소독과 같은 엄격한 감염 관리 조치를 구현하고 엄격한 손 위생 프로토콜을 준수하는 것이 포함됩니다. 그람 음성 폐렴이 의심되는 환자를 적시에 확인하고 격리하는 것도 의료 시설 내에서 이러한 병원체의 확산을 최소화하는 데 도움이 될 수 있다. 또한, 폐렴균과 같은 일반적인 그람 음성 박테리아에 대한 백신 접종은 취약한 개인에게 추가적인 보호 층을 제공하여 심각한 폐렴의 위험을 줄일 수 있다.

그람 음성 박테리아는 종종 다중 약물 내성 때문에 의료 관련 감염의 중요한 원인이다. 이러한 감염은 수술 부위, 혈류( 패혈증), 요로 및 호흡기에서 발생할 수 있으며, 입원, 치료 비용 및 환자 사망률 증가로 이어질 수 있다. 이러한 감염을 예방하기 위해서는 의료기기 및 장비의 적절한 멸균 등 감염관리 프로토콜을 엄격하게 준수하는 것은 물론 의료 종사자의 꼼꼼한 손위생 수행을 포함하는 포괄적인 접근이 필요하다. 항생제의 부적절한 사용을 최소화하고 다제내성 그램 음성 균주의 개발을 줄이기 위해 항생제 관리 프로그램(antimicrobial stewardship programs)을 구현하는 것이 중요하다.

항생제는 그람 음성 세균 감염의 주요 치료 방식이다. 그러나, 그람 음성 박테리아의 독특한 구조 때문에, 특정한 고려가 필요하다. 외막을 효과적으로 침투할 수 있는 항생제가 사용된다. 이러한 약물들은 일반적으로 그람 음성 박테리아의 외막에 존재하는 작은 통로인 포린을 이용하는 것과 같이 외막을 통과하기 위한 특정 메커니즘을 이용한다. 일단 박테리아 세포 안에 들어가면, 항생제는 필수적인 세포 과정을 표적화하고 억제할 수 있다.

그람 음성 감염을 치료하기 위해 일반적으로 사용되는 항생제 중 하나는 베타-락탐 고리(beta-lactam ring)를 포함하는 항생제이다. 여기에는 아목시실린(amoxicillin)과 같은 항생제가 포함된다. 베타-락탐 항생제는 박테리아 세포벽의 합성을 방해하여 궁극적으로 박테리아 세포 사망을 초래한다. 그람 음성 감염에 대한 또 다른 효과적인 항생제는 시프로플록사신(ciprofloxacin)이다. 시프로플록사신은 플루오로퀴놀론 계열의 항생제에 속하며 그람 음성 세균 세포가 복제에 필요로 하는 효소의 활성을 억제함으로써 작용한다.

감염 증상이 호전되기 시작하더라도 건강관리 전문가가 처방하는 항생제 전 과정을 이수하는 것이 중요하다. 이것은 모든 박테리아가 근절되도록 보장하고 항생제 내성의 발달을 막는데 도움을 준다.

그람 음성 감염의 예방은 공중 보건을 유지하고 심각한 질병의 위험을 줄이는데 중요하다. 이러한 감염의 확산을 완화하는 데에는 몇 가지 주요 관행이 중요한 역할을 한다. 정기적인 손 씻기는 우리 손에 존재하는 해로운 박테리아를 효과적으로 제거하기 때문에 무엇보다도 중요하다. 또한 그람음성균의 체내 유입을 막기 위해서는 적절한 상처 관리가 필수적이다. 균형 잡힌 식단을 채택하는 것은 면역 체계를 강화시켜 신체가 잠재적인 감염을 더 효과적으로 퇴치할 수 있게 해준다. 구강 위생을 잘 하면 구강 감염을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 그람음성균이 혈류로 유입될 위험도 줄어든다. 또한, 적절한 조리 및 보관과 같은 안전한 식품 취급 관행은 이러한 병원체의 오염과 전염을 방지합니다. 이러한 관행을 일상 생활에 통합함으로써, 우리는 그람 음성 감염의 발생률을 크게 줄이고 우리의 행복을 보호할 수 있다.