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セファロスポリンの作用機序はペニシリンの作用機序と同じです。主に細菌の細胞壁の主成分であるペプチドグリカンの合成を阻害することで抗菌効果を発揮します。第一世代のセファロスポリンは主に、メチシリン感受性ブドウ球菌、β溶血性連鎖球菌、肺炎球菌などの好気性グラム陽性球菌に作用しますが、メチシリン耐性ブドウ球菌、ペニシリン耐性肺炎球菌、腸球菌には耐性があります。また、大腸菌、肺炎桿菌、プロテウス ミラビリス (インドール陰性) などのグラム陰性桿菌に対して一定の抗菌活性もあります。また、口腔嫌気性菌に対する抗菌活性もあります。一般的に使用される品種には、セファゾリン、セファレキシン、セフラジンなどがありますが、このうちセファゾリンには軽度の腎毒性があります。