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致命細菌是我們的敵人,我們有什麼辦法對付它們呢?

不論在自然界還是在人體內,都生存著大量的細菌,其中大多是無害的,有些甚至是有益的,但也有少數是致病的。

對於致病的細菌來說,我們當然想置之死地而後快。最常見的辦法是高溫消毒,蒸死和煮死它們。不過,在很多情況下,這種辦法顯然不適用。比方說,假如你的腳感染上了致腳氣的病菌,難道能拿你的腳去煮一煮嗎?所幸,人體免疫系統已經進化出了許多殺滅病菌的辦法;萬一免疫力低下,我們還可以動用藥物來對付它們;此外,大自然中本來就存在著一種細菌的剋星——噬菌體。

下面讓我們逐一來了解這些滅菌辦法。

1 吃掉它

據說有些原始人類在殺掉敵人之後,往往還要吃掉他。因為怕一轉身,死去的人又活回來,所以只有連皮帶骨吃進肚子去才叫勝利者安心。

在人體的免疫系統中,有一種白細胞叫「吞噬細胞」。它們也是靠吃來消滅細菌的。當病菌侵入人體的組織後,吞噬細胞就從毛細血管中跑出,聚集到病菌所在的部位。多數情況下,病菌被當場吞噬殺滅。若病菌毒力強、數量多,未全部被殺死,餘下的「殘敵」則經淋巴管輸運到附近的淋巴結,在淋巴結內的吞噬細胞將進一步把它們消滅。

吞噬細胞的吞噬過程簡單說是這樣:當它探察到周圍有病菌,就先在環境中釋放出一些有毒的物質,使病菌初步麻醉;隨後吞噬細胞的身體發生變形,伸出長長的假足來把病菌攬入腹中;在體內,一些能殺菌、溶解細菌的化學物質將幫助它消化;最後,殘渣被排出細胞體外。

不過也並非所有的病菌被吞噬後都只有死路一條。根據病菌的類型、毒力和人體對它的免疫力的不同,其結局也有所不同。一般來說,病菌被吞噬後經5~10分鐘死亡,30~60分鐘被消化掉,這叫完全吞噬。吞噬完之後,吞噬細胞本身也要死亡,形成膿球,這就是我們通常所說的「發炎」。但還有一種情況叫不完全吞噬,病菌被吞噬細胞吞入後,非但不被殺死,反而得到保護,連抗菌藥物也奈何不得。有的病菌還能在吞噬細胞內生長繁殖,反使吞噬細胞死亡;有的可隨遊走的吞噬細胞經淋巴液或血流擴散到人體其它部位,造成廣泛的病變。

不完全吞噬的情況往往在對這種病菌沒有先天免疫力的人群中發生。比如在歷史上,西班牙殖民者在征服美洲印第安人之初,帶去了很多美洲原先沒有的傳染病。印第安人對這些病菌沒有先天的免疫力,他們身上的吞噬細胞不能消滅它們,於是造成人口大規模死亡。

其實,在我們的眼淚、唾液甚至鼻涕中,也有許多溶解細菌的化學物質,這些化學物質跟吞噬細胞體內消化細菌的化學物質有很多相似之處。如此看來,其實我們的嘴巴每天也在「吃」著細菌呢。

2 困死它

珍珠項鏈是一種昂貴的飾物,如果你發現有人用它來扎他的米袋子,你一定會笑話他目不識珠。

你一定知道DNA是生物體中最重要的物質,那裡保存著一個生物體全副珍貴的「生命密碼」。但如果你聽說,有的生物體僅僅因為DNA解開來像一根繩子,就用它來捆紮東西,你有何感想?會不會也覺得這有點暴殄天物了?

這不是開玩笑。在人體免疫系統中,有一種叫「中性粒細胞」的吞噬細胞,這種細胞在我們身上數量很大,每分鐘以8000萬個的速度從骨髓中不斷產生出來,佔了白細胞總數的60%到70%。絕大多數情況下這種細胞是靠吞噬來消滅病菌的,不過最近科學家發現,在有的時候它竟然也會擠破自己的細胞核,釋放出長長的DNA,把DNA當繩子用來捆住病菌,並進一步殺死它們。

過去,生物學家歷來是把DNA當做遺傳物質來研究的,而遇到現在這種情況,他們也只好把DNA簡單地當做繩子來研究了,這個發現起初讓他們自己都難以置信。

DNA真可謂一根捆病菌的好繩子。雖然它平時擠在需用電子顯微鏡才能觀察到的細胞核中,但假如把它拉直來,足有2米長;當它在細胞中釋放出來,就成了密密匝匝纏繞的一張網;而且黏性極強,病菌一沾上就無可奈何了,就好比蒼蠅落入了蜘蛛網;而更厲害的是,這張網上還攜帶著殺菌的蛋白,困住病菌的同時,一場殺戮就開始了。

我們的免疫系統與病菌的鬥爭充滿了智慧。比如說,中性粒細胞在危急的情況下,不惜老命,拋出這張由DNA編織而成的網,這就能限制病菌向機體的其他部位擴散,為其他免疫細胞的到來爭取時間。此外,那附著在DNA上的殺菌蛋白,其實對我們身體里健康的細胞也有毒害作用,如果任其遊動,可能會傷及無辜。而現在用一張網把它罩住,那就把它的副作用局限在了一個小範圍內。

最後,你或許會為中性粒細胞犧牲掉自己感到惋惜吧?其實沒必要。因為這種細胞來到受病菌感染的部位後,它就不能分裂,已經走到了生命的盡頭。在這種情況下,與敵人同歸於盡倒是最好的死法。

3 爆破它

談完了人體對付病菌的辦法,現在讓我們把目光移到自然界,看看「人家」又是怎麼對付細菌的。

1917年的一天,法國生物學家德埃萊爾在做觀察細菌生長的實驗。他把一位痢疾病人的糞便培養液用非常精細、連細菌也通不過的過濾器過濾,這樣就把痢疾病的病菌——痢疾桿菌過濾掉了;然後他把過濾液取出10滴,滴入盛有長滿痢疾桿菌混濁液的試管中。第二天,奇蹟發生了:混濁液變得清澈透明了,在顯微鏡下觀察,竟然找不到一個痢疾桿菌。這麼多痢疾桿菌一夜間都跑到哪兒去了?德埃萊爾大惑不解。難道在過濾液中有比細菌更小的微生物,是它們吃掉了痢疾桿菌?

德埃萊爾的猜測沒錯。後來科學家發現了一種叫「噬菌體」的病毒。顧名思義,這種病毒以細菌為食,並且在自然界中,只要有細菌的地方,就有它的身影。它的個子非常小,只有在電子顯微鏡下才能看清它,所以它能透過細菌過濾器。

噬菌體是一種病毒,沒有複雜的細胞結構,它主要由兩部分組成:一是蛋白質外殼,二是被外殼包裹起來的核酸。

當噬菌體遇到活細菌時,它首先會用一種化學物質把細菌的細胞壁溶解出一個小洞,然後把體內的核酸注入到細菌體內,而蛋白質外殼則留在了外面。

噬菌體的核酸進入細菌體內之後,它就利用細菌身上的物質,大量複製、繁殖,長出一個個新的噬菌體來。一個細菌一般能產生20~1000個噬菌體。當細菌體內噬菌體越聚越多,最後再也擠不下時,細菌就在一聲爆破中嗚呼哀哉了。借腹懷胎而成的噬菌體們又悠哉游哉地去尋找下一個犧牲品。

4 戳破它

最後,讓我們來看看人工的情況。很常見的外擦藥物是酒精,它是靠使細菌失去體內的水份「乾渴而死」的。這種殺菌的方式太尋常,我們就不介紹了。現在不是有很多滅菌的藥物嗎?讓我們來看看它們又是如何殺滅細菌的呢?

青黴素作為20世紀人類最偉大的發明之一,是由英國生物學家弗萊明發明的。1928年夏天,弗萊明外出度假回來,發現他度假前觀察過的一個細菌培養皿上長了一些青黴菌,而青黴菌周圍的細菌群落卻被部分溶解了,留下一個個透明的圓斑。弗萊明意識到青黴菌一定釋放出某種能殺死細菌的化學物質。這種化學物質就是「青黴素」。後來,人們又找到更多能殺死細菌的化學物質,現在這些都統稱為抗生素。

那麼,青黴素為什麼能殺菌呢?我們知道,細菌有細胞壁。細胞壁堅韌而富有彈性,它可以讓細菌保持它的形狀,同時還對細菌起到屏障保護作用。細菌體內的壓力很高,差不多有5~25個大氣壓,如果沒有細胞壁的保護,它不破裂也變形了。所以細胞壁對於細菌很重要。

正如人體無時無刻不在新陳代謝一樣,細菌的細胞壁也在不斷地更新。而青黴素的厲害就在於它能阻止新細胞壁的形成。當青黴素吸附在細胞壁某處時,那一處的細胞壁老了之後就再也不能產生出新的來,這就在細胞壁上留下了一個「窟窿眼」。而細菌體內的壓強又是那麼高,只要在壁上留個洞,裡面的物質就會被擠壓出來,細菌也就解體了。因此我們不妨說,細菌是被青黴素戳破而死的。

為了對付有害的細菌,我們人類真可謂無所不用其極了!


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