Question

细菌对某些药物的敏感性与细胞壁的化学结构有何关系

Answer 1

细菌的结构　　（一）细菌的基本结构：基本结构指各种细菌必须具备的与生命活动密切相关的细胞结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质。细胞壁是重点。（图11. 细菌结构示意图。）　　1．细胞壁：细胞壁是位于细菌最外面，紧贴在细胞膜外的一层结构，比较坚韧，有高度弹性。细胞壁的基本化学组成是肽聚糖。G+菌和G－菌细胞壁还含有各自独特的成份磷壁酸和外膜。G+菌和G－菌的细胞壁结构有很大不同，因此，使得这两类细菌对革兰染色的反应、对作用于细胞壁的抗生素的敏感性、以及两类细菌的致病性均有很大不同。　　（1）细胞壁的化学组成　　①基本成份―肽聚糖: 是原核细胞生物特有的化学物质。由聚糖骨架、四肽侧链和肽桥或肽键(革兰阳性菌相邻聚糖骨架的四肽侧链通过五肽桥连接。葡萄球菌的五肽桥由五个甘氨酸组成。五肽桥的一端连在四肽侧链的第三位赖氨酸上，另一端连在相邻聚糖链上四肽侧链的第四位丙氨酸上，从而构成三维立体网状结构。青霉素、头孢菌素等可抑制五肽桥的连接。革兰阴性菌无五肽桥，相邻四肽侧链直接以肽键相连，构成二维片层结构。)组成。（图12. G+菌肽聚糖构造示意图。）　　②G+菌细胞壁特有的化学组成　　A.磷壁酸：分壁磷壁酸和膜磷壁酸，是G+菌细胞壁的特有物质，构成G+菌重要的表面抗原，与细菌分型有关。膜磷壁酸可以粘附宿主细胞，与细菌的致病性有关。　　B.表面蛋白：某些G+菌细胞壁表面的特殊蛋白，如链球菌的M蛋白，金黄色葡萄球菌的A蛋白（SPA），均与细菌的致病性有关。　　G+菌细胞壁的主要成分即由肽聚糖构成，可达到50层左右，占细胞壁干重的50%-80%。细胞壁的坚韧性主要与肽聚糖层有关。任何可以破坏肽聚糖结构或抑制肽聚糖合成的物质，如溶菌酶、青霉素、头孢菌素、万古霉素、杆菌肽等物质均可因干扰细菌细胞壁肽聚糖的合成而抑制或杀灭G+菌。人体细胞没有细胞壁，也不含肽聚糖，因此青霉素等抗生素对人体细胞无毒。　　③G－菌细胞壁特有的化学组成　　外膜: G－菌细胞壁肽聚糖含量较少，只有1-2层，只占细胞壁干重的5%-20%。因此，仅靠肽聚糖不足以保护G－细菌，甚至不能抵抗革兰染色时95%乙醇的渗入脱色。因此，必须依靠复杂的外膜来保护细菌。外膜由内向外依次又由脂蛋白、脂质双层和脂多糖组成。也有教科书将脂质双层称为外膜，那么，G－菌细胞壁的特有结构就包括脂蛋白、外膜和脂多糖。　　A．脂蛋白：由脂质和蛋白质构成。主要作用是连接脂质双层（外膜）并将其固定在肽聚糖层。　　B．脂质双层（外膜）：与细胞膜化学组成类似，与物质交换有关。　　C．脂多糖（LPS）：位于脂质双层外侧, 是G－菌的内毒素，由内向外依次由脂类A、核心多糖和特异多糖组成。　　（2）细胞壁的功能　　①保护细菌。细菌细胞内由于浓集了大量营养物质和高浓度的无机盐，因此渗透压可以达到5-25个大气压，在外界相对低渗的环境中，如果没有坚韧的细胞壁保护，细菌细胞膜会破裂导致细菌死亡。　　②维持细菌的固有外形。如果以溶菌酶或低浓度青霉素抑制细菌细胞壁肽聚糖的合成，可使细菌的细胞壁形成缺陷，原来的杆菌可以变为球形。细胞壁有缺陷的细菌也叫L型细菌，是细菌的一种变异现象。L型细菌在体内常常引起慢性感染。　　③参与物质交换。细胞壁上有许多微孔，允许水分子和小于1nm的小分子物质自由通过。　　④带有多种抗原决定簇。如磷壁酸是G+菌重要的表面抗原；特异多糖是G－菌重要的表面抗原。抗原的生物学意义主要有2点：　　A. 在体内可刺激机体产生免疫应答，引起免疫保护或免疫损伤效应。　　B. 在体外可以用来鉴别细菌、诊断细菌感染性疾病。　　⑤与细菌的致病性有关。如G+菌的膜磷壁酸可以粘附细胞；G－菌的内毒素可以引起机体发热、白细胞增多，甚至休克死亡。　　2．细胞膜：位于细胞壁内侧，是紧包在细胞质外面的一层柔软的、富有弹性和半渗透性的生物膜。和真核细胞膜类似，由脂质双层构成，膜里镶嵌着许多具有特殊功能的酶蛋白和载体蛋白。细胞膜是细菌赖以生存的重要结构。它的功能与真核细胞类似，主要有保护细菌、物质交换、生物合成等。　　3．细胞质：是细胞膜包裹的无色透明的溶胶状物质。　　(1)化学组成：主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类，少量糖类和无机盐。　　(2)内含物：细菌的细胞质里含有大量核糖体、胞浆颗粒以及质粒。　　①核蛋白体：又叫核糖体, 是细菌合成蛋白质的场所。沉降系数与真核细胞不同，为70S，是抗生素的作用靶点。　　②质粒：是细菌染色体以外的遗传物质，由双股环状DNA构成。质粒不是细菌生存所必需的基因，但可编码细菌一些额外的有益于细菌的性状。质粒可在细菌间转移，这是细菌产生耐药性和毒力的重要机制之一。　　③胞浆颗粒：多数为细菌贮存的营养物质，包括多糖、脂类、多磷酸盐等。与细菌鉴别有关的胞浆颗粒是异染颗粒。　　4．核质：由裸露的双股DNA盘绕组成，没有组蛋白包绕，也没有核膜包裹，因此叫核质，或称为拟核。　　（二） 细菌的特殊构造：特殊结构不是所有细菌都具备，而是某些细菌所特有，一般都与细菌的致病性有关，同时可用于细菌的鉴定。　　1．芽胞：　　（1）概念：为某些革兰阳性菌如破伤风杆菌、肉毒杆菌等菌体内圆形或卵圆形的强折光性小体。芽胞是细菌在外界不利环境中所形成的有极强抵抗力的休眠体而不是繁殖结构。芽胞高度脱水，具有多层膜结构，在环境适宜时可发芽形成一个菌体。　　（2）医学意义：①芽胞可成为某些外源性感染的传染源，如破伤风。②芽胞高度耐热，灭菌应以杀灭芽胞为标准。　　2。荚膜：　　（1）概念：某些细菌如肺炎球菌在营养状况好时分泌的包饶在菌细胞表面的粘液状物质。荚膜可帮助细菌抵抗环境中不利因素，如体内吞噬细胞的吞噬杀灭作用。　　（2）医学意义：①抗吞噬作用，增强细菌的致病性。②细菌鉴定。通过血清学检测荚膜的抗原性，也可通过形态上的特征鉴定。荚膜一般不易着色，普通染色时可见到菌细胞周围有一个透明圈。　　3．鞭毛：　　（1）概念：某些弧菌、螺菌、和部分杆菌细胞壁表面的细长弯曲的蛋白丝状物, 数量可以少到一根，也可以多到数百根。鞭毛是细菌的运动器官，构成细菌的H抗原。　　（2）医学意义：①某些细菌如霍乱弧菌的鞭毛可增强其致病性，帮助细菌穿过肠黏膜表面的粘液层, 到达肠黏膜上皮细胞定居、繁殖而致病。②通过观察细菌的动力、检测H抗原等方法对细菌进行鉴定、分型。　　4．菌毛：　　（1）概念：某些细菌菌体表面由蛋白质构成的极其纤细的、短而直的丝状物。按功能分为普通菌毛和性菌毛。普通菌毛是细菌的黏附结构。性菌毛是细菌传递遗传物质的结构。　　（2）医学意义：①与细菌的致病性有关。如淋球菌依靠菌毛黏附在尿道上皮细胞表面，可抵抗尿液的冲刷在局部定居进而繁殖致病。②菌毛在电镜下才能观察