Grundlagen der antibakteriellen Chemotherapie

Bemerkungen

• Unter antibakterieller Chemotherapie versteht man die Behandlung einer Infektionskrankheit mit Substanzen, welche die Erreger schädigen und vernichten können. Die verwendeten Substanzen werden als Chemotherapeutika bezeichnet. Es handelt sich hier um synthetisierte chemische Stoffe oder um von Schimmelpilzen, Streptomyceten und Bakterien abgegebene Stoffwechselprodukte. Diese biologischen Stoffwechselprodukte werden auch als Antibiotika bezeichnet ("anti" - gegen, "bios" - Leben). Ziel einer antibakteriellen Chemotherapie ist es, die mikrobiellen Erreger abzutöten, ohne dass der Mensch Schaden leidet. Diese optimalen Vorstellungen sind leider nicht immer gegeben, da eine Chemotherapie auch Nebenwirkungen hervorrufen kann. Weiterhin muss man sich darüber im klaren sein, dass es kein Allheilmittel gegen alle Erreger gibt. Jedes Chemotherapeutikum hat seine Vor- und Nachteile, insbesondere im Wirkungsspektrum.

Chemotherapeutika

Penicilline

• 1929 Penicillin G (Benzylpenicillin) als Stoffwechselprodukt des Schimmelpilzes Penicillium notatum

• (1941 erste Anwendung am Patienten)

• Penicillin V (Phenoxymethylpenicillin): oral verabreichbar

• Die Penicilline gehören auch heute noch zu den bestwirksamen und verträglichsten Antibiotika. Die Penicilline mit einem schmalen Wirkungsspektrum treffen besonders gram-positive Keime (Ausnahme: Enterokokken). Die b-hämolysierenden Streptokokken, aber auch die gram-negativen Neisserien sind noch weitgehend Penicillin-G-empfindlich geblieben. Penicilline mit einem erweiterten Wirkungsspektrum, wie Ampicillin, treffen auch Enterokokken und verschiedene gram-negative Bakterien, wie z.B. Enterobakterien. Carbenicillin und die Acylaminopenicilline haben darüber hinaus auch eine gewisse Wirksamkeit gegen Pseudomonas aeruginosa. Staphyllokokken, welche eine Penicillinase (b-Lactamase) produzieren können, sind gegen beide Gruppen von Penicillinen resistent. Hier kommen dann die sogenannten penicillinasefesten Penicilline zur Anwendung. Die Aktivität der b-Lactamase kann durch bestimmte Substanzen wie durch Clavulansäure oder Sulbactam weitgehend gehemmt werden. Kombinationspräparate von b-Lactamase-empfindlichen Penicillinen (z.B. Amoxicillin, Ticarcillin) mit solchen b-Lactamase-Hemmern haben sich inzwischen in der Praxis bewährt.

β-Lactam-Antibiotika

• Die β-Lactam-Antibiotika (z.B. Penicillin, Cephalosporine) verhindern die Bildung einer funktionstüchtigen Zellwand dadurch, dass sie die Quervernetzung der einzelnen Peptidoglykanstränge beeinträchtigen. Die Quervernetzung erfolgt enzymatisch durch Transpeptidasen und Carboxypeptidasen. Diese binden die β-Lactam-Antibiotika aufgrund sterischer Ähnlichkeit mit ihrem eigentlichen Substrat, dem D-Alanyl-D-Alanin-Ende der Peptidseitenkette des nascierenden, noch nicht quervernetzte Peptidoglykans.
• Das Fehlen einer intakten Zellwand führt zu einer osmotischen Schädigung der Zelle. Aus diesem Zusammenhang ergibt sich, dass β-Lactam-Antibiotika nur für wachsende Bakterienzellen eine bakterizide Wirkung besitzen. Ruht die Peptidoglykan-Biosynthese so zeigen sie keinen Einfluss.

Wirkorte

• β-Lactam-Antibiotika (Penicillin, Cephalosporine)

  • verhindern die Mureinbildung; das Enzym, das das Mureingerüst zusammenhält, wird bekämpft

  • die Bakterien platzen, weil das verbleibende Mureingerüst nicht stabil genug ist, um dem osmotischen Druck standzuhalten

• Penicillin G und V ist nur gegen grampositive Bakterien wirksam (= Schmalspektrumantibiotika)

  • Penicillin G = parenteral verfügbar / i.m / i.v. / subkutan /...

  • Penicillin V = säurestabil -> perorale Anwendung

• Zur Bekämpfung von gram-negativen Bakterien müssen Breitspektrumantibiotika angewendet werden.

• Weil die Wirkung durch die äußere Membran der Mureinschicht herabgesetzt wird, muss die Dosierung erhöht werden.

Penicillinresistenz

Bemerkungen

• Die Resistenz der Bakterien gegenüber Penicillin wird durch Enzyme verursacht. Die Penicillinasen können Penicillin spalten und es dadurch für die Bakterien unschädlich machen.

• Die Penicillinasen dienen als Gruppenschutz für alle grampositiven Bakterien. Durch Ausschüttung der β-Lactamase werden auch andere grampositive Bakterien geschützt, die sich in der Nähe aufhalten und selbst keine β-Lactamase produzieren können.

• Zur Bekämpfung der resistenten Bakterien müssen Penicilline verwendet werden, die gegenüber der Penicillinase stabil sind. Substanzen, die ähnlich gebaut sind wie die Penicilline aber keine antibiotische Wirkung besitzen, besitzen eine hohe Affinität gegenüber den Penicillinasen und machen sie unwirksam. Anschließend kann das Penicillin wirken.

• Zu diesen penicillinähnlichen Substanzen gehören: 

  • Clavulansäure

    • β-Lactamähnliche Struktur

  • Sulbactam