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抗生素消滅細菌的原理是什麽?

2015-03-12科學

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藥理學學酥面向高中生物水平聽眾的抗生素知識介紹來了!因為題主問的是抗生素消滅細菌的原理,那我就簡單介紹一下用於治療細菌感染的藥物分類(抗病毒和抗真菌藥物就不說了)。


我打個不恰當的比方,病菌好像一輛非常迷你的坦克,不過這輛坦克比較特殊,它除了能攻擊人體外,還內建生產圖紙,能夠按照圖紙生產新的零件,源源不斷地制造出新的坦克壯大自己的隊伍。人類在和這些微型坦克的鬥爭的過程中采取了下列手段:


一、銷毀生產圖紙—— 阻斷細菌的核酸合成(Nucleic Acid Synthesis) 過程:

  1. 喹諾酮類藥物(Quinolones)主要透過抑制細菌的DNA螺旋酶(DNA Gyrase),使細菌不能進行正常DNA復制和分裂,分裂繁殖受阻。
  2. 利福平(Rifampin)作用於細菌的RNA聚合酶(RNA polymerase),從而抑制細菌DNA轉錄成mRNA,無法進行後續的mRNA轉譯合成蛋白的過程。
  3. 硝基咪唑類藥物(Nitroimidazoles),硝基在無氧環境中還原成胺基,或透過自由基的形成,使細菌染色體螺旋結構斷裂,阻斷其轉錄復制。

二、阻止生產零件—— 影響細菌核糖體的蛋白質合成(Protein Synthesis)過程和葉酸合成(Folic acid Synthesis )過程 ,使細菌無法生產存活所必需的結構蛋白和酶:

  1. 作用於細菌核糖體的50S亞單位(50S subunit)的藥物:巨環內酯類(Macrolide)、庫林黴素(Clindamycin)、利奈唑胺(Linezolid)、氯黴素(Chloramphenicol)、鏈陽黴素(Streptogramin)。
  2. 作用於細菌核糖體的30S亞單位(30S subunit)的藥物:四環素(tetracycline)、胺基糖苷類(Aminoglycosides)。
  3. 磺胺類藥物(Sulfonamides)抑制細菌的二氫葉酸合成酶,使細菌無法合成生長和繁殖的重要物質葉酸。這一類在上圖中未列出。

三、直接擊穿坦克的裝甲—— 影響細胞壁合成(Cell Wall Synthesis) ,導致細菌在低滲透壓環境下溶脹破裂死亡,或與細菌細胞膜交互作用,增強細菌細胞膜的通透性、開啟膜上的離子通道,讓細菌內部的有用物質漏出菌體或電解質平衡失調而死。

  1. β-內醯胺類:青黴素(Penicillin)、頭孢菌素類(Cephalosporins)、碳青黴烯類(Carbapenems)、單環β-內醯胺類(Monobactams)。
  2. 萬古黴素(Vancomycin)、短桿菌肽(Bacitracin)。
  3. 多粘菌素(Polymyxins)。

(圖片參照自Antibiotics Mechanisms of action,收藏不點贊的JJ短十公分!)