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Medizinlexikon: Was sind Antibiotika?

Medizinlexikon: Was sind Antibiotika?

Was sind Antibiotika?

Antibiotika ist der Sammelbegriff für bestimmte Stoffwechselprodukte von Pilzen oder Bakterien, die in der Lage sind, das Wachstum von anderen Mikroorganismen zu hemmen oder diese abzutöten. Die „offizielle“ Entdeckung des Schimmelpilzes Penicillium chrysogenum als Bakterienvernichter im Jahr 1928 war eine medizinische Sensation und sicherte dem schottischen Mediziner Alexander Fleming 1945 den Nobelpreis. Penicillin – das Stoffwechselprodukt des Schimmelpilzes – gilt allgemein als Synonym für Antibiotika. Seit ihrer Markteinführung in den 1940er Jahren retteten die bakterientötenden Präparate Millionen Menschen das Leben. Antibiotika zählen nach wie vor zu den wichtigsten Arzneimitteln zur Behandlung von bakteriellen Infektionskrankheiten.



Die Entdeckung und Anwendung der Antibiotika als Medikament zählt zweifellos zu den bedeutendsten Entwicklungen der Medizingeschichte. Auch wenn die Geschichte der Entdeckung mehrere Väter des Erfolges nennt – bereits 30 Jahre vor Flemmings Entdeckung hat der französische Militärarzt Ernest Duchesne in seiner Doktorarbeit seine Beobachtungen über die Wirkung von Schimmelpilzen gegen Bakterien beschrieben – ist ihre Bedeutung unumstritten.

Einteilung

Grundsätzlich wird zwischen natürlichen und künstlich hergestellten Antibiotika unterschieden. Denn neben den natürlich erzeugten Wirkstoffen können Antibiotika auch vollsynthetisch gewonnen werden. Als erstes am Menschen eingesetztes Antibiotikum gilt heute das von Paul Ehrlich 1910 entdeckte Arsenphamin. Es ist ein Schmalspektrum-Antibiotikum und ermöglichte erstmals eine wirksame und relativ ungefährliche Therapie der damals weit verbreiteten Syphilis. Ansonsten war das Wirkungsspektrum dieses Mittels jedoch begrenzt, weshalb es in der modernen Medizin inzwischen von neueren Wirkstoffen abgelöst worden ist.

Jene Antibiotika, die im Stande sind das Wachstum von anderen Mikroorganismen zu hemmen, fallen in die Gruppe der Bakteriostatika. Dazu zählen z.B. Sulfanilamide, Tetrazykline, Chloraphenicol, Makrolide, Lincomycide und Fusidinsäure.

Jene, die in der Lage sind andere Miktoorganismen abzutöten, heißen Bakterizide – etwa Penizilline, Cephalosporine, Makrolide, Rifamycine, Bacitracin und Polymyxine.

Biochemische Wirkungsmechanismen:

  • Hemmung der Zellwandsynthese
  • Beeinflussung der Zellmembran
  • Hemmung der Proteinsynthese
  • Antimetabolitenwirkung
  • Hemmung der DNA und RNA-Synthese

Antibiotika sind so gebaut, dass sie nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip nur an Bakterienzellen, nicht aber an menschliche oder tierische Zellen andocken können. So werden gezielt nur Bakterien vernichtet. Noch heute gibt es bei schwerwiegenden bakteriellen Infektionen kaum eine andere Möglichkeit als Antibiotika. Weltweit sind antibiotische Präparate mit dreizehn Prozent Marktanteil die am häufigsten verschriebenen Medikamente. Gegen Viren sind Antibiotika wirkungslos.

Anwendung

Die weitaus meisten Antibiotika werden eingenommen, gespritzt oder in einer Infusion gegeben und wirken so auf den ganzen Körper. Allerdings sind manche Antibiotika auch zur äußerlichen Behandlung oberflächlicher Infektionen der Haut und Schleimhaut zu gebrauchen oder ganz auf diesen Anwendungsbereich beschränkt.

Resistenzen gegen Antibiotika im Vormarsch

Durch die häufige Verschreibung und den teilweise übertriebenen Einsatz von Antibiotika in der Humanmedizin, aber auch wegen des exzessiven Einsatzes von Antibiotika in der industriellen Tierproduktion durch Veterinäre, haben Bakterien sogenannte Resitenzen gegen Antibiotika entwickelt. Das bedeutet, dass Antibiotika gegen bakterielle Krankheitserreger nicht mehr wirken.

Die Resistenz der Bakterien hat verschiedene Mechanismen als Grundlage: Viele Bakterien können Antibiotika abbauen oder so umbauen, dass diese ihre Wirkung verlieren. Andere Bakterien ändern die Zielstrukturen, an denen die Antibiotika angreifen, so dass das so genannte Schlüssel-Schloss-Prinzip nicht mehr wirkt, das Antibiotikum also das Bakterium nicht mehr schädigen kann. Außerdem können Antibiotika aktiv aus Zellen ausgeschleust werden.

Diese Fähigkeit der Bakterien zur Mutation ist aktuell eines der größten Probleme der Medizin. Durch die Aufnahme von Antibiotika über die Nahrung (Fleisch), durch den ungerechtfertigten Einsatz von Substanzen mit extrem breitem Wirkspektrum und einem häufig zu langem „prophylaktischen“ Antibiotikaeinsatz bei chirurgischen Eingriffen schreiten die entwickelten Resistenzen bei den Patienten rasant voran, mit der Konsequenz, dass immer weniger Antibiotika helfen.

Ein weiterer Faktor ist mangelnde Hygiene in Spitälern, denn Krankenhäuser bieten Bakterien ein äußerst effektives Überlebenstraining, bei dem die Einzeller perfekt lernen wie sie auf diverse Angreifer zu reagieren haben. Dabei gewonnene genetische Informationen tauschen Bakterienstämme untereinander aus – die Folge sind multiresistente Keime, die bei geschwächten Patienten leichtes Spiel haben.

Neueste Untersuchungen zeigen durchaus alamierende Zahlen: immer häufiger kommt es vor, dass Patienten nicht wirksam behandeln können, weil Bakterien nicht mehr auf die Medikamente ansprechen. Die Zahlen sind durchaus alarmierend: In Deutschland sterben laut ARS (Antibiotika-Resistenz-Surveillance) jährlich etwa 30.000 Menschen an resistenten Keimen, außerdem steigt die Zahl der Infizierten (letzter Stand 2012: 700.000). In Österreich dokumentiert AURES – der österreichische Antibiotikaresistenz-Bericht – die Entwicklungen in diesem Bereich.

Im europäischen Vergleich liegt Österreich demnach beim Gesamtverbrauch aller Antibiotika im unteren Drittel und damit eher bei den moderaten Verbrauchsländern. Eine Besonderheit in den österreichischen Verbrauchszahlen ist in den saisonalen Schwankungen (Erkältungszeit im Winter) zu sehen. Der (sinnlose) Einsatz von Antibiotika bei Erkältungskrankheiten, die vorwiegend durch virale Erreger ausgelöst werden, dürfte in Österreich demnach eine gewisse Rolle spielen.

Die Angst vor multiresistenten Superkeimen zwingt Forscher jedenfalls dazu unter Hochdruck nach neuen Präparaten zu forschen, doch die Entwicklung ist langwierig und hinkt dem Anpassungstempo vieler Bakterienstämme hinterher. Bisher bleibt nur, gefährdeten Patienten sogenannte Reserveantibiotika zu verabreichen, das sind Medikamente, die Ärzte möglichst selten verordnen, die also den Erregern bestenfalls unbekannt sind. Zu diesen sogenannten „antibiotics of last resort“ zählen die Carbapeneme wie Imipenem, Cilastin und Meropenem, Glycopeptid-Antibiotika wie Vancomycin und Teicoplanin, Lincosamide wie das Clindamycin, sowie Monobactame wie Aztreonam.

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Quellen:

¹ AURES – der österreichische Antibiotikaresistenz-Bericht
² Antibiotika-Resistenz-Surveillance Deutschland

Linktipps:

– Antibiotikaresistenz: wenn Antibiotika nicht mehr wirken
– Riskante Antibiotika-Schnellschüsse
– Arzneimittelallergien