抗生素是怎么杀死细菌的?抗生素杀狗细菌的原理,药物源于草

抗生素为什么能杀灭病菌? (2010-12-23 10:02:17) 转载 ▼ 标签: 作用机制 青霉素 头孢菌素 四环素 广谱抗生素 药物 革兰阳性菌 细菌 健康 分类: 抗生素

抗生素为什么能杀灭病菌?

图:显微镜下的正常细菌(左)和受青霉素攻击的缺失细胞壁的细菌(右)

科学就是不断地探索大自然的奥秘,提出问题和解决问题。人们在抗生素的研究中,不仅极力寻找新抗生素,取得很多成果。这期间也提出和解决了更深层次的问题:抗生素为什么有效呢?这类“打破沙锅问到底”的问题

通过深入到细菌的亚细胞和药物分子水平的研究,现在人们已经知道各种抗生素为什么能够有效地杀灭致病菌。用科学术语表示,是阐明了这些抗生素的作用机制。而对作用机制的理解,不仅满足了人们的求知欲,更有利于合理使用抗生素,有利于研究为什么细菌会产生耐药性,会出现超级细菌

作用机制的问题,说难也难,说简单也简单。细菌是一种生命,要生存,需要新陈代谢,其自身要繁殖。这中间有很多个环节。药物往往是在其中的某一个环节干扰细菌、攻击细菌。只要破坏了细菌的正常过程的某一点,就可能抑制或杀灭细菌。抗生素大都在破坏病菌的细胞壁生成、和蛋白质合成等环节上起作用

先看著名的青霉素。在青霉素分子里含一个4个原子的环状结构(内酰胺),其化学结构与多种致病细菌(有细胞壁的革兰阳性菌)的合成细胞壁的原料相似,能抑制细菌的细胞壁合成酶。结果阻止了细菌细胞壁的生成,最终导致了细菌的死亡。细胞壁可以比喻成鸡蛋的外壳,鸡蛋如没有壳,蛋清蛋黄就会流出,这个蛋就不可能孵出小鸡,只有完蛋。原本有壁的病菌,壁不完整,细胞里面的东西就会流出而死(见附图)。由于人类的细胞没有细胞壁(植物细胞、部分细菌的细胞有细胞壁),只有细胞膜,故青霉素对人体细胞没有毒性,是选择性很好的抗生素。在很多疾病中,医生都是首选青霉素或青霉素类的药物

青霉素类的药物有××西林类(由青霉素改造得到),和头孢××类。它们都具有4个原子的(内酰胺)环状结构,因此有相同的对细菌细胞壁的破坏作用。这些药物能杀灭革兰阳性菌。有的西林和头孢药物还对没有细胞壁的细菌(革兰阴性菌)有作用,是因为这些人工研制的药物,接有一些特殊结构的侧链。这些侧链能影响细胞膜的通透性(参看后面的多粘菌素B和粘菌素),从而杀灭没有细胞壁的细菌。扩大了药物的抗菌谱

抑制细胞壁合成的抗生素还有杆菌肽、替考拉宁、万古霉素等,称为不具有内酰胺环的细胞壁合成抑制药。这些药物在作用的具体环节,和青霉素类药物不同,故可用于对青霉素或二甲氧青霉素不敏感的革兰阳性菌的感染。这些药物的发现较青霉素晚得多,价格较高,同时毒副作用要大一些(如万古霉素易过敏和导致耳聋),故使用的范围也较少,在临床中通常用做二线药(即在用一线药不能解决问题时,再使用)。正因为如此,反而使这些药物的耐受菌产生得较少。现在是人们应付“超级细菌”的武器

另有一大类药物是破坏、抑制细菌的蛋白质合成。例如著名的属于氨基糖苷类抗生素的链霉素、卡那霉素、庆大霉素等。蛋白质是生命的重要物质,除了病毒外,所有的生命都与蛋白质密切相关。各种细菌都必须自己合成蛋白质,故这类药物能对各类细菌都有杀灭作用,属广谱抗生素。人体细胞在增殖中,也需要合成蛋白质,故这类抗生素对人体的副反应比较大。此外,这类药物容易蓄积在内耳的淋巴中,过量或长期使用会导致耳聋。平常大家说的因抗生素误用,造成儿童聋哑的,就是指这些药物

应该说,在上个世纪的60、70年代,由于人们尚未认识到这些不良反应,加上这些药物的抗菌力强、价格低廉,医生极力想治好患者的疾病,使用这些药物时,还未能顾及这些副反应,情有可原。而到现在,人们已对此有清楚的认识,已写进药品的使用规范,对婴、幼儿不应用这些药物。如出现这类药物导致的耳聋不良反应,多半要算作医疗事故,(但据前两年出的一本书上载,我国每年新增聋儿3万人,有听力障碍的人有2057万,超过我国6000万残疾人的1/3,真是令人担心、痛心。)

属于蛋白质合成抑制药的还有四环素类、氯霉素类、大环内酯类(如,红霉素)、克林霉素等。尽管同属于广谱抗生素,这些抗生素作用的具体环节彼此之间也有差异,故有不同的抗菌谱,可以选择使用。通常对青霉素过敏的患者,可用红霉素类药物治疗

还有一类攻击细菌细胞膜的抗生素,例如多粘菌素B和粘菌素,是一类有强烈的亲水活性与亲脂活性的结构的药物。这种化学结构具有表面活性剂的性质,即常用的肥皂、洗涤剂类似的功能,可与细菌的细胞膜的磷脂强烈作用,破坏细胞膜的结构,从而杀灭细菌。但这些药物注射使用会产生很大的肾脏毒性,故大都只能做外用药。属于这种作用方式的还有二性霉素和制霉菌素

沙星类、磺胺类等抗生素有其他的一些对细菌的攻击方式,这里就不一一写了

总之,各种抗生素都有自己的作用机制,这些方式决定了药物的作用和副作用,抗生素出现的耐药性也与这些个方式有关。作用机制也是医师选择抗生素时,主要考虑的一个方面

(也许非医务人员的你,看到这篇博文有点云里雾里,头都大了。不过不要紧,这也说明,自行选择抗生素使用是盲目的、危险的,一定要用医生的处方哦。)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4901af2b0100nc4d.html

tiantian “它们都具有4个原子的(内酰胺)环状结构,因此有相同的对细菌细胞壁的破坏作用。这些药物能杀灭革兰阳性菌。有的西林和头孢药物还对没有细胞壁的细菌(革兰阴性菌)有作用” 从我了解的一般性知识来说,革兰氏阳性菌和阴性菌的主要区别在于细胞壁肽聚糖含量高低和脂类含量高低,而且除了极少数突变型,细菌一般都有细胞壁

2014-3-19 23:48回复(0)

Even谦 拜读老师大作,收获颇丰,但我发现了一些细节问题 首先,糖肽类抗生素万古霉素的不良反应应该还是以肾毒性为主,耳聋不是那么常见;其次,喹诺酮类、磺胺类属化学治疗药,严格上来说不是抗生素 但文章白璧微瑕、瑕不掩瑜,依然是一篇值得推广的药学科普范文

药物源于草 回复 Even谦:谢谢内行的评价和赞扬。文中是有意把抗生素、抗菌药混为一谈的。这也是国内多数科普文,甚至新闻采用的广义的抗生素概念。(2018-3-10 10:12)

2018-3-10 00:04


海云青飞,生命进化规律破解者
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