Antibiotika – Anwendung und Wirkungsweise

Antibiotika – Heilmittel und Herausforderung

Stell dir vor, du hast eine bakterielle Infektion – eine Mandelentzündung, eine Lungenentzündung oder eine schwere Wundinfektion. Was vor etwa hundert Jahren oft lebensbedrohlich war, kann heute meistens schnell und effektiv behandelt werden: mit Antibiotika. Diese Medikamente haben die moderne Medizin revolutioniert und unzählige Leben gerettet. Doch mit der ständigen Anwendung steht die Menschheit vor einer neuen, großen Herausforderung: der zunehmenden Resistenz der Bakterien. Was das genau bedeutet und wie Antibiotika angewendet werden, erfährst du in diesem Text.

Antibiotika – Definition und Anwendung

Der Name Antibiotikum (Einzahl) kommt aus dem Griechischen (anti = gegen, bios = Leben) und bedeutet so viel wie gegen das Lebendige gerichtet. Antibiotika sind Wirkstoffe, die zur Behandlung von bakteriellen Infektionen eingesetzt werden.

Antibiotika werden in zwei Hauptgruppen unterteilt, abhängig davon, wie sie auf die Bakterien einwirken:

1) Bakteriostatisch: Diese Antibiotika hemmen die Vermehrung der Bakterien, töten sie aber nicht direkt ab. Das Immunsystem des Körpers hat dann Zeit, die verbleibenden Bakterien selbst zu beseitigen.

2) Bakterizid: Diese Antibiotika töten die Bakterienzellen direkt ab.

Antibiotika – spezifische Wirkungsweise

Die große Stärke von Antibiotika liegt in ihrer Selektivität – sie greifen spezifische Strukturen oder Stoffwechselprozesse an, die nur in Bakterienzellen vorkommen oder sich stark von denen menschlicher Zellen unterscheiden. Dadurch wird der Körper im Idealfall kaum geschädigt.

Zentrale Angriffspunkte der Antibiotika

Antibiotika nutzen die Unterschiede im Aufbau und in den lebenswichtigen Vorgängen zwischen Bakterien- und menschlichen Zellen. Hier sind die wichtigsten Angriffspunkte im Detail:

Störung der Nukleinsäuresynthese

Bakterien müssen vor der Zellteilung ihre DNA replizieren (verdoppeln) und Gene in RNA transkribieren, um Proteine herzustellen.

• Bestimmte Antibiotikaklassen greifen hier ein: Sie blockieren das bakterieneigene Enzym DNA-Gyrase. Dieses Enzym ist essenziell für das Entwinden und Verdoppeln der DNA. Wird es gehemmt, kommt es zu DNA-Strangbrüchen und die Zellteilung wird gestoppt, was zum Absterben (bakterizid) der Zelle führt.
• Andere Wirkstoffe, wie die Rifamycine, hemmen die RNA-Polymerase und verhindern so die Herstellung von RNA (Transkription), wodurch ebenfalls die lebenswichtige Proteinproduktion blockiert wird.

Hemmung der Zellwandsynthese

Viele Bakterien besitzen eine feste Zellwand, die sich außerhalb der Zellmembran befindet und ihnen Schutz und Stabilität bietet. Menschliche Zellen haben keine Zellwand.

• Einige Antibiotika (wie Penicillin) verhindern den korrekten Aufbau dieser Zellwand, wenn sich die Bakterien teilen.
• Die neu entstehenden oder wachsenden Bakterienzellen sind dann instabil, können dem inneren Überdruck nicht standhalten und platzen. Dieser Mechanismus ist bakterizid.

Störung der Proteinbiosynthese

Sowohl menschliche als auch bakterielle Zellen stellen Proteine her (Proteinbiosynthese), aber sie verwenden dafür unterschiedliche Ribosomen. Die Ribosomen der Bakterien sind kleiner und anders aufgebaut als die menschlichen Ribosomen.

• Viele Antibiotika binden an die bakteriellen Ribosomen und blockieren dort die Translation (Herstellung von Proteinen).
• Ohne die lebenswichtigen Proteine können die Bakterien nicht wachsen, sich nicht teilen und ihre Stoffwechselprozesse nicht aufrechterhalten. Dies ist oft eine bakteriostatische Wirkung.

Beeinträchtigung von Stoffwechselprozessen

Bakterien müssen bestimmte Substanzen, die sie zum Überleben und zur Vermehrung benötigen (zum Beispiel Folsäure), selbst herstellen. Menschliche Zellen hingegen nehmen diese Stoffe meistens über die Nahrung auf.

• Einige Antibiotika blockieren Enzyme, die für diese essentiellen Stoffwechselwege (z. B. die Folsäure-Synthese) verantwortlich sind.
• Die Bakterien können sich dann nicht mehr vermehren, während die menschlichen Zellen, die die fertigen Stoffe aufnehmen, unbeeinträchtigt bleiben.

Antibiotika-Resistenzen: schwindende Wirksamkeit

Der übermäßige und unsachgemäße Einsatz von Antibiotika, sowohl in der Human- als auch in der Tiermedizin, hat zu einem globalen Problem geführt: der Antibiotika-Resistenz.

Wie entwickeln Bakterien Resistenzen?

Bakterien sind Meister der Anpassung und Evolution – sie vermehren sich extrem schnell und können ihr Erbgut leicht verändern. Durch folgende Prozesse können Bakterien Resistenzen entwickeln:

• Mutation: Im Erbgut (DNA) eines Bakteriums kann eine zufällige Mutation auftreten. Diese genetische Veränderung führt dazu, dass das Antibiotikum seinen Angriffspunkt (z. B. das Ribosom) nicht mehr richtig erkennt oder das Bakterium Enzyme bildet, die das Antibiotikum zerstören.
• Selektion: Wenn ein Antibiotikum eingesetzt wird, werden alle empfindlichen Bakterien abgetötet. Die resistenten Bakterien hingegen überleben und haben nun viel Platz und Ressourcen, um sich ungehindert zu vermehren. Sie werden selektiert.
• Horizontaler Gentransfer: Bakterien können Resistenz-Gene sogar an andere Bakterien weitergeben, oft über kleine DNA-Ringe, sogenannte Plasmide. Das bedeutet, dass eine Bakterienart, die nie mit einem bestimmten Antibiotikum in Kontakt kam, trotzdem resistent werden kann, wenn sie das Plasmid von einer anderen Art erhält.

Verantwortungsvoller Umgang mit Antibiotika

Um die Wirksamkeit von Antibiotika auch für zukünftige Generationen zu erhalten, ist es entscheidend, sie verantwortungsvoll einzusetzen:

• Nur bei bakteriellen Infektionen: Antibiotika nur auf ärztliche Anweisung und nur bei nachgewiesener bakterieller Infektion einnehmen.
• Therapie abschließen: Das Medikament muss exakt nach Vorschrift und über die vollständige Dauer eingenommen werden, auch wenn die Symptome bereits abgeklungen sind. Nur so werden wirklich alle Erreger abgetötet.
• Keine Weitergabe: Niemals Antibiotika an andere Personen weitergeben, da dies die falsche Behandlung fördern und die Resistenzbildung beschleunigen kann.

Antibiotika – Ausblick

Setze dich weiter mit dem Thema Infektionen auseinander und schau dir Inhalte über Entstehung und Verlauf von Infektionskrankheiten oder etwas spezifischer über bakterielle Infektionen an.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Antibiotika – Anwendung und Wirkungsweise