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土霉素抗菌活性的最小药效基团是6-脱氧-6-去甲基四环素。土霉素必须先进入菌体内才能发挥抗菌作用。土霉素可通过细胞外膜的亲水孔自由扩散，也可通过细胞内膜上ATP依赖性转运通路进入细胞内，与细菌细胞核蛋白体30S核糖体亚基A位特异性结合，阻止蛋白质合成始动复合物的形成，并抑制氨酰tRNA与mRNA-核蛋白体复合物结合，从而抑制肽链延伸和细菌蛋白质的合成，起到杀菌作用。此外，土霉素还可增加细菌细胞膜的透性，使其胞内核苷酸和其他重要物质外漏，从而抑制DNA的复制。某些土霉素还可渗透入哺乳动物的细胞，对细胞内的微生物如立克次氏体起作用。
研究还发现，土霉素分子具有干扰延伸因子Tu的作用，从而影响延伸因子Tu和核糖体之间的作用或者直接破坏反密码子识别密码子，直接影响延伸因子Tu与tRNA的相互作用。
土霉素是常用的兽药之一，在畜禽生产中具有重要的意义，对畜禽疾病有很好的防治作用。
作为第一代天然抗生素，土霉素目前主要应用于畜牧业和合成强力霉素。土霉素在畜牧业的应用主要作为兽用抗生素和饲料添加剂两种形式：前者常用来治疗畜禽呼吸道和消化道感染疾病，其制剂形式有土霉素注射液、盐酸土霉素注射液等，主要治疗功能包括：猪等哺乳动物的副伤寒、猪气喘病及雏禽痢疾、衣原体病等；后者则应用到畜牧业中可起到防治疫病、促进动物生长的作用。在一些国家，土霉素被认为是促生长因子，其制剂形式有土霉素碱和土霉素盐，其中后者有土霉素钙盐和土霉素盐酸盐。
图1为土霉素片
下面，我们一起来详细了解土霉素：
【概述】
土霉素(Oxytetracycline，OTC)又称地霉素、氧四环素、5-羟基四环素，是一种四环素类抗生素，属广谱抗菌药物，它既对革兰氏阳性菌，如葡萄球菌、溶血性链球菌、破伤风梭菌和梭状芽孢杆菌等有作用，又对大肠杆菌、巴氏杆菌、克雷伯氏菌、产气荚膜梭菌、鼻疽杆菌、嗜血杆菌、沙门氏菌和布鲁氏菌等革兰氏阴性菌有效，此外还可以抑制立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体、放线菌和某些原虫等病原微生物，因此作为抗菌剂和生长促进剂被广泛应用于畜牧养殖业。
土霉素的抗菌机制主要是通过结合细菌30S核糖体亚基，干扰细菌蛋白合成及阻碍氨基酰-tRNA与核糖体的结合[11]，从而达到抑制细菌繁殖的效果。土霉素作为传统抗生素，因其疗效确切、价格便宜，受到养殖户的青睐，具有良好的防治疾病和促生长作用。目前，在我国主要作为畜禽用药及饲料添加剂，水产业使用也较多，其控制阿米巴肠炎和肠道感染的效果比较好。为了方便给药，常将土霉素加工制成安全、稳定和便于应用的形式，主要包括土霉素片、土霉素碱、土霉素盐、长效土霉素等。作为饲料添加剂，土霉素通常以土霉素碱、土霉素钙盐、土霉素盐酸盐等形式使用。
【制剂形式】
1.土霉素碱 土霉素碱是从龟裂链霉菌的培养液中提取获得的。土霉素是通过发酵的方式培养出来的土霉素菌体，并通过菌体自身的代谢机制来防病治病。目前，国内土霉素提取工艺为用草酸做酸化剂调节pH，利用黄血盐-硫酸锌作净化剂协同去除蛋白质等高分子杂质，然后用122树脂脱色进一步净化土霉素滤液，最后调pH至4.8左右结晶得到土霉素碱产品。土霉素碱价格便宜，使用方便，非常适合基层养殖场使用；其主要缺点是部分土霉素会被胃肠道吸收，导致在畜禽产品中残留，产生抗药性。除此之外，土霉素碱在肠道内还能结合动物体内的钙，致使动物体缺钙。
2.土霉素盐酸盐 土霉素盐酸盐是以土霉素碱为起始原料，经一系列工序所得；它易溶于水，可制成可溶性粉和注射液等剂型。盐酸土霉素可溶性粉质量标准收录在《兽药国家标准汇编：兽药地方标准上升国家标准》第三册中，兽医临床上常用于治疗敏感的革兰氏阳性菌、阴性菌和支原体等感染。其缺点是很易被胃肠道吸收，其吸收效果显著高于土霉素碱，毒性也较土霉素碱大，在畜禽产品中残留较多，并能产生抗药性，长期服用，威胁食用人群的健康。
3.土霉素钙 土霉素以钙盐的形式生产使用，可以提高土霉素的稳定性，减少土霉素在胃肠道的吸收，从而减少土霉素在畜禽产品中的残留。饲用土霉素钙是在土霉素发酵液中加入一定量的吸附剂碳酸钙，使土霉素游离碱与钙离子结合成络合形式的复盐，再经过滤、烘干、磨碎、过筛等步骤制成的土霉素钙盐的粗制品。由于它是未经提纯的一种抗生素的粗制品，在产品中除了含有一定量的有效土霉素钙盐外，还含有大量的土霉素发酵液的菌丝体及发酵过程中的代谢残留物，所以在产品中含有一定量的营养成分，如粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、微量元素等，这些物质对预防疾病和促进畜禽生长均有一定的作用。
【危害】
1.土霉素对植物的影响 土壤特征和植物类型可以决定土霉素对植物的影响程度。土霉素对淡水中的植物不会直接产生毒害作用。但是，浓度较高的土霉素很容易就可以使水体着色，进而导致水生植物不可以进行光合作用，间接对植物生长产生危害。随着土霉素浓度的提高对生菜的影响越大，仅为1mg/L的土霉素就可以对生菜的根部产生威胁，当土霉素浓度大于5mg/L时，对生菜的叶部和根部的生长都会有抑制作用。
2.土霉素对生物的影响 各种各样的微生物组成了土壤生态系统，很低浓度的抗生素即可影响微生物生长，由于土霉素的大量使用导致微生物群落平衡失调，损害土壤中原有的微生物，但不是对每种微生物的影响都一样，但一定会对土壤肥力产生影响。土霉素对环境微生物的影响顺序由低到高一般为：真菌＜放线菌＜细菌。随着土霉素浓度的增加对土壤微生物的抑制率明显增加具体如下：土霉素残留量100mg/kg对应的抑制率为16%~25%，而1000mg/kg则对应28%~38%，且土雾素对土壤中的脱氢酶和磷酸酯酶也有影响。
3.耐药菌的产生和传播 自然情况下环境中抗生素浓度能够基本保持不变，但是由于现在抗生素使用泛滥、各种金属离子的残留以及各种各样的污染物在自然环境沉积共存时，耐药菌由此诞生。在众多畜禽粪便中只有猪粪能够更加直观的探究影响四环素抗性基因在土壤环境中的丰度的因素。土壤中可培养微生物在施用猪粪后对四环素的抗性水平有明显提高。抗生素的大范围使用导致土壤中的抗性基因快速增加。随着土霉素浓度的增加直接作用于人类的具有抗生素抗性的致病菌数量明显增大。耐药菌传播介质广泛包括空气传播、在土壤中动植物体内、在海洋包括各大湖以及地下水，威胁人类的身体健康。
【注意事项】
1.食草家畜口服土霉素的危害
（1）引起消化道机能和形态的改变。成年食草家畜以草料为主食，消化草料除了依靠消化液外，还要依靠胃肠中大量的微生物。口服土霉素后，胃肠中的微生物受到抑制或被杀死，即打乱正常的消化过程而发生消化紊乱。如羊口服土霉素后，可引起厌食、腹胀、前胃弛缓和腹泻；家兔口服土霉素后，可引起肠黏膜坏死，肠上皮细胞脱落，肠黏膜下层充血和水肿。
（2）使家畜发生“二重感染”，引起中毒而死亡。动物肌体内存在着一定数量的细菌，其中有非致病菌，也有致病菌和条件致病菌。由于菌群之间存在着互相制约作用，在一般情况下，彼此之间可以和平共处，维持平衡共生状态。口服土霉素后，敏感菌群受到抑制，耐药菌群即因失去制约而趁机过度繁殖，对肌体造成严重的危害，这就叫作“二重感染”。其可引起肠炎、肺炎、尿路感染和败血症。此外，肠道内有许多细菌，具有合成B族维生素和维生素K的能力，可供给肌体维生素，对肌体有益，这类细菌受到抑制，则会引起维生素缺乏症。
2.其他
（1）忌与碱性溶液和含氯量多的自来水混合。
（2）土霉素内服后吸收不完全、不规则，应避免与乳类制品及含多价金属离子的药物或饲料共服。
（3）成年反刍动物、马属动物和兔不宜内服；马注射本品可发生胃肠炎，应慎用。
（4）长期或大剂量使用，可诱发二重感染、维生素B或维生素K缺乏症和肝脏毒性等不良反应。若在用药期间出现腹泻、肺炎、肾孟肾炎或原因不明的发热时，应考虑有发生二重感染的可能。一经确诊，应立即停药并采取综合性防治措施。
【主要参考资料】
[1]马改彦,邹君彪.土霉素及其常用制剂研究进展[J].国外畜牧学(猪与禽),2017,37(08):103-105.
[2]张贵林,牛清政.土霉素及其使用注意事项[J].养殖技术顾问,2009(12):131.
[3]于浩. 畜禽粪便无害化处理中土霉素高效降解菌的筛选及其对微生物多样性的影响[D].沈阳大学,2017.