Wirkmechanismen von Antibiotika

Wie das Ziel den Charakter des Effekts bestimmt

Der Zusammenhang zwischen dem Angriffspunkt eines Arzneimittels und seinem klinischen Endeffekt ist ein Grundkonzept der Pharmakologie. Die Art der Beeinflussung der Mikroflora hängt streng davon ab, welche konkrete Struktur das Präparat schädigt.

Man unterscheidet zwei Hauptwirkungsarten:

• Bakterizider Effekt. Das Medikament verursacht irreversible Schäden und den vollständigen Tod der Zelle. Dies geschieht, wenn Strukturen als Ziel dienen, die für das Überleben kritisch sind: die Zellwand, die zytoplasmatische Membran (Störung ihrer Permeabilität) oder die Prozesse der RNA-Synthese.
• Bakteriostatischer Effekt. Das Wachstum und die Vermehrung des Erregers werden gestoppt, aber die Zelle selbst bleibt am Leben. Ein solcher Effekt ist typisch für Präparate, die die intrazelluläre Proteinsynthese auf der Ebene der Ribosomen stören.

Das Verständnis dieser Korrelation ermöglicht es, das Ergebnis der Anwendung von Antimikrobika fundiert vorherzusagen.

Störung der Zellwand- und Membransynthese

Ein beträchtlicher Teil der Antimikrobika zielt auf die Zerstörung der äußeren Hüllen des Mikroorganismus ab. Die Blockierung der Bildung dieser Strukturen führt stets zu einem bakteriziden Effekt.

1. Einwirkung auf die Zellwand Diese Präparate wirken auf die äußere Hülle des Bakteriums ein, indem sie die Bildung eines dichten Gerüsts verhindern oder dessen Integrität stören. Infolgedessen verliert die Zelle ihren Schutz und wird zerstört. Zu dieser Gruppe gehören:

• Betalaktam-Antibiotika (die Haupt- und umfangreichste Klasse);
• Glykopeptid-Antibiotika;
• Verschiedene Präparate anderer Gruppen: Cycloserin, Bacitracin, Fosfomycin.

2. Destabilisierung der zytoplasmatischen Membran Diese Arzneimittelgruppe destabilisiert die Membran, indem sie deren Permeabilität kritisch verändert. Lebenswichtige Komponenten verlassen die Zelle, was zu deren Tod führt. Zu den membranauslösenden Mitteln gehören:

• Polymyxine;
• Polyen-Antibiotika (Präparate mit ausgeprägter antimykotischer Aktivität);
• Aminoglykoside (eine einzigartige Gruppe mit Doppelmechanismus: Neben dem Einfluss auf die Proteinsynthese stören sie die Membranpermeabilität).

Blockade des Stoffwechsels und der Proteinsynthese

Für eine aktive Vermehrung müssen Bakterien ständig neue Proteinmoleküle und Nukleotide synthetisieren. Ein Eingreifen in die intrazellulären Prozesse entzieht ihnen diese Möglichkeit.

Störung des Stoffwechsels (Folsäuresynthese) Die Präparate blockieren aufeinanderfolgende Schritte der Umwandlung von para-Aminobenzoesäure (PABA) in aktive Formen der Folsäure, die für die Nukleotidsynthese absolut notwendig sind. Der Prozess wird auf zwei Stufen gehemmt:

1. Erste Stufe: Umwandlung von PABA in Dihydrofolsäure (DHF). Hier wirken Sulfonamide als Inhibitoren der Dihydropteroat-Synthase.
2. Zweite Stufe: Umwandlung von DHF in Tetrahydrofolsäure (THF) unter Beteiligung des Enzyms DHF-Reduktase. Diesen Schritt blockiert Trimethoprim.

Störung der Proteinsynthese auf Ribosomenebene Die Präparate binden an spezifische Untereinheiten des bakteriellen Ribosoms und blockieren physisch die mRNA-Translation. Der Wirkungscharakter ist in den allermeisten Fällen bakteriostatisch. Zu den typischen Inhibitoren der Proteinsynthese gehören Makrolide, Tetracycline, Linkosamide und Chloramphenicol. Eine Ausnahme von der Regel bilden Aminoglykoside, die trotz ihrer Wirkung auf die Ribosomen einen ausgeprägten bakteriziden Effekt entfalten.

Einwirkung auf den genetischen Apparat

Eine eigene Kategorie von Arzneimitteln wirkt direkt auf den genetischen Apparat der Bakterienzelle ein und blockiert die Prozesse des Kopierens und Ablesens genetischer Informationen (Nukleinsäuren).

Der Eingriff in die Arbeit dieses komplexen Mechanismus führt zum schnellen Tod des Mikroorganismus, weshalb solche Präparate einen bakteriziden Wirkungs(typus) aufweisen. Ein klassisches Beispiel für die Störung der RNA-Synthese ist das Präparat Rifampicin.

Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen

Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt

• Besonderheiten des Zellwandbaus grampositiver und gramnegativer Bakterien
• Mechanismus der mRNA-Translation an den Untereinheiten bakterieller Ribosomen
• Unterschiede zwischen bakteriziden und bakteriostatischen Effekten in der klinischen Praxis
• Die Rolle der Folsäure bei der Synthese bakterieller Nukleotide
• Mechanismen der bakteriellen Resistenz gegen Betalaktam-Antibiotika

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Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.