抗生素为什么能杀灭病菌

2013-03-21 14:54:56  来源:大公健康

  作者:四川大学华西药学院教授徐正

  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

  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。

  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。

责任编辑: 清风
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