醫學知識講座 30:抗生素用物種競爭搶奪生機(上)
現在很多勵誌文章都在說“不努力就會(hui) 被社會(hui) 淘汰”,其實簡單來說,這也就是自然法則中的“物競天擇”。生物為(wei) 了進化,會(hui) 利用各種方法手段來競爭(zheng) 更好的自然資源,那麽(me) 在醫學界的領域,人類是怎樣利用這一特點來提高生存率的呢?
漫畫裏的兩(liang) 個(ge) 野蠻人在討論物種競爭(zheng)
先請你看上麵這幅漫畫。漫畫裏,兩(liang) 個(ge) 遠古人坐在山洞裏討論人生。他倆(lia) 說:
“有個(ge) 事兒(er) 好像不大對勁。”
“有啥不對勁兒(er) 呢?”
“咱們(men) 的空氣是幹淨的,咱們(men) 喝的水是純淨水,咱們(men) 鍛煉也足夠,咱們(men) 的食物都是有機和野生的。為(wei) 啥卻沒人能活過30歲呢?”
你想過這個(ge) 問題沒有呢?為(wei) 什麽(me) 遠古人活得這麽(me) “綠色”,卻活不過30歲?咱們(men) 和霧霾鬥,和壓力鬥,和農(nong) 藥鬥,但是咱們(men) 的平均預期壽命已經接近80歲了。
今天人類的壽命大大延長,其中一項重要的原因,就是巧妙地利用了物種競爭(zheng) 。這篇文章請你記住這四個(ge) 字——物種競爭(zheng) 。
利用物種競爭治療感染
從(cong) 古至今,咱們(men) 一直籠罩在致病微生物的威脅之下。在古代,甚至不經意劃破皮都有可能要了命。致病微生物想侵入人體(ti) 獲取營養(yang) ,這就是物種之間的競爭(zheng) 。
更嚴(yan) 重的是烈性傳(chuan) 染病,比如鼠疫。鼠疫也叫黑死病。引起鼠疫的就是一種毒力和傳(chuan) 染性都很強的細菌——鼠疫杆菌。1347年歐洲爆發鼠疫,奪走了2500萬(wan) 人的生命,占到當時歐洲總人口的1/3。在意大利的佛羅倫(lun) 薩,80% 的人在這場鼠疫中喪(sang) 命。
有作家曾經寫(xie) 到:上帝對人類的殘忍到了極點。很多人上午剛把親(qin) 人的屍體(ti) 拉去焚燒,到了晚上,自己的屍體(ti) 又要被別人拖走燒掉,就這麽(me) 慘。
這次鼠疫過後,歐洲人口用了大約150年才恢複。鼠疫和很多細菌感染性疾病,比如肺結核、淋病、細菌性肺炎等,這些病告訴咱們(men) :很多毒力很強的細菌,單純依靠人體(ti) 免疫,對抗不了。這種狀況一直持續到一個(ge) 藥的發現——青黴素。
青黴素的發現 讓很多急性傳(chuan) 染病得到了控製
關(guan) 於(yu) 青黴素,你肯定了解過。比如,1928年英國弗萊明博士( Alexander Fleming )在實驗室發黴的培養(yang) 基中,偶然發現了青黴素。再比如,弗洛裏( Howard Walter Florey )和錢恩( Ernst Chain )完成了青黴素的提純,並促成了青黴素的量產(chan) 。
青黴素的發明,讓這三位科學家分享1945年的諾貝爾生理學或醫學獎。還有,盟軍(jun) 諾曼底登陸,不僅(jin) 準備了無數的槍支彈藥,還準備了10萬(wan) 支青黴素。二戰中青黴素挽救了無數傷(shang) 員。
那麽(me) ,一支小小的青黴素,為(wei) 什麽(me) 可以救這麽(me) 多命呢?研究表明,以青黴素為(wei) 代表的 β-內(nei) 酰胺類抗生素,作用機製就是幹擾了細菌細胞壁的合成。我們(men) 熟悉的頭孢,就是 β-內(nei) 酰胺類抗生素。
要知道,咱們(men) 人體(ti) 的細胞是沒有細胞壁的,所以青黴素殺細菌效果好,同時對人體(ti) 細胞傷(shang) 害很小。這是藥理學家的解釋。
再回到90多年前,弗萊明博士偶然發現青黴素的現場,這裏麵有個(ge) 細節。弗萊明發現,在長了黴菌的培養(yang) 基周圍,沒有細菌生長。為(wei) 什麽(me) 真菌周圍不長細菌呢?一定是真菌分泌的什麽(me) 東(dong) 西,抑製或者殺死了細菌。
培養(yang) 皿中的青黴素旁邊沒有其他細菌生長
為(wei) 什麽(me) 真菌要和細菌過不去呢?對,這又是另一種物種競爭(zheng) 關(guan) 係。咱們(men) 人體(ti) 內(nei) ,不僅(jin) 有細菌,還有真菌。在數以百萬(wan) 年的演化過程中,人、細菌、真菌形成了一種既相互依存,又相互競爭(zheng) 的關(guan) 係。
平時大家和諧共處,這是共生,但是在抵抗力低,或者人體(ti) 某個(ge) 部位有了破損,或者遇到毒力強的致病微生物侵入人體(ti) 的時候,三者就成了你死我活的競爭(zheng) 關(guan) 係。
既然在嚴(yan) 重感染的狀態下,人體(ti) 的免疫力很難清除細菌。那麽(me) ,用真菌分泌的物質,也就是青黴素,就可以殺死細菌。
人體(ti) 是真菌生存的環境,所以,這種真菌分泌的物質,一定不能對人有太大傷(shang) 害,否則一起玩完誰也得不到好處。因此,青黴素對細菌殺傷(shang) 效果好,對人的傷(shang) 害也很小。
青黴素就是第一個(ge) 抗生素。“抗生”的意思,就是一種微生物對另外一種微生物的生長繁殖有抑製或者殺滅作用。一種微生物分泌的,可以抑製或者殺死對方的物質,就是抗生素。
所以,用青黴素治療細菌感染,就是用真菌分泌的物質去殺死細菌,這是巧妙地利用了物種之間天然的競爭(zheng) 關(guan) 係。這就是青黴素的工作原理,是理解的物種競爭(zheng) 關(guan) 係的第一個(ge) 層麵:利用物種競爭(zheng) 治療感染。
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