Antibiotika – Eine Zusammenfassung

Dieser Beitrag wird sich sowohl mit allgemeinen Informationen über Antibiotika aber auch mit dem Paradebeispiel für Antibiotika schlechthin befassen: dem Penicillin.

Antibiotikaresistenzen nehmen leider Gottes mit der Zeit zu und ich dachte mir, es wäre gut, mit einem Beitrag (wenn auch nur kurzzeitig) auf das Thema „Antibiotika“ aufmerksam zu machen. Vielleicht schaffe ich es auch, in dem ein oder anderen ein Interesse für das Thema „Antibiotika“ zu wecken.

Prinzipien der Wirkungsweise von Antibiotika

Die folgenden 4 Prinzipien können einer antibiotischen Wirkung zu Grunde liegen:

• Eingreifen in die Zellwandbildung der Bakterien
• Zerstörung der Cytoplasmamembran der Bakterien
• Verhinderung der Proteinsynthese der Bakterien
• Störung des Nucleinsäurestoffwechsels der Bakterien

Bakterizid vs. Bakteriostatisch

• Bakterizid: Der Erreger wird so stark geschädigt, dass dieser abgetötet wird
• Bakteriostatisch: Lediglich das Wachstum der Bakterien wird gestoppt, ruhende Keime werden nicht abgetötet. Antibiotika dieser Art binden meist an die Ribosomen und hemmen die Translation in den Erregern.

Ribosomen Kommen auch in unseren Zellen vor. Eine Boten-RNA (=mRNA) wird in die Ribosomen eingefädelt und entsprechende Proteine werden dort synthetisiert. Die Ribosomen sind stark vereinfacht gesagt die „Proteinfabriken“ der Zelle.

Penicillin

In einem Artikel über Antibiotika darf das Penicillin selbstverständlich nicht fehlen. Quelle für Penicillin ist vor allem der Pilz Penicillium chrysogenum.

Die Geschichte des Penicillins

Alexander Fleming beimpfte 1928 Nährplatten mit Staphylococcus aureus (Staphylococcus ist ein Eitererreger).

Die Platten waren nach einer gewissen Zeit „angeschimmelt“, normalerweise würde man sich denken, dass diese entsorgt werden sollten, Fleming hingegen dachte nicht so – ein durchaus vorteilhaftes Denken wie sich im Nachhinein herausstellen wird. Er sah, dass um diesen Schimmel herum eine Zone gab, in der keine Bakterien wuchsen.

Fleming schloss daraus, dass dieser „Schimmel“ eine Substanz produzieren musste, die antibiotisch wirksam war.

Ein Held in Molekülform war geboren und viele Infektionen mussten nicht mehr mit dem Tod enden. Der 2. Weltkrieg war der historische Startpunkt für die Massenproduktion von Penicillin.

Struktur des Penicillins

Die Abbildung zeigt die allgemeine Struktur des Penicillins. Es gibt nicht nur ein Penicillin, sondern viele Penicilline, was auch ein Vorteil im Bezug auf die Entwicklung mehrere Penicilline [z.B. das Phenoxypenicillin (Phenoxy = Ether des Phenols)] in Folge von Antibiotikaresistenten Bakterienstämmen darstellt. Das R ist kein chemisches Element, sondern heißt so viel wie „Rest“.

Penicillin – Bakterizid oder Bakteriostatisch?

Penicillin ist Bakterizid

Wirkmechanismus

Penicillin hemmt eine Transpeptidase. Nur Bakterien haben Transpeptidasen. Die Quervernetzung der Kohlenhydratbausteine der Zellwand bei der Zellteilung wird durch das Penicillin gestört und die Bakterien platzen durch den Zellinnendruck. Somit ist das Pathogen unschädlich gemacht.

Nachteil von Penicillin

10% der Menschen haben eine Penicillinallergie; die Einnahme von Penicillin kann hierbei tödlich enden.

Antibiotikaresistenzen

Doch Bakterien sind leider Gottes nicht so dumm wie man annehmen mag, sie lernen sehr schnell und deshalb kann es auch zu Resistenzen kommen.

Sehr bedeutend bei der antibiotischen Wirkung des Penicillins ist der sogenannte Beta-Lactam-Ring.

Unter einem Lactam versteht man ein cyclisches Amid, welches unter Abspaltung von
Wasser von einer Aminocarbonsäure entsteht.

Viele Stämme sind bereits gegen Penicillin resistent, da sie über das Enzym “Beta-Lactamase” verfügen. Mit diesem können sie den Lactamring des Penicillins oder anderer Lactam Antibiotika (z.B. Cephalosporin C) aufschneiden und diese somit unwirksam machen.

EU-weit bestehen Bestrebungen, die Einsatzgebiete von Antibiotika möglichst
einzuschränken, um die Verbreitung von Bakterien, welche Resistenzgene entwickeln
könnten zu vermeiden. Ein weiterer Ansatz der von Experten vorgeschlagen wird ist es, bestimmte Antibiotika immer wieder zeitweise vom Markt zu nehmen, um Resistenzen vorzubeugen. Es gibt auch Bestrebungen, im Reich der Pflanzen uns der Tiere weiter nach Antibiotika zu suchen, beispielsweise finden sich im Komdowaran Peptide, die eine antibiotische Wirkung haben.

Experten schlagen weiters vor, die Forschung von Antibiotika staatlich zu subventionieren, damit weiterhin neue Antibiotika ohne Resistenzen verfügbar sind.

Ciclosporin

Ciclosporin ist zwar kein Antibiotikum, jedoch ein bedeutender pilzlicher Wirkstoff, weshalb ich ihn bei dieser Gelegenheit auch erwähne. Er wird aus den Pilzen Cylindrocarpon lucidum und
Tolypocladium inflatum hergestellt und unterdrückt die Abstoßung von transplantierten
Organen. Organtransplantationen ohne diesen Wirkstoff sind heute fast undenkbar.

Schlusswort

Das was ich bisher in Artikeln über Antibiotika gelesen habe erweckte in mir den Eindruck, dass diesem Gebiet zu wenig Beachtung geschenkt wird. Ich hoffe, dass sich die Wissenschaft künftig diesem Gebiet wieder mehr annehmen wird, vor allem angesichts der Tatsache, dass es auch Todesopfer durch multiresistente Erreger (noskominale Krankenhauskeime) zu beklagen gibt.