抗菌薬の全体図
こんにちは。
歩道を自転車で走れる人はアイサイト的な能力を持ってる超人類だと思ってるへっくんです。
＃自転車素人
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抗菌薬の概要
抗菌薬は細菌の特定の構造に結合して作用します。作用の仕方は細菌の生存や増殖に必須の成分の合成を阻害するか、構造物の破壊です。作用部位は外側（細胞壁、細胞膜、外膜）と内側（タンパク質、核酸、葉酸の合成系）に分けられます。作用部位からこの細菌には使えない、という抗菌薬がありますね。外膜を対象とする抗菌薬はグラム陰性菌にしか効きませんし、細胞壁を対象とする抗菌薬は細胞壁を持たないマイコプラズマには効きません。
また、抗菌薬は全てが菌を殺してしまうわけではなく、菌の増殖速度を抑えるだけのものもあります。これを静菌的といいます。タンパク質合成阻害薬のほとんどが静菌的です。殺菌的な抗菌薬には、濃度を高くするほど効果が高くなるもの（濃度依存的）と濃度を高くしても一定の効果しか発揮しないもの（時間依存的＝投与回数を増やすと効果増）があります。前者の代表がキノロン系薬とアミノグリコシド系薬で、後者の代表がβラクタム系薬とグリコペプチド系薬です。菌の外側を壊す系の薬はちょっと穴が開けば十分ってことだと思います。
抗菌薬が感染部位に届くのかも重要です。バイオアベイラビリティと細胞内移行性、組織移行性の3つの指標があります。バイオアベイラビリティとは、薬を内服した時にどのくらい生体内に取り込まれるか（腸から吸収されるか）という指標です。静脈注射した時を100％と考えます。この値が高いほど内服に向いています。細胞内移行性は血中から細胞内にどれくらい移動しやすいかの指標です。組織移行性は細胞内移行性に加えて血管から薬物がどれくらい出てきやすいかの指標です。
特にバイオアベイラビリティが高いのはキノロン系薬、マクロライド系薬、テトラサイクリン系薬です。この3つは細胞内移行性も高いので、細胞内増殖菌に効果が期待できます。一方、バイオアベイラビリティが低いのはグリコペプチド系薬とアミノグリコシド系薬です。細胞内移行性も低いです。どちらも名前にグリコがついてるので覚えやすいですね。
さて、人類はこれまでこんなにいろんな種類の武器を作ってきましたが、感染症を完全になくすことはできていません。薬の効かない耐性菌が現れるからです。ここからは細菌の耐性機序を見ていきましょう。耐性機序は4つです。
①薬剤の分解、修飾 ②自身の変化 ③薬剤の取り込み量低下 ④薬剤の排出
①薬剤の分解
薬が菌の標的部位に辿り着くまでに分解、修飾することで薬を不活化します。βラクタム系薬を分解するβラクタマーゼや、アミノグリコシド系薬の修飾酵素が代表例です。
②自身の変化
抗菌薬を変化させるのではなく、抗菌薬の標的部位を変化させることで薬が機能しないようにします。代表例はキノロン系薬の標的であるDNAジャイレースの変異です。DNAジャイレースはDNAトポイソメラーゼⅡともいい、DNAのねじれを解消するためにDNAの切断、再結合させています。キノロン系薬はDNAをねじれたままにして合成できなくするんですね。
③取り込み量低下
グラム陰性菌の外膜にはポーリンという取り込み口があり、ここを通って外から栄養を取り込んでいます。抗菌薬もポーリンを通過します。菌は害を感じるとポーリンの透過性を低下させたり、ポーリンを減らしたりして抗菌薬を取り込まないようにします。
④薬剤の排出
排出ポンプと呼ばれる構造によって菌にとって有害なものを外に吐き出します。エネルギーを使いますが、複数種類の抗菌薬を排出するポンプもあります。そのようなポンプを持つと複数系統に耐性となります。
では、これらの耐性はどのように手に入れるのでしょうか。緑膿菌やアシネトバクターがアンピシリン耐性を標準装備しているように菌がもともと持っている耐性を一次耐性といい、後から獲得する耐性を二次耐性といいます。耐性を獲得する方法は二つです。
一つは標的を変化させること。キノロン耐性は標的のDNAジャイレースをコードする遺伝子に変異が起こり、薬が結合しなくなることで得られます。
もう一つは耐性遺伝子を手に入れることです。耐性遺伝子の多くはプラスミドにコードされています。プラスミドは染色体外の二本鎖環状DNAで、生存に必要なわけではありませんが耐性遺伝子などのお助けアイテムを運びます。菌は状況に応じてプラスミドを取り込み、プラスミドの遺伝子情報が発現することで耐性能力が得られます。一つのプラスミドに複数の耐性遺伝子がコードされている場合もあります。しかも、一度手に入れると増殖しても次の世代に引き継がれます。さらに異なる菌種の間でもやりとりすることができます。このような耐性機序の代表がβラクタム耐性やアミノグリコシド耐性です。
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細菌の生き残り戦略はすごいですね。
次回からそれぞれの抗菌薬を細かく見ていこうと思います。
またね
細菌を分類してみよう
こんにちは。
薬学部6年分の教科書で犬小屋を作ろうかしらと考えてるへっくんです。
＃無駄に買わせるのやめて
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細菌について授業で一通り学んだものの、あまりにも種類が多すぎました。結局なんも頭に残っとらんのです。なので、大事なところだけまとめます。
細菌の分類ですが、形と色で分けることができます。
形はわかりやすく、丸いか細長いかです。丸い菌を球菌、細長い菌を桿菌といいます。
色というのはグラム染色という染色法でついた色で分類します。青は陽性、赤は陰性といいます。赤は陰性、赤は陰性、、赤ワイン性ってことです。覚えやすいですね！
形と色の組み合わせで下図のように4種類に分類できます。
この図でグラム染色で赤くなるものは、途中で脱色されていることにお気づきでしょうか。これは細菌の構造に違いがあるからです。
グラム陰性菌はグラム陽性菌に比べて細胞壁が非常に薄いため、脱色されてしまうのです。
また、グラム陰性菌には独自の外膜という構造を標準装備しています。この外膜が厄介で、薬を効きにくくしたり、免疫細胞を反応しにくくしたりします。また、外膜に含まれるリポ多糖という成分が人にとって毒になります。グラム陽性菌は外膜を持っていないため、毒素を吐き出すか、莢膜という人を害する膜を一番外側に纏うことで病原性を示します。
注）グラム陰性菌も毒素を産生したり、莢膜を身に纏います
日常の中で出会う頻度の高い順に並べると
グラム陽性球菌＝グラム陰性桿菌＞グラム陰性球菌＝グラム陽性桿菌＞その他の菌（グラム染色で染められないものや形が特徴的なもの）
となります。順番に説明します。
〜グラム陽性球菌〜
一列に連鎖状に並ぶ菌とブドウの房のように塊状になる菌に分類されます。
連鎖状は肺炎球菌、A群 B群レンサ球菌、腸球菌がいます。連鎖球菌属は血液を溶かす性質があります。A群 B群レンサ球菌は完全に溶かすβ溶血で、肺炎球菌は不完全に溶かすα溶血です。肺炎球菌は文字どおり肺炎の原因の第一位です。
ブドウ状はブドウ球菌です。血液を固める病原因子であるコアグラーゼを持つものを特に黄色ブドウ球菌といいます。メチシリンという抗菌薬が効かないメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）が問題になっています。
〜グラム陰性桿菌〜
小桿菌、ブドウ糖発酵菌、ブドウ糖非発酵菌の3つに分けられます。ブドウ糖発酵菌とは、ブドウ糖を分解してエネルギーを取り出すときに酸素を必要としない菌で、ブドウ糖非発酵菌は酸素を必要とする菌（好気性菌）です。
小桿菌で最も頻度が高いのはインフルエンザ菌です。インフルエンザの原因はウイルスなので、ややこしいですがインフルエンザと関係ありません。b型の莢膜を纏った場合、非常に強力でHibと呼ばれます。Hibワクチンは定期接種になっているので聞いたことがあるのではないでしょうか。
ブドウ糖発酵菌は、腸内細菌科とそれ以外に分類されます。どちらも消化管感染症に関わること、生体内でも環境中でも増殖できることから院内感染しやすいことが重要です。
ブドウ糖非発酵菌は、緑膿菌とアシネトバクターが代表です。環境菌で、酸素の少ない生体内では繁殖しにくいです。しかし、抗菌薬に耐性を示し、あまり栄養がなくても生息できることから、感染症が起こると治しにくいという厄介な菌です。
〜グラム陰性球菌〜
性感染症の原因菌の淋菌、髄膜炎の原因菌の髄膜炎菌があります。非常にナイーブな菌で特別な培地でないとすぐに死滅してしまいます。
〜グラム陽性桿菌〜
芽胞を形成するかどうかで分類されます。芽胞は最強の防御形態です。アルコール消毒が効かず、煮沸しても死にません。次亜塩素酸ナトリウムかオートクレーブ（高圧蒸気による滅菌）を用います。
芽胞形成菌は好気性のBacillus属と嫌気性のClostridium属です。どちらも強力な毒素により病原性を示します。抗菌薬の投与により常在細菌叢が障害され、抗菌薬に耐性のあるものが異常に増殖することで発症します。
芽胞非形成菌は2類感染症のジフテリアと食中毒、髄膜炎の原因菌のリステリアがあります。
〜その他の菌〜
・嫌気性菌
酸素が苦手
口腔内常在菌、腸内常在菌
・放線菌
菌糸状の発育をする
・スピリルム
形態が螺旋状
Helicobacter pylori（胃潰瘍の原因）
・スピロヘータ
スピリルムより螺旋が長い
Treponema pallidum（梅毒の原因）
・非定型菌
細胞内増殖菌、βラクタム系薬無効、グラム染色できない
肺炎マイコプラズマ、レジオネラ、クラミジア、リケッチアなど
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ほんとに概要だけになってしまいました。
また勉強したら書き足そうと思います。
次は抗菌薬をまとめてみます。
またね
