抗生素为什么只攻击细菌细胞而不伤害人体细胞

时间:2024-06-26 09:35:02

解答专家

哈里·莫布利(Harry Mobley)

美国密歇根大学医学院微生物及免疫学系教授

抗生素可以通过多种方式选择性地锁定细菌,将其根除,而不会干扰人体细胞功能。

大部分细菌的细胞壁都含有肽聚糖(一种生物大分子),而人体细胞既不产生也不需要肽聚糖。比如,青霉素就会阻断肽聚糖装配过程中的最后一步——交联步骤,即转肽作用。于是,细菌就会因细胞壁变脆、破裂而死亡。

抗生素为什么只攻击细菌细胞而不伤害人体细胞

另一些抗生素类药瞄准了细菌的代谢途径。磺胺类药物在结构上与对氨基苯甲酸类似,后者是叶酸合成所必需的。所有的细胞都需要叶酸。尽管叶酸这种维生素很容易扩散到人体细胞内,但它却无法进入细菌细胞,因此细菌必须靠自己合成叶酸。磺胺类药物会抑制叶酸合成过程中的关键酶,使细菌无法继续生长。

还有一种抗生素——四环素,通过阻止蛋白质合成来干扰细菌生长。细菌和人体细胞都是通过核糖体来合成蛋白质。四环素结合在核糖体的某个位置,阻止了信使核糖核酸(mRNA)与转运核糖核酸(tRNA)之间的相互作用,中断了蛋白质肽链的延长。而在人体细胞中,四环素不会积累过多,因而也不会阻碍蛋白质的合成。

抗生素为什么只攻击细菌细胞而不伤害人体细胞

脱氧核糖核酸(DNA)的复制对细菌和人体细胞来说都是不可或缺的步骤。像环丙沙星这样的抗生素,专门抑制细菌的DNA促旋酶(DNA复制过程中的关键酶)的活性,阻止DNA的复制。但这种抗生素并不会影响人体的DNA促旋酶。

◎译者:虞骏