为什么不能用抗生素治疗呢?为何不能用抗生素杀病*?病*和细菌到底有什么异同?
生活中常见的感染,分为细菌感染和病*感染两大类。
就医时,医生会依据血常规来判别导致感染的可能性,然后对症下药。如果白细胞/中性粒细胞偏高,C反应蛋白值偏高,出现任何一数值偏高,都可能是细菌感染。如果上述三项数值正常(或偏低),并伴有淋巴细胞值偏低,则提示可能是病*感染。
对抗细菌感染的主要药物就是抗生素,临床中常见的扁桃腺化脓、猩红热、细菌性支气管肺炎、支原体肺炎等都需要强有力的抗生素治疗才会有很好的疗效。
那么病*感染,抗生素对之治疗有效吗?反之细菌感染是否能够使用抗病*的药物来治疗呢?病*和细菌的生命形态和致病机理有什么不同呢?
对于这些问题,我们要首先了解病细菌和病*的差异。
一、什么是细胞
细菌和病*最本质的区别在于细菌是一种单细胞生物,具有相对完整的细胞结构(绝大多数细菌有细胞壁,植物细胞也有细胞壁,但是动物细胞没有,最外面是细胞膜)。细胞核放着我们的遗传物质染色体,其他都是一些细胞器(细胞的器官),负责各种功能。你看我们的细胞核有膜,和别的细胞器明确分开的,所以是真核细胞(你可以理解为“真的有核”)。
下图是一个细菌的细胞结构(比我们的细胞就简陋很多):
你可以看到细菌的遗传物质(DNA)并没有膜包裹着,而是集中成一个所谓的“拟核”。按形态可分为球菌、杆菌和螺旋菌,直径一般为0.5~1um。主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、荚膜、鞭毛、菌毛、和芽孢等组成。细菌自己有一套独立的代谢系统,且代谢方式多种多样,根据代谢所需能源主要分为自养和异养两类细菌;根据对氧气的需求主要分为需氧菌、厌氧菌和兼性厌氧菌。多数细菌以二分裂法这种无性繁殖的方式完成增殖:一个细菌细胞细胞壁横向分裂,形成两个子代细胞。细菌可以是无害甚至有益于人体健康的,是可以独立生存的。
二、什么是病*?
病*是一种由核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成或仅由蛋白质构成(朊病*),必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。
病*个体微小、结构简单,缺少新陈代谢所必需的基本系统,自身不能独立完成复制。只有其基因侵入宿主细胞内,借助后者的复制系统,按照病*基因的指示才能复制产生新的病*。病*的形态各异,从简单的螺旋形和正二十面体形到复合型结构。病*颗粒大约是细菌大小的百分之一。
病*的代谢基本是通过宿主细胞完成的,可以说,病*存在的目的就是复制自己,所以它不感染宿主就没有存在的意义,可谓是最纯粹的“自私的基因”。
三、入侵人体的方式不同
1、细菌的入侵:细菌中有许多"好人",其中腐生细菌是生态系统中重要的分解者,使碳循环能顺利进行;部分细菌会进行固氮作用,使氮元素得以转换为生物能利用的形式。
当然,细菌中的"坏人"就是许多的病原菌了,包括肺结核、炭疽病、鼠疫等疾病都是由细菌所引发。细菌和人体主要为寄生关系,就致病菌而言,由于大多数细菌有自己的代谢系统,细菌入侵人体后是可以寄生在人体正常细胞之间的。细菌夺取了机体所必须的营养物质;细菌的生长产生各种各样的代谢产物打乱了机体的生理平衡;甚至细菌的体积也成为致病的因素,干扰和破坏细胞的功能,因此,在一些疾病中,仅细菌的增殖就造成致命的后果。
2、病*的入侵:病*入侵人体可能是来源于一次打喷嚏,或者一次身体接触。病*需要寄生在活的宿主细胞之内,依赖于宿主细胞提供病*复制过程中所需要的原料体系、能量和场所。
当一个病*准备感染宿主细胞时,其需要以下六个步骤完成其增殖活动,
分别是吸附、侵入、脱壳、生物合成、组装和释放。
吸附:病*通过识别宿主细胞膜表面特有的受体蛋白分子来“盯上”目标细胞(比如新型冠状病*病*识别的是人呼吸道和肺部细胞表面的血管紧张素转化酶2-ACE2);侵入:然后病*要么通过某种方式进入宿主细胞(如膜融合),要么直接将遗传物质注入宿主细胞之内;脱壳:紧接着病*感染性核酸从衣壳内被释放出来;合成:“马不停蹄”地进行生物合成——根据基因指令,并借助宿主细胞提供的原料、能量和场所来合成病*的核酸和蛋白质;组装:新合成的病*核酸和蛋白质会组装成子代病*;释放:子代病*释放到宿主细胞外。
四、人体的防御和反击
不论细菌还是病*都要突破人体的重重防线才能够完成入侵,但人体终将发现它们的存在,人类的免疫系统有着自己的防护措施和预警机制。
第一道防线:皮肤和粘膜。人类保护自己的方式首先是防御,通过皮肤和粘膜使人体形成了一个相对密闭的系统,当有害物质将要侵入人体时,皮肤和黏膜将外界致病因素阻挡在体外。
第二道防线:体液中的杀菌物质和吞噬细胞。粘膜表面和人体内部总是有着杀菌物质和吞噬细胞在“巡逻”,防范病原体的入侵。以溶菌酶来举例,它能够破坏细菌的细胞壁,导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解,还可与带负电荷的病*蛋白直接结合,与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐,使病*失活。因此,该酶具有抗菌、消炎、抗病*等作用。
第三道防线:特异性免疫。当强大的病原体突破了前两道防线后,人体的反攻才刚刚开始。通过吞噬细胞的吞噬和特殊的免疫细胞(T细胞)的分析,人体生产出了可以特异性识别入侵物的抗体,抗体可以让病原体黏连在一起不再具有入侵性,最终暴露在细胞间的病原菌会被杀灭。但入侵了细胞的病*是否安全了呢?非也!人体可以精妙地识别哪个细胞被病*感染了,进而派出“杀手”杀死被感染的细胞,释放细胞内部的病*,供抗原消灭。不过,人体的反击是需要时间准备的,病原体就会通过这样的时间间隙大肆入侵,占领人体。
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