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抗生素不同种类药物的“作战分工”大揭秘

2024-11-03 09:11 河南广播电视台安全健康直通车

在人类与细菌的漫长战斗中,抗生素无疑是至关重要的“武器”。然而,面对种类繁多的细菌,抗生素家族也有着细致的“作战分工”,不同种类的抗生素针对不同的细菌“敌人”,发挥着独特的杀菌或抑菌作用。

β-内酰胺类:细菌细胞壁的“破坏者”

β-内酰胺类抗生素是抗生素家族中的“主力军”,包括青霉素类和头孢菌素类等。它们的主要“作战方式”是干扰细菌细胞壁的合成。细菌细胞壁对于细菌的生存至关重要,它就像细菌的“铠甲”,能够维持细菌的形态和内部渗透压。

β-内酰胺类抗生素能够与细菌细胞内膜上的青霉素结合蛋白结合,抑制转肽酶的活性。转肽酶在细菌细胞壁肽聚糖的合成过程中起着关键作用,它负责将肽聚糖的片段连接起来,形成网状结构。当转肽酶活性被抑制后,肽聚糖无法正常交联,细菌细胞壁就会出现缺损。由于细菌内部渗透压高于外界环境,水分会大量进入细菌内部,导致细菌膨胀、破裂,最终死亡。

这类抗生素对大多数革兰阳性菌(如肺炎链球菌、溶血性链球菌等)和部分革兰阴性菌(如脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌等)有强大的抗菌作用。天然青霉素对革兰阳性球菌和杆菌、螺旋体等都有很好的效果,但对革兰阴性菌作用较弱。而半合成青霉素则通过结构改造,扩大了抗菌谱,如广谱青霉素对革兰阴性菌中的流感嗜血杆菌、大肠埃希菌等有较强活性。头孢菌素类抗生素也在不断进化,从第一代到第五代,对革兰阳性菌和革兰阴性菌的抗菌活性不断调整和增强,能够应对更多种类的细菌感染。

大环内酯类:细菌蛋白质合成的“干扰者”

大环内酯类抗生素如红霉素、阿奇霉素等,主要作用于细菌核糖体50S亚基,抑制细菌蛋白质的合成。细菌的生长和繁殖离不开蛋白质的合成,核糖体就是蛋白质合成的“工厂”。

大环内酯类抗生素可以阻止肽酰基tRNA从A位移向P位,使氨酰基tRNA不能结合到A位,从而抑制蛋白质合成的起始阶段;同时,它还能促进肽酰基tRNA从核糖体上解离,抑制蛋白质合成的延伸阶段。通过干扰这两个关键环节,大环内酯类抗生素能够有效地抑制细菌的生长和繁殖。

这类抗生素对革兰阳性菌(如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、链球菌等)有较强抗菌作用,对革兰阴性菌中的流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌等也有一定活性。更重要的是,大环内酯类抗生素对支原体、衣原体、军团菌等非典型病原体高度敏感。例如,在治疗支原体肺炎时,阿奇霉素是常用的药物之一,它能够快速缓解患者的症状,促进病情的恢复。

氨基糖苷类:革兰阴性菌的“克星”

氨基糖苷类抗生素包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素等,它们主要作用于细菌核糖体30S亚基,影响蛋白质合成的全过程。这类抗生素对需氧革兰阴性杆菌(如大肠埃希菌、克雷伯菌属、肠杆菌属等)有强大抗菌活性。

氨基糖苷类抗生素能够与细菌核糖体30S亚基结合,造成读码错误,使细菌合成异常的、无功能的蛋白质。同时,它还会抑制蛋白质合成的起始和延长过程,导致细菌无法正常合成所需的蛋白质,最终死亡。

不过,氨基糖苷类抗生素也存在一些局限性。它们对革兰阳性菌中的链球菌和肺炎链球菌作用较弱,而且具有一定的耳毒性和肾毒性。因此,在使用这类抗生素时,需要严格掌握适应证和剂量,密切监测患者的听力和肾功能。

四环素类:广谱抗菌的“多面手”

四环素类抗生素如四环素、强力霉素等,作用于细菌核糖体30S亚基,抑制蛋白质合成。它们不仅能够阻止氨酰tRNA进入A位,抑制肽链的延长,还能改变细菌细胞膜的通透性,使细胞内的重要成分外漏,从而达到抑菌作用。

四环素类抗生素具有广谱抗菌活性,对革兰阳性菌(如葡萄球菌、链球菌等)和革兰阴性菌(如大肠埃希菌、痢疾杆菌等)均有抑制作用。此外,它们对立克次体、支原体、衣原体、螺旋体等也有较强的作用。例如,在治疗立克次体感染引起的斑疹伤寒时,四环素是首选药物之一。

喹诺酮类:细菌DNA复制的“阻断者”

喹诺酮类抗生素如氧氟沙星、莫西沙星等,主要通过抑制细菌的DNA回旋酶和拓扑异构酶Ⅳ来发挥抗菌作用。DNA回旋酶在DNA复制过程中起关键作用,它能够改变DNA的拓扑结构,使DNA双链解开,便于复制的进行。拓扑异构酶Ⅳ则参与细菌染色体的分裂。

喹诺酮类药物通过抑制这两种酶的活性,阻碍细菌DNA的复制和染色体的分裂,导致细菌死亡。这类抗生素对革兰阴性菌(如大肠埃希菌、克雷伯菌属等)有强大抗菌作用,对革兰阳性菌(如金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等)也有较好的抗菌活性。同时,喹诺酮类药物对不典型的病原体、支原体、衣原体等也有一定的作用。

林可霉素类:革兰阳性菌与厌氧菌的“狙击手”

林可霉素类抗生素包括林可霉素、克林霉素等,主要治疗革兰阳性球菌和厌氧菌的感染。它们通过阻断转肽作用和mRNA位移来抑制细菌蛋白质合成。

林可霉素类抗生素对革兰阳性菌如金黄色葡萄球菌、链球菌等有较好的抗菌作用,尤其对厌氧菌引起的感染效果显著。例如,在治疗吸入性肺炎、阻塞性肺炎、肺脓肿等疾病时,如果存在厌氧菌感染,林可霉素类抗生素可以发挥重要作用。

多肽类:耐药革兰阳性菌的“终结者”

多肽类抗生素如万古霉素、去甲万古霉素等,主要用于治疗耐药革兰阳性菌所致的严重感染。它们通过作用于细菌细胞壁,与细胞壁黏肽合成中的D-丙氨酰-D-丙氨酸形成复合物,抑制细胞壁的合成。

随着抗生素的广泛使用,耐药革兰阳性菌如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等不断出现,给临床治疗带来了极大的挑战。多肽类抗生素对这些耐药菌具有良好的抗菌活性,是治疗严重耐药菌感染的最后一道防线。

抗生素不同种类的药物有着明确的“作战分工”,它们各自针对不同类型的细菌,发挥着独特的抗菌作用。在临床治疗中,医生需要根据细菌感染的类型、药物敏感性测试结果以及患者的具体情况,合理选择抗生素,才能有效地控制感染,促进患者的康复。同时,我们也要注意合理使用抗生素,避免滥用,以减少细菌耐药性的产生。

(毛利紧 郑州大学第一附属医院 药学部 主管药师)


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