BAKTERIOSTATISCH: EIGENSCHAFTEN, WIRKMECHANISMEN UND BEISPIELE - MEDIZIN - 2025

Bakteriostatische Medikamente sind Antibiotika, die die Fortpflanzung und das Wachstum von Bakterien reversibel stoppen. Sie werden gegen Infektionen durch empfindliche Mikroorganismen und bei Patienten mit einem kompetenten Immunsystem eingesetzt.

Pasteur und Joubert erkannten als erste die potenzielle therapeutische Wirkung einiger mikrobieller Produkte. 1877 veröffentlichten sie ihre Beobachtungen, in denen sie zeigten, wie häufig vorkommende Mikroorganismen das Wachstum des Anthrax-Bazillus im Urin stoppen können.

Wie ein bakteriostatisches und ein bakterizides Antibiotikum in Bezug auf eine Bakterienpopulation im Laufe der Zeit wirkt (Quelle: Kuon.Haku über Wikimedia Commons) Die moderne Ära der antibakteriellen Chemotherapie begann 1936 mit der Einführung von Sulfonamid in die medizinische Praxis. 1941 wurden ausreichende Mengen Penicillin für die klinische Anwendung verfügbar, was die Behandlung von Infektionskrankheiten revolutionierte.

Streptomycin, Chloramphenicol und Chlortetracyclin wurden am Ende des Zweiten Weltkriegs identifiziert. Seit dieser Zeit wurden Hunderte von antimikrobiellen Arzneimitteln entwickelt, die zur Behandlung verschiedener Infektionskrankheiten zur Verfügung stehen.

Derzeit sind Antibiotika eines der am häufigsten verwendeten Medikamente in der medizinischen Behandlung. Mehr als 30% der Krankenhauspatienten erhalten Antibiotika. Sie sind jedoch eines der am häufigsten missbrauchten Medikamente von Ärzten und Patienten. Unnötige und schlecht verwaltete Therapien mit diesen Medikamenten waren die Ursache für die Entwicklung einer bakteriellen Resistenz gegen viele Antibiotika.

Antimikrobielle Mittel werden gemäß ihrem allgemeinen Wirkmechanismus als bakterizid (solche, die Bakterien abtöten) und bakteriostatisch (solche, die ihr Wachstum und ihre Fortpflanzung hemmen) klassifiziert. Obwohl diese Unterscheidung bei In-vitro-Tests klar ist, ist diese Unterscheidung bei Verwendung in der Therapie nicht so definiert.

Eigenschaften

Wie oben erläutert, können antimikrobielle Arzneimittel in solche eingeteilt werden, die empfindliche Bakterien abtöten können, die als bakterizid bezeichnet werden, und solche, die ihr Wachstum und ihre Entwicklung reversibel hemmen, sogenannte Bakteriostaten.

Derzeit wird diese Differenzierung aus klinischer Sicht als etwas diffus angesehen. Aus diesem Grund wird gesagt, dass ein gegebenes Antibiotikum bevorzugt als Bakteriostatikum oder Bakterizid wirkt.

Daher kann dasselbe Antibiotikum eine doppelte Wirkung haben (bakteriostatisch oder bakterizid), abhängig von bestimmten Bedingungen, wie der Konzentration, die es in dem Bereich erreichen kann, in dem seine Wirkung benötigt wird, und der Affinität, die es für den beteiligten Mikroorganismus hat.

Im Allgemeinen sind Bakteriostaten mit Ausnahme von Aminoglykosiden Antibiotika, die die Proteinsynthese empfindlicher Bakterien stören. Wenn das körpereigene Immunsystem ein kompetentes System ist, reicht es aus, das Wachstum und die Vermehrung eines Bakteriums zu hemmen, damit es es eliminieren kann.

Andererseits können Bakterizide unterschiedliche Wirkmechanismen haben: Sie können die Synthese der bakteriellen Zellwand stören, die zytoplasmatische Membran verändern oder einige Prozesse stören, die mit der Synthese und dem Metabolismus von bakterieller DNA zusammenhängen.

Wirkmechanismus

Zur Klassifizierung antimikrobieller Arzneimittel wurden verschiedene Schemata verwendet, darunter die Gruppierung dieser Arzneimittel nach gemeinsamen Wirkmechanismen. So werden Antibiotika nach ihrem Wirkmechanismus in folgende Kategorien eingeteilt:

- Antibiotika, die die Synthese der Bakterienwand hemmen: Penicilline und Cephalosporine, Cycloserin, Vancomycin und Bacitracin.

- Antibiotika, die die Permeabilität der Membran von Mikroorganismen verändern und den Austritt intrazellulärer Verbindungen ermöglichen: Dazu gehören Detergenzien wie Polymyxin und Polyen.

- Wirkstoffe, die die Funktion der ribosomalen 30S- und 50S-Untereinheiten beeinflussen und eine reversible Hemmung der Proteinsynthese bewirken: Dies sind bakteriostatische Wirkstoffe. Beispiele sind Chloramphenicol, Tetracycline, Erythromycin, Clindamycin und Pristanamycin.

- Wirkstoffe, die an die 30S-Untereinheit binden und die Proteinsynthese verändern und schließlich den Tod der Bakterien verursachen: Dazu gehören Aminoglykoside.

- Antibiotika, die den Nukleinsäurestoffwechsel beeinflussen, hemmen die RNA-Polymerase: Rifamycin ist ein Beispiel.

- Antimetaboliten, die die Enzyme des Folatstoffwechsels hemmen: Beispiele hierfür sind Trimethoprin und Sulfonamide.

Wirkmechanismus bei Bakteriostaten

Der Wirkungsmechanismus von Bakteriostatika hat mit der Veränderung der Proteinsynthese der Zielbakterien zu tun. Dies wird durch verschiedene Mechanismen erreicht:

Hemmung der Aktivierungsphase

- Inhibitoren des Isoleucyl-tRNA-Synthetase-Enzyms.

Hemmung der Initiierung der Proteinsynthese

- Verhindern Sie die Bildung des 70S-Initiationskomplexes oder binden Sie an die 50S-Untereinheit.

- Hemmung der Bindung von Aminoacyl-tRNA an das Ribosom.

Hemmung der Dehnung durch verschiedene Mechanismen

- Störung des Transpeptidierungsprozesses.

- Interferenz mit Peptidyltransferase in der 23S-rRNA der 50S-Untereinheit des Ribosoms.

- Hemmung der Translokation des Elongationsfaktors G.

Ein separater Fall betrifft den Wirkungsmechanismus von Aminoglycosiden, da sie auf die ribosomale 30S-Untereinheit einwirken und somit die Proteinsynthese stören und daher bakteriostatisch sind. Sie üben jedoch eine Wirkung auf die Membran einiger Bakterien aus, die eine hauptsächlich bakterizide Wirkung hervorruft.

Beispiele für jeden Wirkmechanismus und empfindliche Mikroorganismen

Inhibitoren der Aktivierungsphase

Mucopyrocin ist ein bakteriostatisches Antibiotikum, das das Enzym Isoleucyl-tRNA-Synthetase kompetitiv hemmen kann, wodurch der Einbau von Isoleucin gehemmt und die Synthese gestoppt wird.

Dieses Antibiotikum wird von einigen Pseudomonas-Arten synthetisiert und von dort extrahiert. Es wirkt besonders stark gegen grampositive Bakterien. Es wird hauptsächlich zur topischen Behandlung von Hautinfektionen oder zur Beseitigung des gesunden Trägerzustands von Staphylococcus aureus eingesetzt.

Hemmung der Initiierung der Proteinsynthese

Bei Bakterien beginnt die Synthese mit dem Einbau von Methionin als Formylmethionin, das an eine tRNA (Transfer-RNA) gebunden ist. Die ribosomalen 30S- und 50S-Untereinheiten sind am Initiationskomplex mit zwei wichtigen Loci beteiligt: ​​Locus A und Locus P.

Die Gruppe der Oxazolidinone und Aminoglycoside zeigt diesen Wirkungsmechanismus. Die Gruppe der Oxazolidinone ist eine Gruppe synthetischer Antibiotika, die kürzlich in die klinische Praxis eingeführt wurden und keine Kreuzresistenz mit anderen bakteriostatischen Antibiotika aufweisen.

Linezolid ist der Vertreter von Oxazolidinonen und wirkt gegen grampositive Bakterien, einschließlich der Stämme Staphylococcus aureus und Streptococcus spp. multiresistent und haben keine Aktivität gegen Gramm-Negative.

Aminoglycoside sind natürlichen Ursprungs und werden von Actinomyceten im Boden oder aus ihren halbsynthetischen Derivaten synthetisiert. Sie sind gegen eine Vielzahl von Bakterienarten wirksam, insbesondere gegen aerobe Grammnegative.

Abhängig von den Bakterien und ihrem Standort können sie eine bakteriostatische oder bakterizide Wirkung zeigen.

Hemmung der Bindung von Aminoacyl-tRNA an das Ribosom

Die Tetracycline und ihre Derivate, die Glycylcycline, sind Vertreter dieser Gruppe. Sie blockieren oder hemmen Locus A. Tetracycline können natürlich vorkommen (Streptomyces) oder halbsynthetisch sein; Dazu gehören Doxycyclin, Minocyclin und Oxytetracyclin.

Chemische Struktur des Antibiotikums Doxycyclin (Quelle: Vaccinationist via Wikimedia Commons) Tetracycline sind Breitbandantibiotika gegen viele Bakterien, sowohl grampositiv als auch gramnegativ. Sie sind sehr aktiv gegen Rickettsien, gegen Chlamydien, Mykoplasmen und Spirochäten.

Tigecyclin ist ein von Minocyclin abgeleitetes Glycylcyclin mit dem gleichen Wirkmechanismus, jedoch mit fünfmal höherer Affinität als Minocyclin, das auch die cytoplasmatische Membran beeinflusst. Sie sind sehr aktiv gegen Enterokokken und gegen viele Bakterien, die gegen andere Antibiotika resistent sind.

Dehnungsinhibitoren

Chloramphenicol und Lincosamide sind Beispiele dieser Gruppe, die auf den P-Ort wirken. Fusinsäure ist ein Beispiel für den Mechanismus zur Hemmung der Translokation des Elongationsfaktors G. Makrolide und Ketolide binden an Peptidyltransferase an der 23S-rRNA der 50S-Untereinheit des Ribosoms.

Chloramphenicol und seine Derivate wie Thiamphenicol sind bakteriostatische Breitbandantibiotika gegen grampositive und negative sowie gegen Anaerobika. Sie sind sehr aktiv gegen Salmonellen und Shigellen sowie gegen Bacteroides mit Ausnahme von B. fragilis.

Das Haupt-Lincosamid ist Clindamycin, das bakteriostatisch ist. In Abhängigkeit von der Dosis, seiner Konzentration im Ziel und der Art des Mikroorganismus kann es jedoch eine bakterizide Wirkung zeigen.

Clindamycin ist gegen grampositive Mittel wirksam, mit Ausnahme von Enterokokken, es ist für B. fragilis der Wahl und gegen einige Protozoen wie Plasmodium und Toxoplasma gondii wirksam.

Makrolide

Diese Arzneimittel umfassen Erythromycin, Clarithromycin und Roxithromycin (als Makrolide mit 14 Kohlenstoffatomen) und Azithromycin (als Gruppe mit 15 Kohlenstoffatomen). Spiramycin, Josamycin und Midecamycin sind Beispiele für Makrolide mit 16 Kohlenstoffatomen.

Telithromycin ist ein von Erythromycin abgeleitetes Ketolid. Sowohl Makrolide als auch Ketolide wirken unter anderem gegen grampositive Bakterien, Bordetella pertussis, Haemophilus ducreyi, Neisseria ssp, Helicobacter pylori (Clarithromycin ist wirksamer) und Treponemas.

Verweise

1. Calvo, J. & Martínez-Martínez, L. (2009). Wirkmechanismen antimikrobieller Mittel. Infektionskrankheiten und klinische Mikrobiologie, 27 (1), 44-52.
2. Goodman und Gilman, A. (2001). Die pharmakologische Basis von Therapeutika. Zehnte Ausgabe. McGraw-Hill
3. Meyers, FH, Jawetz, E., Goldfien, A. & Schaubert, LV (1978). Überprüfung der medizinischen Pharmakologie. Lange Medical Publications.
4. Ocampo, PS, Lázár, V., Papp, B., Arnoldini, M., Zur Wiesch, PA, Busa-Fekete, R.,… & Bonhoeffer, S. (2014). Antagonismus zwischen bakteriostatischen und bakteriziden Antibiotika ist weit verbreitet. Antimikrobielle Mittel und Chemotherapie, 58 (8), 4573-4582.
5. Rodríguez-Julbe, MC, Ramírez-Ronda, CH, Arroyo, E., Maldonado, G., Saavedra, S., Meléndez, B., … & Figueroa, J. (2004). Antibiotika bei älteren Erwachsenen. Zeitschrift für Gesundheitswissenschaften in Puerto Rico, 23 (1).