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
- 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 grampositive Keime (Ausnahme:
Enterokokken). Die β-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
(β-Lactamase)
produzieren können, sind gegen beide Gruppen von Penicillinen resistent.
Hier kommen dann die sogenannten penicillinasefesten Penicilline zur
Anwendung. Die Aktivität der β-Lactamase kann
durch bestimmte Substanzen wie durch Clavulansäure oder Sulbactam
weitgehend gehemmt werden. Kombinationspräparate von β-Lactamase-empfindlichen
Penicillinen (z.B. Amoxicillin, Ticarcillin) mit solchen β-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
(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)
Zur Bekämpfung von gramnegativen 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:
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