抗生素为什么能杀灭病菌?

抗生素为什么能杀灭病菌?
抗生素为什么能杀灭病菌?

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.）