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Antibiotika: Eine Übersicht

Antibiotika sind Medikamente, mit denen bakterielle Infektionen behandelt werden.
Jeden Tag kommen wir mit tausenden von Bakterienzellen in Berührung. Wir sind mit vielen verschiedenen Bakterienarten besiedelt, die auf uns und in uns leben; an jeder Stelle deines Körpers, von den feinen Furchen der Fingerspitzen bis zu den Winkeln und Ritzen in deinem Darm. Zählt man all diese Bakterien zusammen, dann findet man 10 mal mehr Bakterienzellen als menschliche Zellen, sie sind uns zahlenmäßig überlegen!. Um gesund zu bleiben, brauchen wir ein gesundes Ökosystem aus guten Bakterien (nicht alle sind schlecht!). Gleichzeitig müssen wir die schädlichen, "pathogenen" Bakterien loswerden, die eine Infektion auslösen könnten.
Der Begriff pathogene Bakterien ist nicht eindeutig. Einige Bakterien lösen in dir auf jeden Fall eine Krankeit aus, andere erst, wenn sie von ihrem eigentlichen Wohnort (z.Bsp. dem Darm) an eine andere Stelle gelangen (z.Bsp. die Blase). Das passiert häufig bei einer Harnwegsentzündung (HWI). Das körpereigene Immunsystem reagiert auf eine Infektion, indem es versucht, die eingedrungenen Bakterien zu bekämpfen und zu zerstören!

Was sind Antibiotika?

Wir helfen dem Immunsystem manchmal mit Antibiotika, bestimmten Chemischen Stoffen (genauer gesagt ein Schwarm aus Molekülen), die sich auf oder in der Bakterienzelle an bestimmte Bestandteile (wie an militärische Ziele) heften und dadurch die Fähigkeit zu Überleben und zur Zellteilung beeinträchtigen. Wenn die Bakterien sensibel sind, hören sie auf, sich zu teilen, oder sterben ganz einfach.
Zu diesen wichtigen Teilen gehören:
  • Eiweiße/Zucker in der Bakterienwand
  • Wichtige Enzyme, die neue bakterielle DNA oder Eiweiße herstellen
Wenn sich ein Antibiotikum Molekül an sein Ziel heftet, macht es das Ziel (z.Bsp. Eiweiß oder Enzym) arbeitsunfähig oder zerstört es. Ist genug Antibiotikum vorhanden, wird die Bakterienzelle gelähmt und hört entweder auf zu wachsen (bakterio-statischer Effekt), oder stirbt (bakeri-zider Effekt).
Damit das ganz klar ist! Antibiotika wirken NICHT gegen VIREN, PILZE, oder PARASITEN - sie binden hauptsächlich an Bestandteile von Bakterien, daher wirken sie auch nur auf Bakterien. Tatsächlich binden sie spezifischer an Bakterienzellen, als an menschliche Zellen.

Wie wurden die Antibiotika entdeckt?

Bereits 1928 (kurz vor der großen Wirtschaftskrise) entdeckte Alexander Fleming das Antibiotikum Penicillin, als er in seinem Labor beobachtete, dass Bakterien in einem Areal um einen Pilz herum nicht wachsen konnten. Dieser Pilz gelangte zufällig in Petrischalen seiner Experimente. Fleming erkannte, dass der Pilz ein kleines Molekül bildete und es in das Gel der Petrischale abgab. Dieses Zeug nannte Fleming "Schimmelsaft (mold juice)" und er erkannte, dass er die Bakterien abtötete! Die nächste Überraschung für Herrn Fleming bot sich später, als er entdeckte, dass es sich um denselben blaugrünen Pilz handelte, der auch auf altem Brot wächst. Die Entdeckung brachte ihm 1945 den Nobelpreis ein und schenkte der Menschheit ein Antibiotikum, das zahllose Leben rettete.
In seiner Dankesrede anlässlich der Nobelpreisverleihung warnte Fleming die Welt bereits vor falscher Verwendung der Antibiotika. In seinem Labor hatte er bereits Bakterien beobachtet, die gegen Penicillin resistent wurden, nur wenige Jahre nach dessen Entdeckung! Nach Jahrzehnten mißbräuchlicher Verwendung von Antibiotika sind wir nun mit Bakterien konfrontiert, die gegen die meisten, oder gar alle Antibiotika resistent sind.

Wir wirken Antibiotika?

Lasst uns zwei Beispiele für Antibiotika betrachten: Penicillin und Azithromycin.
Penicillin
Penicillin ist ein tolles Antibiotikum, da es in Konzentrationen, bei denen Bakterien schon getötet werden, für Menschen nicht toxisch ist. Außerdem kann es viele verschiedene Bakterienarten töten.
Wie funktioniert es nun? Penicillin schwächt die Bakterienwand durch:
  • Deaktivieren eines bakteriellen Enzyms (Transpeptidase), die die Bakterienwand aufbaut und repariert.
  • Aktivieren eines bakteriellen Enzyms (Autolysin), das Teile der Bakterienwand aufschneidet und normal nur bei der Teilung von Bakterien aktiv wird.
Penicillin bringt das Bakterium also dazu, seine eigene Hülle zu schwächen (stellt euch vor, ihr solltet euch selbst aufschneiden!) und hindert sie daran, sich zu reparieren. Mit einer löchrigen Wand dringt Wasser ein, die Bakterien schwellen an und platzen.
Azithromycin
Azithromycin zählt zu den Breitspektrum-Antibiotika und wird zur Behandlung einer Vielzahl von Infektionen, von Pneumonie bis hin zu sexuell übertragbaren Erkrankungen, verwendet.
Wie wirkt es?
Azithromycin hindert die Bakterien an der Vermehrung durch:
  • Verhindern der Proteinbildung in Bakterien durch Blockade der Ribosomen.
Azithromycin verhindert also die Teilung von Bakterien, wodurch das Immunsystem viel leichteres Spiel mit der Infektion hat, da es weniger Bakterien bekämpfen muss.

Erforschung und Entwicklung von Antibiotika

Eine Reihe von Antibiotika wurden im Lauf der Jahre in der Natur entdeckt, oder im Labor synthetisiert. Einige davon behandeln gezielt nur wenige Bakterien und werden "Schmalspektrum-Antibiotika" genannt. Andere können viele Bakterienarten treffen und werden daher "Breitspektrum-Antibiotika" genannt.
Gänzlich neue Arten von Antibiotika zu entwickeln (und nicht nur Varianten bereits existierender Antibiotika) ist sehr schwierig. Chemikalien zu finden, die Bakterien töten, ist einfach. Substanzen, die gleichzeitig als Medikament verwendet werden können, ist ungleich schwieriger, auch wenn man Forschern unbegrenzte Mittel dafür zur Verfügung stellte! Eine der neueren Entdeckungen datiert auf das Jahr 1987 (Silver, L., 2011)! Obgleich ein paar neue Antibiotika in Entwicklung sind, wissen Forscher noch nicht, ob sie jemals als Medikament nutzbar werden.
Es ist ein großes Problem, dass keine neuen Antibiotika gefunden werden. Wenn ein Bakterium gegen ein bestimmtes Medikament einer Antibiotikagruppe resistent wird, ist es auch für andere Antibiotika dieser Klasse unempfindlicher. Entwickelt ein Bakterium zum Beispiel eine Resistenz gegen Ampicillin, ist es zum gewissen Grad auch resistenter gegen andere penicillinartige Antibiotika.

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