細胞結構特點與抗生素機制

王品卓

【中圖分類號】R754 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-6851（2017）10-0-01

1 自然界當中已存在的細胞種類

1.1 真核細胞

真核細胞指含有以核膜為界限的細胞核的細胞。在形態(tài)結構方面，真核細胞都具有細胞膜、細胞質（包括各種細胞器）和成形的細胞核的結構。除細菌和藍藻植物的細胞以外，所有的動物細胞以及植物細胞都屬于真核細胞。由真核細胞構成的生物叫做真核生物，如植物、動物、真菌等。

植物細胞具有細胞壁、細胞膜、細胞核、葉綠體、中央大液泡等結構；動物細胞含有細胞質、細胞核、中心體等結構。它們的細胞核結構都包括核膜、染色質、核仁和核孔。

1.2 原核細胞

原核細胞指不含以核膜為界限的細胞核的細胞。由原核細胞構成的生物叫做原核生物，包括所有細菌、藍藻類等。原核細胞具有細胞壁、細胞膜、細胞質和擬核的結構，其細胞質中沒有葉綠體、線粒體等細胞器的分化，只有核糖體。

1.3 真核細胞和原核細胞的主要異同

從細胞結構上說，原核細胞和真核細胞均有細胞膜、細胞質、核糖體的結構，但原核細胞無以核膜為界限的細胞核；從遺傳物質角度說，它們均以DNA為遺傳物質，原核細胞的DNA無核膜包被稱擬核，真核細胞的DNA有核膜包被，稱完整的細胞核；從細胞器角度說，真核細胞具有多種具膜細胞器，而原核細胞無具膜細胞器。

2 原核細胞的精細結構

2.1 細胞壁的組成特點與生理作用

原核細胞的細胞壁主要成分為肽聚糖，為單糖的聚合物，是一種大分子。在革蘭陽性菌中，相鄰肽聚糖纖維由肽橋粘合成多層；在革蘭陰性菌中，由肽鍵粘合。構成細胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白質、酶類以及脂肪酸。在細胞生理過程中，細胞壁主要起著保護和支持細胞的作用。它還能抑制機械損傷和滲透損傷，防止細胞被大分子入侵。

2.2 細胞膜組成特點與生理作用

細胞膜主要由脂類、蛋白質組成，還含有少量糖類。其中脂質約占細胞膜總量的50%，其中磷脂最豐富，蛋白質約占40%。原核細胞的細胞膜作用體現(xiàn)在物質交換，細胞識別、分泌、排泄、免疫等之中。

2.3 細胞質成分特點與生理作用

原核細胞的細胞質中含有核糖體和擬核，每個細菌細胞約含5000-50000個核糖體，部分附著在細胞膜內(nèi)側，大部分游離于細胞質中。核糖體是蛋白質合成的主要場所。而擬核是儲存細胞遺傳信息的場所。

2.4 擬核的存在形式和特點

擬核是沒有由核膜包被的細胞核，也沒有染色體，只有一個位于形狀不規(guī)則且邊界不明顯區(qū)域的環(huán)形DNA分子。內(nèi)含遺傳物質。里面的核酸為雙股螺旋形式的環(huán)狀DNA，且同時具有多個相同的復制品。

2.5 抗生素與原核細胞

抗生素是一種由微生物或高等動植物產(chǎn)生的化學物質，它通過破壞細胞的特定結構來對細菌、霉菌、支原體等致病微生物起到抑制或殺滅作用，而這些致病微生物大都是原核細胞生物。所以，抗生物與原核細胞有著密不可分的關系。

3 常見的抗生素

3.1 青霉素的成分、對其敏感的細菌、作用機制、特點

青霉素屬于β-內(nèi)酰胺類抗生素，是一種臨床應用廣泛的高效抗生素。青霉素是一種小分子有機物，它的化學本質是鹽酸巴氨西林。

對于不同種類的細菌，青霉素的作用效果不同。對于革蘭陽性菌，青霉素作用顯著；對于革蘭陰性菌，青霉素對其作用不大。肽聚糖是革蘭陽性菌細胞壁的主要成分，而青霉素能破壞肽聚糖結構或通過抑制細菌細胞壁四肽側鏈和五肽交連橋的結合而阻礙細胞壁合成，使細菌的細胞壁遭到破壞而不能對整個細胞起到保護和支持作用，此時青霉素就起到了抑菌或殺菌作用。

此外，青霉素的過敏反應較為常見，所以使用前要進行過敏反應測試。

3.2 慶大霉素的成分、對其敏感的細菌、作用機制與特點

慶大霉素是一種氨基糖苷類抗生素，也是一種少有的熱穩(wěn)定性抗生素，屬于氨基糖甙堿性化合物，也是一種多組分抗生素。不同種類的細菌對慶大霉素的敏感性不同，對革蘭陰性菌作用顯著。具體地說，金葡菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、變形桿菌等對其尤為敏感。慶大霉素通過作用于細菌內(nèi)的核糖體，來抑制細菌蛋白質合成，并破壞細菌細胞膜的完整性。核糖體是細菌合成蛋白質的主要場所，核糖體被破壞意味著一個細胞無法正常合成蛋白質，也就無法繼續(xù)主要的生命活動，同時，細胞膜的合成也需要許多蛋白質，這樣，慶大霉素就間接地破壞了細菌的細胞膜，而使細胞物質交換、識別等能力紊亂受損，最終導致細菌細胞死亡。

慶大霉素還是一種少有的熱穩(wěn)定性抗生素。

3.3 紅霉素的成分、對其敏感的細菌、作用機制與特點

紅霉素為大環(huán)內(nèi)酯類抗生素。其作用機制主要是與核糖核蛋白體的50S亞單位相結合，抑制肽酰基轉移酶，影響核糖核蛋白體的移位過程，妨礙肽鏈增長，抑制細菌蛋白質的合成，從而使細菌細胞喪失基本生命活動的載體而面臨死亡。紅霉素抗菌譜廣，對大多數(shù)革蘭陽性菌、部分革蘭陰性菌及一些非典型致病菌有效，但它的特點是僅對分裂活躍的細菌有效。紅霉素對葡萄球菌屬、肺炎雙球菌、炭疽桿菌、破傷風梭桿菌、白喉桿菌、淋球菌、腦膜炎球菌、流感桿菌、百日咳桿菌等具有較強的抗菌活性；對梅毒螺旋體、肺炎支原體、鉤端螺旋體、立克次體、衣原體等也有較好的抑制作用。

3.4 萬古霉素成分、作用機制、特點與對其敏感的細菌

萬古霉素是一種多肽類抗生素。它通過抑制細菌的生長和繁殖來殺死細菌。這種藥物通過干擾細菌細胞壁結構中的關鍵組分肽聚糖來干擾細胞壁的合成，從而抑制細胞壁中磷脂和多肽的生成。由此破壞了細菌的細胞壁，而使細菌細胞失去保護而面臨死亡。萬古霉素對葡萄球菌屬包括金葡菌和凝固酶陰性葡萄球菌中甲氧西林敏感及耐藥株、各種鏈球菌、肺炎鏈球菌及腸球菌屬等多數(shù)革蘭陽性菌均有良好抗菌作用。更值得一提的是，萬古霉素還被運用于與超級細菌的對抗中，被認為是為數(shù)不多的有效對抗超級細菌的武器。endprint

4 生活中與抗生素密切相關的實例

4.1 局部感染

局部感染是病原菌侵入人體后，在人體內(nèi)某一特定部位繁殖，并產(chǎn)生帶有毒性的產(chǎn)物最終侵害機體，導致感染的過程。當人體充分發(fā)揮了免疫功能時，就能夠將入侵的病原菌限制于局部，最終將感染控制在局部，防止大面積擴散，就稱之為局部感染。當遇到如膿腫的局部急性感染、如蜂窩織炎的皮膚感染，必須及時地大量使用抗生素藥劑，此時抗生素在醫(yī)療過程中起著無可替代的作用。

4.2 系統(tǒng)感染

敗血癥是一種典型的急性全身感染，它是致病菌侵入人體血循環(huán)，并在血液中繁殖產(chǎn)生毒素而發(fā)生的。菌血癥是一種常出現(xiàn)在炎癥的早期階段的病癥，指血液中出現(xiàn)微生物的情況。毒血癥是一種全身感染，指的是病原菌侵入人體局部組織之后，產(chǎn)生的外毒素進入血液循環(huán)的病癥?？傮w概括上說，當侵入血流的細菌被人體免疫系統(tǒng)所清除，無明顯毒血癥癥狀時則稱為菌血癥，而持續(xù)時間較長較嚴重的稱為毒血癥。

敗血癥如未被迅速控制，可由感染部位向身體其他部位發(fā)展，引起其他部位膿腫，就有導致腦膜炎、心包炎的危險。所以，要及時合理使用抗生素類藥物。遇到金黃色葡萄球菌感染時，常用頭孢唑林及萬古霉素，而遇到革蘭氏陰性桿菌感染時，常用多粘菌素 B、丁胺卡那霉素等。

5 抗生素不合理使用的危害

5.1 人體產(chǎn)生的不良反應

抗生素的應用非常廣泛，抗菌效果也很好，但是不合理使用抗生素很容易引起人體的許多不良反應。對人體，大劑量高濃度使用抗生素會殺傷人體正常菌群，特別在機體免疫力下降的情況下，容易引發(fā)感染。另一方面，由于用藥不當引起的感染不僅可能未能被及時控制，反而可引起感染中毒甚至休克死亡。

舉一個具體的例子，大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的紅霉素不合理使用會導致肝酶升高等問題，對肝臟造成很大的毒害；同時，靜脈給藥時還可能發(fā)生耳鳴、聽覺障礙等，對前庭有所損害。

5.2 超級細菌的出現(xiàn)

人們一般把對幾乎所有抗生素有抗藥性的細菌統(tǒng)稱為超級細菌，超級細菌的耐藥性已經(jīng)不再是僅僅針對數(shù)種抗生素具有“多重耐藥性”，而是對絕大多數(shù)抗生素均不敏感，被稱為“泛耐藥性”。

抗生素的濫用是超級病菌產(chǎn)生的主要原因。面對各種各樣由細菌引起的疾病，人類毫無顧忌地使用抗生素來快速殺死細菌，以達到治愈的目的，卻沒有顧及到病菌也在不停地有選擇地進化。每年全世界有50%的抗生素被濫用，而我國這一比例甚至接近80%。正是由于藥物的濫用對病菌進行了定向選擇，病菌迅速適應了抗生素的環(huán)境，也可以說細菌被人類施加的外力“自然選擇”了，各種超級病菌于是相繼誕生。

基因突變是超級細菌產(chǎn)生的根本原因。在自然狀況下，變異菌在不同微生物的生存斗爭中未必處于優(yōu)勢地位，較易被淘汰?？股氐臑E用則是這類細菌盛行的導火線，由于人類濫用抗生素，使得原平衡中的優(yōu)勢種被淘汰，而這種“抗抗生素”的細菌則順利成長的成為了優(yōu)勢種，取得了生存斗爭的優(yōu)勢地位，從而得以大量繁衍、傳播。

參考文獻

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