Antibiotika: Wirkmechanismen, Resistenz und Desinfektion

Antibiotika: Wirkmechanismen und Resistenzen

Wirkmechanismen der Antibiotika

Die ATB-Gruppe umfasst Substanzen mit unterschiedlichen Wirkmechanismen gegen bakterielle Erreger:

• Betalactame (Penicilline, Cephalosporine): Sie hemmen die Zellwandsynthese, indem sie die Polymerisation von Peptidoglycan blockieren. Bakterizid wirkend, zum Teil giftig. Wichtige Vertreter sind Benzylpenicillin und Ampicillin.
• Glykopeptide (Vancomycin, Teicoplanin): Sie beeinflussen die Synthese des Peptidoglycans und die Transglykosylierung. Bakterizid, Resistenz vor allem durch Plasmid-Typ-Übertragung.
• Aminoglykoside (Streptomycin, Amikacin): Sie hemmen die Proteinsynthese durch Bindung an die 30S-Untereinheit. Breites Spektrum, bakterizid, schlecht resorbiert.
• Tetracycline (Doxycyclin): Reversible Bindung an die 30S-Untereinheit der ribosomalen RNA, bakteriostatisch, wirksam gegen anaerobe Bakterien und Spirochäten.
• Oxazolidinone (Linezolid): Sie hemmen die Initiation der Proteinsynthese, mit geringer Toxizität und Wirkung vor allem auf grampositive Bakterien.
• Makrolide (Erythromycin, Clarithromycin): Sie binden an die 23S-rRNA der 50S-Untereinheit und blockieren die Translokation. Bakteriostatisch, auch oral einsetzbar.
• Streptogramine (Quinupristin/Dalfopristin): Synergistische Hemmung der Proteinsynthese, begrenztes Spektrum.
• Lincosamide (Lincomycin, Clindamycin): Bindung an die 50S-Untereinheit, wirksam gegen strikte Anaerobier, gute Knochengängigkeit.
• Chinolone (Ciprofloxacin, Levofloxacin): Hemmung der DNA-Gyrase, die für die Superspiralisierung der DNA verantwortlich ist. Breites Spektrum, bakterizid.
• Metronidazol: Schädigt die bakterielle DNA oder bildet zytotoxische Metaboliten. Wirkt gegen strikte und fakultative Anaerobier.
• Rifamycine (Rifampicin): Hemmung der RNA-Polymerase und damit der Transkription. Bakterizid, hohe Mutationshäufigkeit.
• Cotrimoxazol (Sulfamethoxazol + Trimethoprim): Hemmung der Folsäuresynthese im intermediären Stoffwechsel, bakterizid.

Antivirale Wirkstoffe

Antivirale Mittel greifen unter anderem wie folgt ein:

• Hemmung der viralen DNA-Polymerase und der Virusreplikation (z. B. Aciclovir, Ganciclovir, Foscarnet, Ribavirin) gegen Herpesviren
• Reverse-Transkriptase-Hemmer gegen HIV (z. B. Azidothymidin)
• Ionenkanal-Blocker (Amantadin) gegen Influenza A
• Protease-Hemmer gegen HIV (Indinavir, Ritonavir, Saquinavir)
• Neuraminidase-Hemmer gegen Influenzaviren (Oseltamivir)

Antiprotozoika und Antimykotika

Antiprotozoika hemmen die Synthese von Nukleinsäuren, um Parasiten zu beseitigen.

Antimykotika wirken auf die Membran des Pilzes oder deren Synthese ein. Dazu gehören:

• Polyene (Amphotericin B, Nystatin)
• Azole (Imidazole und Triazole)
• Flucytosin (nukleosidische Analoga)
• Echinocandine

Sie werden eingesetzt bei Candidiasis der Haut, des Darms oder der Gebärmutter sowie bei Infektionen der Hornhaut.

Wirkmechanismus der Antibiotika im Überblick

Angriffspunkte in der Bakterienzelle

• Zellwand: Hemmung der Peptidoglycan-Synthese oder der Transportenzyme; Bildung von Poren.
• Zellmembran: Schädigung der Membran und Verlust ihrer Integrität.
• Zytoplasma: Störung der Proteinsynthese und der Funktion des bakteriellen Chromosoms durch Hemmung der Transkription.

Resistenzmechanismen

Bakterien entwickeln Resistenzen durch:

• Veränderung des Angriffsziels der Antibiotika
• Inaktivierung der Antibiotika durch Enzyme
• Veränderte Porine, die den Eintritt des Wirkstoffs verhindern
• Pumpsysteme, die den Wirkstoff aus der Zelle transportieren

Sterilisation und Desinfektion

Sterilisation

Die Sterilisation bezeichnet die vollständige Beseitigung aller Mikroorganismen, einschließlich resistenter Formen wie Sporen, unbehüllter Viren und Pilze.

Physikalische Verfahren

• Trockene Hitze
• Feuchte Hitze
• Filtration
• Ionisierende Strahlung (Röntgen-, Gamma- und UV-Strahlung)

Chemische und gasförmige Verfahren

• Ethylenoxid (ETO)
• Wasserstoffperoxid (H₂O₂), auch als Plasma
• Peressigsäure: ungiftiges Oxidationsmittel mit hervorragender Wirkung (Essigsäure und Sauerstoff)
• Glutaraldehyd

Ein häufig untersuchter Modellorganismus ist Escherichia coli.