(Continuing from the previous blog) Chemical agents, particularly antibiotics, include a wide variety of artificial antibacterial drugs. Their mechanisms of action target specific features unique to bacteria that humans lack, exhibiting selective toxicity and, therefore, being considered generally harmless to the human body. For example, most bacteria have a cell wall that forms a protective barrier against the external environment. Human cells, however, lack this cell wall, allowing these drugs to selectively target bacteria. The active components of antibiotics bind to enzymes involved in the final stage of bacterial cell wall synthesis (penicillin-binding proteins specific to bacteria). This binding inhibits cell wall synthesis, compromising the protective barrier of bacteria. As a result, the bacteria lose their ability to withstand osmotic pressure and undergo lysis.
Additionally, some antibacterial agents act on the enzymes within bacterial ribosomes, which are responsible for protein synthesis, thereby inhibiting this vital process (e.g., macrolide antibiotics). Others interfere with bacterial DNA replication, a critical step for bacterial growth and cell division, by targeting enzymes necessary for copying DNA. For example, DNA transcription inhibitors like fluoroquinolone antibiotics act on DNA gyrase, an enzyme essential for DNA replication. These mechanisms demonstrate selective toxicity by targeting bacterial structures that differ from those of humans. Such artificial antibacterial agents, whether fully synthetic or semi-synthetic, achieve selective toxicity by targeting features that either do not exist in humans or differ structurally. Consequently, they are deemed harmless to humans and animals. Could this really be true?
(استكمالًا للمقال السابق)
تشمل العوامل الكيميائية، وعلى رأسها المضادات الحيوية، طيفًا واسعًا من الأدوية الاصطناعية المضادة للبكتيريا. وتُصمَّم آليات عملها بحيث تستهدف خصائص بنيوية أو وظيفية توجد في البكتيريا ولا توجد في الإنسان، وهو ما يُعرف بمفهوم السُّمية الانتقائية. وبناءً على هذا المفهوم، يُفترض أن تكون هذه الأدوية غير ضارة نسبيًا بجسم الإنسان.
فعلى سبيل المثال، تمتلك معظم البكتيريا جدارًا خلويًا يشكّل درعًا واقيًا لها من البيئة الخارجية، في حين تفتقر الخلايا البشرية إلى هذا الجدار. هذا الاختلاف الجوهري يسمح للمضادات الحيوية باستهداف البكتيريا بشكل انتقائي. إذ ترتبط المواد الفعّالة في هذه الأدوية بإنزيمات تشارك في المرحلة النهائية من بناء الجدار الخلوي البكتيري، والمعروفة باسم بروتينات الارتباط بالبنسلين (Penicillin-Binding Proteins)، وهي إنزيمات خاصة بالبكتيريا. يؤدي هذا الارتباط إلى تعطيل تكوين الجدار الخلوي، فتفقد البكتيريا قدرتها على مقاومة الضغط الأسموزي، مما يفضي في النهاية إلى تحللها وموتها.
ومن ناحية أخرى، تعمل بعض العوامل المضادة للبكتيريا على الريبوسومات البكتيرية، وهي المسؤولة عن تصنيع البروتينات، فتثبط هذه العملية الحيوية (كما في حالة مضادات الماكرولايد). وهناك فئة أخرى تتدخل في تضاعف الحمض النووي البكتيري، وهي خطوة أساسية لنمو البكتيريا وانقسامها، وذلك عبر استهداف إنزيمات ضرورية لنسخ الـDNA. ومن الأمثلة على ذلك مضادات الفلوروكينولون، التي تؤثر في إنزيم DNA gyrase، وهو عنصر محوري في عملية تضاعف المادة الوراثية.
تُبرز هذه الآليات كيف تحقق العوامل المضادة للبكتيريا سُميّة انتقائية من خلال استهداف بُنى أو وظائف تختلف جذريًا بين البكتيريا والإنسان. ولهذا السبب، تُصنَّف هذه الأدوية—سواء كانت اصطناعية بالكامل أو شبه اصطناعية—على أنها آمنة نسبيًا للبشر والحيوانات.
لكن السؤال الجوهري الذي يفرض نفسه هنا، وبنبرة تتجاوز الإطار العلمي إلى التأمل العميق، هو: هل هذا الافتراض صحيح فعلًا؟