Was versteht man unter Antibiotikaresistenz?
Ich möchte mit euch gern über das Thema Antibiotikaresistenzen sprechen, da es ich mich schon lange beschäftigt und mir sehr am Herzen liegt. In den letzten Jahren haben Resistenzen immens zugenommen und gefühlt, wird es einfach so hingenommen, denn es ändert sich nichts.
„Rund 1,3 Millionen Todesfälle pro Jahr sind laut aktuellen Schätzungen des Instituts für Health Metrics und Evaluation weltweit direkt auf antimikrobielle Resistenz zurückzuführen, in Deutschland sind es bis zu 9.700 Todesfälle. „Antibiotikaresistenzen sind eine schleichende Pandemie„, betont Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Lothar H. Wieler, Präsident des Robert Koch-Instituts“…
Mehr dazu findet ihr unter
https://www.rki.de/DE/Content/Service/Presse/Pressemitteilungen/2022/06_2022.html
Aus meinem Umfeld weiß ich, dass man zwar hier und da etwas in den Medien aufschnappt, aber so richtig gar nicht darüber Bescheid weiß.
Woher auch?
Wenn man keinen medizinisch diagnostischen Beruf erlernt hat, dann kommt man mit dieser Thematik ja nicht in Berührung. Und die mediale Berichterstattung ist in dieser Hinsicht tatsächlich eher dürftig. Ich kann hier natürlich auch keinen kompletten Mikrobiologiekurs abhalten, aber versuchen in Ansätzen leicht und verständlich zu erklären, wie Resistenzen entstehen und ob wir noch eine Chance haben die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen zu verhindern.
Folgende Fragestellungen werden wir im Zusammenhang mit Resistenzen klären
- Was versteht man eigentlich unter Antibiotikaresistenz?
- bakteriologische Grundlagen
- Welche Antibiotika gibt es?
- Was ist der Unterschied zwischen intrinsischen und erworbenen Resistenzen?
- Welche Resistenzmechanismen gibt es?
- Welche Bakterien sind problematisch?
- Warum sind Antibiotikaresistenzen so gefährlich?
- Welche Verfahren zur Resistenzbestimmung gibt es im Labor?
- Was sind die Ursachen für die Zunahme an Resistenzen in den letzten zwei Jahrzehnten?
- Können wir noch verhindern, dass sich Antibiotikaresistenzen weiter ausbreiten?
Im ersten Part beschäftigen wir uns damit, was Antibiotikaresistenz eigentlich bedeutet und den Grundlagen der Bakteriologie.
1. Was versteht man eigentlich unter Antibiotikaresistenz?
Infektionskrankheiten werden durch die unterschiedlichsten Mikroorganismen verursacht. Dazu gehören z. B. Bakterien und Pilze. Viren gehören streng genommen nicht zu den Mikroorganismen, da sie keinen eigenständigen Stoffwechsel haben. Gegen diese Erreger gibt es verschiedene Chemotherapeutika (Medikamente): Virostatika wirken gegen Viren, Antimykotika gegen Pilze und Antibiotika gegen Bakterien. Wie ihr seht, sind Antibiotika keine Allheilmittel und eine Therapie mit Antibiotika nicht bei jeder Infektionskrankheit sinnvoll. Gegen Virusinfektionen wie z.B. Influenza, Corona oder Herpes helfen sie also nicht.
Wird aber eine Infektionskrankheit durch Bakterien verursacht und normalerweise wirksame Antibiotika sind nicht mehr wirksam, so spricht man von einer Antibiotikaresistenz gegen das Bakterium. Das bedeutet, dass man, die durch das Bakterium verursachte Krankheit, dann mit diesen Antibiotika auch nicht mehr heilen kann.
2. bakteriologische Grundlagen
Um zu verstehen, wie solche Resistenzen entstehen, werden wir uns den Aufbau von Bakterien mal etwas genauer anschauen. Sie bestehen im Inneren aus Zytoplasma, Ribosomen und der Bakterien DNA (Kernäquivalent). Manche Bakterien haben noch zusätzliche DNA in Form von Plasmiden, welche beispielsweise auch Informationen über Antibiotikaresistenzen enthalten. Der äußere Bereich besteht aus einer Zytoplasmamembran und bei den meisten Bakterien noch aus einer Zellwand. Anhand der Zellwand wird zwischen sogenannten grampositiven und -negativen Bakterien unterschieden. Die Gramfärbung ist eine Methode, um Bakterien im Mikroskop anhand von Farben (rot und blau) zu differenzieren.
Zellwand
Grampositive Bakterien verfügen über eine vergleichsweise dicke Zellwand, die hauptsächlich aus Peptidoglykan (Murein) aufgebaut ist. Peptidoglykan ist ein Heteropolymer, welches aus den Aminozuckern N-Azetyl-Glucosamin und dessen Milchsäureether, die N-Azetyl-Muraminsäure besteht und durch Peptidketten miteinander verbunden sind. Im Gegensatz dazu besitzen gramnegative Bakterien lediglich eine dünnere Mureinschicht, gefolgt von einer äußeren lipidhaltigen Schicht.
Zytoplasmamembran
Die Zytoplasmamambran besteht aus einer doppelten Lipidschicht, in welcher auch zahlreiche Membranproteinmoleküle eingelagert sind. Außerdem finden sich dort die Penicillin-bindende Proteine, welche für die Zellwandsynthese verantwortlich sind.
Zytoplasma
Zytoplasma besteht zu 80% aus Wasser und weist eine gel/solartige Konsistenz auf. Hier finden wichtige Stoffwechselprozesse statt.
Ribosomen
Ribosomen sind makromolekulare Komplexe in Zellen für die Proteinsynthese.
Bakterien DNA (deoxyribonucleic acid)
Die DNA (Erbsubstanz) liegt als zirkuläre oder lineare doppelsträngige DNA vor und enthält für das jeweilige Bakterium alle charakteristischen und für sein Überleben wichtigen Gene.
All diese Komponenten sind potentielle Angriffspunkte für verschiedene Antibiotika. Diese besprechen wir in Antibiotikaresistenzen Part 2.
Unterscheiden kann man Bakterien übrigens auch nach ihrer Form. Es gibt kugelförmige, stäbchenförmige und schraubenförmige Bakterien.
Mehr Hintergrundwissen zu chemischen Strukturen in der Mikrobiolgie findet ihr hier. Bald gibt es auch einen Expert Kurs in Bakteriologie, der dieses Thema umfassend behandelt.
Quellen
Suerbaum, Sebastian et al. (2020): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie, 9. Auflage Springer (Verlag)
Hof, Herbert; Schlüter, Dirk (2019): Medizinische Mikrobiologie, 7. Auflage, Thieme Verlag KG
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