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老赖是怎样炼成的——耐药菌的自白

科普小知识2022-07-12 17:23:14
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嗨,我就是你所说的耐药细菌。

我从未见过我的母亲。我出生时,襁褓中只有两件东西:一串手镯和一件不完整的盔甲。

老赖是怎样炼成的——耐药菌的自白

细菌的二元分裂(互联网图片)

根据人类的说法,我们以二元分裂的方式繁殖。亲代细菌繁殖自己的遗传物质。然后,细胞壁向中间凹陷,直到形成两个后代。

我很快就明白了手镯的功能。以上每一个珠子都有相应的功能。有些负责引入营养物质,有些负责将营养物质转化为能量,有些负责排出代谢废物。

后来,我遇到了一些同类,他们也有自己的手镯,这往往是九点相似,我的,但他们从来没有遇到完全相同的。有些人说每个人的手线都来自他们的母亲,但是每个母亲在编织手线时都会加入一些想法。

旁白:人类称之为基因突变。一般来说,结构越简单,突变率越高。在这方面,我们比细胞更快。然而,突变是公平的,几乎是随机的,没有绝对的好坏。

老赖是怎样炼成的——耐药菌的自白

基因突变(来源:phys.org)

直到很久以后,人们才明白盔甲的作用。

出于本能,我迅速修好了盔甲。在这个过程中,我意识到我有一个天赋——我可以通过pbps将柔软的多糖和多肽转化成坚韧的肽聚糖,并不断提高防御力。

那一天,我去了一个陌生的地方,周围有一些和我相似的人,但他们都“裸奔”着没有盔甲。

他们说他们叫细胞。

老赖是怎样炼成的——耐药菌的自白

细菌的典型结构,细胞壁就像盔甲,可以保护细菌(图片来源:*)

我们和细胞之间最大的区别是我们有盔甲,细胞壁。

牢房的生活环境与我的大不相同——多亏有了盔甲,我既没有破碎也没有渴死,而且可以轻易地侵入他们的家。

起初,他们很平静,但过了一会儿,他们变得戏剧化了。

“你怎么能这样?!”

“怎么做?”我问。

“你怎么能到处扔垃圾……”

“我以前失去过一切,没有人说过什么。”

“但是垃圾会让我生病。”

"不关我的事"我冷冷地回答。

旁白:在代谢过程中,我们会产生一些对人体有害的物质,如热原,它会干扰体温的调节,使人体发热,如各种毒素,使身体生病。

我真的不喜欢他们精致的外表。并非每个人都是如此。你假装成什么样的文明人?根据经验,只要我够坚强,它们肯定会闭嘴,甚至变弱,直到它们成为我的养料。

不幸的是,事情没那么简单。

我的一些同龄人告诉我,细胞来帮助我。

“白细胞?”我轻蔑地问道。

白细胞很可怕,但我不怕。只要有足够的垃圾和足够的脱落细胞,白细胞就会很快变弱。

“不,”他们摇摇头,“青霉素。”

我忙于生自己的孩子,编织手镯和制作盔甲,没有把他们的话放在心上。没想到,我很快就遇到了青霉素。它们就像飞行的五角星。他们瞄准的每一种细菌,包括我的孩子,都无法修复他们的盔甲,不得不死去。

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青霉素的结构(图片来源:公共化学)

旁白:以青霉素为代表的大环内酯类抗生素都具有环状结构。他们可以抓住pbp,使我们失去合成细胞壁的能力。没有细胞壁,我们就像失去堤坝的村庄一样,很容易被河水淹没。

我以为我也要死了,因为我被五角星覆盖着。然而,我没有。我手镯上的珠子与众不同,它在关键时刻激起了一阵狂风,把青霉素吹走了。

我花了很多年才意识到基因突变是耐药性的来源之一。一些基因可以增加我们对青霉素的运输。当体内的青霉素浓度较低时,青霉素就不那么可怕了。

那时,我正在和一个特别的人聊天。他脸上有个伤疤,看起来很容易处理。

“你想知道伤疤是怎么来的吗……”他抚摸着手上的戒指。“我年轻的时候,曾侵入人体,遇到过青霉素,但我没有你的运气。幸运的是,病人没有坚持治疗。我见过无数类似的死亡和幸存者争分夺秒地生孩子,试图以各种方式编织手镯以求生存。我也看到了奇迹。一个生来就带着戒指的孩子。这种环可以发出光波,打破青霉素的五边形环,这样它们就不能再飞了。”

老赖是怎样炼成的——耐药菌的自白

细菌在压力下进化,它们的耐药性正在增加(图片来自互联网)

旁白:他所说的是压力的演变。"自然选择使适者生存。"这对于高等生物来说可能是一种偏离,但对我们来说却是真的。当病人使用抗生素时,耐药性差的细菌会很快消失,而剩余的细菌会保持不受伤害,并仍能繁殖。在新生细菌中,只有耐药性强的细菌才能存活,因此耐药性不断增强。这就是为什么抗生素在整个使用过程中必须有足够的用量。只有在足够的数量下,体内的抗生素才能达到有效的浓度,只有在整个过程中,细菌才能被杀死。如果病人在感觉好些时停止服药,那么剩下的细菌都是耐药性很强的细菌——他们有时会交换质粒以进一步增加耐药性。

“我可以看看吗?”我问。

他点点头,伸手去拿戒指,递给我。我和它一起玩,我有一个相似的,我叫它质粒,偶尔和其他朋友交流,没想到会有这么强大的戒指。

“如果你喜欢,”他补充道,“你可以自己做一个。”

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细菌交换质粒(蓝色)(照片来源:*)

我当然会。

现在,我想再次成为母亲。我会给他我所拥有的一切:变异基因,编码碳青霉烯类的质粒。这是我留给孩子们对抗青霉素的武器。

生活充满艰辛,然而,只要还有人错误地使用抗生素,当他们不应该使用抗生素时,当他们不应该使用抗生素时,或者当他们没有充分使用抗生素时,我们肯定会笑到最后。