2012-04-09 22:23:06Angie
抗生素作用機制
抗生素等抗菌劑的抑菌或殺菌作用，主要是針對「細菌有而人（或其它高等動植物）沒有」的機制進行殺傷，有4大類作用機理：
- 阻礙細菌細胞壁的合成，導致細菌在低滲透壓環境下溶脹破裂死亡，以這種方式作用的抗生素主要是β-內醯胺類抗生素。哺乳動物的細胞沒有細胞壁，不受這類藥物的影響。
- 與細菌細胞膜相互作用，增強細菌細胞膜的通透性、打開膜上的離子通道，讓細菌內部的有用物質漏出菌體或電解質平衡失調而死。以這種方式作用的抗生素有多粘菌素和短桿菌肽等。
- 與細菌核糖體或其反應底物（如tRNA、mRNA）相互所用，抑制蛋白質的合成——這意味著細胞存活所必需的結構蛋白和酶不能被合成。以這種方式作用的抗生素包括四環素類抗生素、大環內酯類抗生素、氨基糖苷類抗生素、氯黴素等。
- 阻礙細菌DNA的複製和轉錄，阻礙DNA複製將導致細菌細胞分裂繁殖受阻，阻礙DNA轉錄成mRNA則導致後續的mRNA翻譯合成蛋白的過程受阻。以這種方式作用的主要是人工合成的抗菌劑喹諾酮類（如氧氟沙星）。
與細胞壁或細胞膜作用的兩類抗生素，是以破壞菌體完整性的方式殺死細菌，故可稱為殺菌劑（Bactericidal agent）；另外兩類抗生素則是靠抑制細菌大分子合成的方式，阻斷其繁殖，故又可稱之為制菌劑（Bacteriostatic agent）。
抗生素的作用機制可簡單分為五大類：
（1）抑制細菌細胞壁的合成。細菌細胞質的濃度常大於細胞生存環境中溶液的濃度，由於滲透壓差使得細胞外的水分不斷擴散進入細胞。細胞壁的存在則可防止細胞因不斷膨脹而使得細胞膜破裂導致細菌死亡。
細菌細胞壁的主要組成為形成網狀結構的肽聚糖（peptidoglycan），抗生素如盤尼西林（penicillins）便會阻止細菌合成完整的肽聚糖，如此將使得由殘缺的肽聚糖所組成之細胞壁變得脆弱，導致菌體裂解死亡。
（2）抑制蛋白質的合成。由於蛋白質合成是所有細胞（不論真核或原核）都具備的基本功能，因此乍看之下此類抗生素似乎不具備選擇性毒性（selective toxicity，意即會殺害微生物但對於受微生物感染的宿主生物則無害）。然而原核細胞（細菌）及真核細胞（動、植物）在核糖體（ribosomes，細胞內進行蛋白質合成的主要裝置）的結構上有顯著的差異，原核細胞具備的是70S核糖體，真核細胞則主要是80S核糖體，因此以70S核糖體為作用標的的抗生素（可以殺死細菌）便不至於對宿主細胞造成嚴重的傷害嘍！
（3）造成菌體細胞膜損傷。一些抗生素（特別是化學結構為多胜肽鏈者，如polymyxin B）會嵌入細胞膜形成通道，增加細胞膜的通透性，導致細胞內的重要物質自菌體流失。
（4）抑制核酸（nucleic acid）的合成。有些抗生素會干擾微生物DNA之複製或轉錄（transcription），如rifampin及quinolones。
（5）抑制重要新陳代謝物（metabolites）的合成。微生物的某特定酵素可能被其正常受質的結構類似物（在此稱為antimetabolite）抑制，此現象名為競爭型抑制（competitive inhibition）。
舉個例子，para-aminobenzoic acid（PABA）是合成葉酸（folic acid）所需的重要受質，而葉酸則對核酸和許多氨基酸的合成很重要。抗生素sulfanilamide即為PABA的antimetabolite，當存在時，原本與PABA結合的酵素轉而與sulfanilamide結合，但卻不會合成葉酸，進一步造成微生物停止生長。
因為人體經由食物攝取獲得葉酸（而非自PABA合成），所以這類抗生素便對人體無害了。
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