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抗生素的作用机理是什么?

抗生素的作用机理是什么?

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2016-06-18

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    抗生素对微生物生命活动的影响比较复杂,牵涉到物理、化学和生物学的许多知识,其作用机理,现多以干扰细菌的生化代谢过 程来解释。兹将几种主要方式简介如下。(1) 影响细菌细胞壁的合成:细胞壁是包围在细菌外面的一层坚韧组织,具有保护细菌不受周围环境中渗透压的影响和机械损 伤的作用。
    据研究发现,革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁 组成有显著差异。革兰氏阳性菌细胞壁的主要成分是黏肽,约占细胞壁总重的65%以上;而革兰氏阴性菌的细胞壁中仅含少量的 黏肽(<10%),较多量的是类脂-多糖-蛋白复合物。
  青霉素类、先锋霉素类、万古霉素、杆菌肽等都可作用于细胞壁合成的不同阶段,阻碍黏肽的合成,因而使胞壁缺损的细菌细 胞,抵抗不了水分的渗入,导致鼓胀、变形,最后破裂、溶解而死亡。   生长繁殖旺盛的细菌正在合成细胞壁,青霉素等对正在繁殖的细菌比对静止状态时的细菌作用要强的多,故有人提出青霉素等不 宜与抑菌性抗生素合用,否则会降低青霉素等的疗效。
  青霉素等 对革兰氏阴性菌的作用较差,原因是它们只在不同环节上制止黏肽的合成。同时阳性菌细胞内的渗透压比阴性菌显著为高,在胞 壁合成受阻后更易破裂溶解。  人和动物的细胞因无细胞壁,故可 不受青霉素等的影响。
  (2) 损伤细菌的胞浆膜:膜浆膜亦称细胞膜,位于细胞壁的里 面,是包围在菌体原生质外的一层半透性薄膜,系由蛋白质分子和类脂质(以磷质为主)分子有规则地排列而成。具有选择性维持渗 透屏障和运输营养物质的功能,不但能使低分子物质如无机盐、氨 基酸等从外界透入,也能防止胞浆内的营养物质如氨基酸、嘧啶、嘌呤等逸失。
    此外,胞浆膜中还含有多种酶如细胞色素酶、琥珀酸 脱氢酶等,并有与蛋白质合成有关的核蛋白体黏附其上,因此也是 能量代谢和蛋白质合成的重要部位。抗生素中的多肽类和多烯类如多黏菌素、制霉菌素等具有损伤细菌胞浆膜的作用。
  多黏菌素类的化学结构中含有带正电荷的 游离氨基,与革兰氏阴性菌胞浆上磷脂带负电荷的磷酸根相结合 (阳离子去污剂如新洁尔灭,含有带阳电的游离氨基,可与革兰氏阴性菌胞浆膜中带阴电的脂蛋白的磷酸根相结合),二性霉素B及制霉菌素等可与真菌胞浆膜上的固醇相结合,均能使膜受损伤, 影响膜的表面活性(通透性增加),导致菌体的重要成分如氨基酸、 核酸、K+等外漏,而分别引起G-菌和真菌死亡。
    细菌胞浆中无固醇类物质,故多烯族抗霉菌抗生素对细菌无作用。上述抗生素虽然对微生物胞浆膜具有一定的选择性毒性,但他们对哺乳动物也有相当毒性。例如,稍大于治疗量的多黏菌素 族可致肾小管损害,在体内或体外还可引起巨细胞释放组胺。
  哺 乳动物红细胞亦含有固醇类物质,故长期应用二性霉素B等可导致溶血性贫血。  (3) 影响蛋白质合成:蛋白质合成是一个非常复杂的生化过 程。根据蛋白质的化学结构,可将蛋白质的合成分为3个简单的阶段,即起始、延长和终止阶段。
  这3个阶段周而复始的运转,构 成“核蛋白体循环”,每循环1次就产生出一种特殊立体构形的新 蛋白质分子。而抗生素中的链霉素类、四环素类、红霉素等,能破坏细菌核蛋白体循环3个不同阶段的不同环节,使“核蛋白体循 环”中断,导致菌体蛋白质合成受阻而死亡。
    (4) 影响细菌核酸的代谢:核酸具有调控蛋白质合成的功能。 新生霉素(一种主要作用于革兰氏阳性菌的抗生素)、灰黄霉素、利福平、克霉唑、制霉菌素等和几种抗肿瘤抗生素,它们主要是抑制 和阻碍DNA和RNA的合成。
  例如,新生霉素主要影响DNA聚 合酶的作用,从而影响DNA的合成。  灰黄霉素可阻止鸟嘌呤进入DNA分子中而阻碍DNA的合成;利福平可与DNA聚合酶 (转录酶)β的亚单位结合,从而抵制mRNA的转录。
  由于抵制了 细菌细胞的核酸合成,从而引起细菌死亡。

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