07a Antibiotika Flashcards
Grundlagen-Chemotherapeutika Antibiotika
1
Q
Definition von Chemotherapeutika
A
= chemische Verbindungen zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten
- Überbegriff von Antibiotika, Antimykotika, Virostatika
- natürlich vorkommend oder synthetisch hergestellt
- für die Anwendung im lebenden Organismus (in vivo)
2
Q
Arten von natürlich vorkommenden Wirkstoffen mit antimikrobieller Wirkung
A
- anorganische Stoffe
- organische, pflanzliche Stoffe
- organische, tierische Stoffe
- endogene Wirkstoffe des Menschen
- antimikrobielle Wirkstoffe von MOs
3
Q
Nenne ein Beispiel für einen anorganischen Stoff mit antimikrobieller Wirkung
A
- z.B. Schwermetallsalze
- anorganische Stoffe im Boden -> hemmen das Wachstum mancher Bakterien
4
Q
Nenne Beispiele für organische, pflanzliche Stoffe mit antimikrobieller Wirkung
A
- z.B. Phytoalexine, Allicin
- Auch ätherische Öle und Extrakte aus vielen Gewürzen (Thymian, Oregano, Kren, Zimt) enthalten antimikrobielle Stoffe unterschiedlicher chemischer Natur
5
Q
Nenne Beispiele für organische, tierische Stoffe mit antimikrobieller Wirkung
A
- Honig ist gut gegen Verderb geschützt: Bienen produzieren antimikrobielle Stoffe (z.B. Apidaecin) -> verhindern die Vergärung der Glukoselösung
- Wunden eines Frosches infizieren sich selbst in verschmutzten Gewässern nicht → die Nackendrüsen scheiden Magainin aus, welches eine sehr breite, antimikrobielle Wirkung hat
6
Q
Nenne Beispiele für endogene Wirkstoffe des Menschen mit antimikrobieller Wirkung
A
- Defensine, Protegrine etc. (sind Oligopeptide) -> menschenproduziert
- antimikrobielle Aktivität auf Haut un Schleimhäuten -> Teil der angeborenen Infektabwehr
- auch körpereigene Erreger im Blut bzw. im Gewebe
7
Q
Welche MOs produzieren antimikrobielle Wirkstoffe und nenne welche!
A
- Schimmelpilze: Penicillin, Cephalosporin, Mykotoxin
- langsam wachsende Bakterien: Streptomycin, Tetracyclin
- aber: im Prinzip produzieren alle Bakterien antibakteriell wirksame Stoffe
→ Wenn die Bakteriendichte zu groß geworden ist, werden chemische Signale gebildet, die das
Wachstum der Nachbaren stoppen (Quorum sensing)
8
Q
Definition von Antibiotika? Produziert von wem? Rolle/Bedeutung?
A
- griech. anti bios = gegen das Leben
- = Wirkstoff mit antibakterieller Wirkung
- Gebildet von vielen Pilzen und Bakterien - hauptsächlich als Sekundärmetabolit produziert
- Um andere Bakterien am Wachstum zu hemmen oder abzutöten
→ Wettstreit um Nährstoffe
→ Wirkstoffe sind essenziell für das Überleben der Produzenten
9
Q
Was bedeutet selektive Toxizität bei Antibiotika?
A
Der Wirkstoff soll möglichst nur den Erreger effektiv schädigen und körpereigene Zellen unbeeinflusst lassen.
10
Q
Warum eignen sich nur wenige natürliche Antibiotika (ca. 1 %) für den Menschen?
A
- nicht ausreichender Bioverfügbarkeit
- schlechte Verträglichkeit
- unerwünschte Nebenwirkungen
11
Q
Was sind halbsynthetische Antibiotika?
A
- natürliche AB werden im Labor strukturell abgeändert
- größere Häufigkeit als natürliche AB
12
Q
Nach welchen Kriterien werden Antibiotika eingeteilt?
A
- chemischer Struktur
- Wirkmeachnismus
- Spektrums der antimikrobiellen Wirksamkeit
13
Q
Nenne chemische Klassen von Antibiotika
A
- Kohlenhydratderivate
- Aminosäure- und Peptid-AB
- Quinone und verwandte AB
14
Q
Welche Eigenschaften haben Kohlenhydratderivate?
A
- sind Aminoglykoside (z.B. Streptamycin, Kanamycin, Gentamyin)
- produziert von Bakterien (Streptomyces spp., Acremonium thrysogenum)
- Inhibieren Proteinbiosynthese
- bestehen aus aktivierten Zuckerbausteinen
15
Q
Welche Eigenschaften haben Aminosäure- und Peptid-AB
A
- Beta-Laktam AB (z.B. Penicilline, Cephalosporine)
- Produziert von Pilzen (P. chrysogenum), Bakterien (Streptomyces spp, Acremonium
chrysogenum) - Inhibieren Biosynthese der bakteriellen Zellwand
- Aufgebaut aus Aminosäuren
16
Q
Welche Eigenschaften haben Quinone und verwandte AB
A
- sind linear kondensierte polyzyklische Verbindungen (z.B. Tetrazyklin)
- Produziert von Bakterien (Streptomyces spp.)
- Inhibieren Proteinbiosynthese
- Aus Acyl-CoA-Molekülen wird das Grundgerüst
der vier Kohlenstoff-Sechsringe gebildet
17
Q
Wie unterscheidet man Antibiotika nach ihrem Wirkspektrum?
A
- Breitbandantibiotika: gegen viele Organismen
- Schmalspektrumantibiotika: gegen wenige Organismen
18
Q
Was bedeutet -zid, -statisch, -lytisch bei der Wirkqualität?
A
- zid: abtötend
- statisch: wachstumshemmend
- lytisch: auflösend
19
Q
Welche Antibiotikagruppen sind typischerweise bakteriostatisch?
A
Tetrazykline, Makrolide, Sulfonamide
20
Q
Welche Antibiotikagruppen sind typischerweise bakterizid?
A
Beta-Laktam, Aminoglykoside, Chinolone, Fosfomycin
21
Q
Was ist Peptidoglycan und wo kommt es vor?
A
- kommt nur bei den Spezies der Bakterien vor
- Polysaccharid, das aus 2 Zuckerderivaten (N-Acetylgucosamin und N-Acetylmuraminsäure) und AS besteht
- werden zu einer sich wiederholenden Struktur verbunden -> Glycantetrapeptid
22
Q
Wie ist die Peptidoglycanschicht aufgebaut?
A
- Aus nebeneinanderliegenden Peptidoglycansträngen.
- Stränge sind durch Quervernetzungen der Aminosäuren verbunden.
- Quervernetzungen sorgen für die Festigkeit der Struktur.
23
Q
Wie wirken Beta-Laktam-Antibiotika auf die Zellwand? Nenne solche ABs!
A
- Hemmen die Biosynthese von Peptidoglycan der bakteriellen Zellwand
- Penicillin
- Cephalosporin
24
Q
Wie wirken Penicillin auf die Zellwand?
A
- ein Beta-Laktam AB
- Blockieren die Katalyse der Transpeptidierung durch Bindung an die Transpeptidase
- Die neu synthetisierte Wand ist nicht mehr quervernetzt
- Die Zellwand verliert dadurch ihre strukturelle Stabilität (da die Transpeptidierungsreaktion zur Quervernetzung der glycanverbundenen Peptidketten führt)
25
Wie wirkt Vancomycin auf die Zellwand?
* Blockiert den Zellwandaufbau durch Verhinderung der Quervernetzung des Murein(Peptidogylcan)-Gerüstes
* Nur wirksam gegen grampositive Bakterien (bei gramnegativen nur wenig Murein vorhanden).
26
Wie wirkt Fosfomycin auf Bakterien?
* Hemmt die Synthese von N-Acetylmuraminsäure.
* Blockiert dadurch die Peptidoglycansynthese im Cytoplasma.
* Keine Zellwandsynthese mehr → Zellwachstum stoppt → Zelltod.
27
Welche antibiotischen Angriffspunkte gibt es in der bakteriellen Zelle?
* Zellwandsynthese
* Proteinsynthese
* DNA-/RNA-Synthese
* Folsäuremetabolismus
* Membranstruktur/-funktion
28
Wie wirken Aminoglykoside auf die bakterielle Proteinsynthese?
* Irreversible Bindung an 30S-Untereinheit des bakteriellen Ribosoms
* Verminderung der Affinität der Bindungsstelle für Aminoacyl-tRNA
* Fehler während der Translation
* Unbrauchbare Proteine
29
Wie wird die selektive Toxizität gegen Prokaryoten mit AB, die als Angriffspunkt die DNA- und RNA-Synthese haben, möglich?
* Mechanismen in Eu- und Prokaryoten sehr ähnlich → Unterschiede in einzelnen Komponenten (Topoisomerase II/Gyrase) → selektive Toxizität gegen Prokaryoten
möglich
* z.B. interferieren Chinolone mit der **DNA-Gyrase**
30
Wie wirken Chinolone?
* Chinolone interferieren mit der DNA-Gyrase
→ Inhibieren Überspiralisierung der DNA → ein Schritt der zum Packen der DNA in der
bakteriellen Zelle erforderlich ist
→ DNA verliert kompakte Struktur und expandiert => Zelle platzt
→ Wirksam gegen gram-positive und gram-negative Bakterien
31
Wie wirken Sulfonamide?
Antwort:
* Angriffspunkt: Folsäuremetabolismus
* Verdrängen p-Aminobenzoesäure (Vorstufe für Dihydrofolsäure)
* Führen zu Mangel an Dihydrofolsäure und Tetrahydrofolsäure
* Mangel an Bausteinen der bakteriellen
DNA (Thymin und Purine) -> Blockieren damit die DNA-Synthese
32
Welche Bausteine fehlen bei Folsäuremangel durch Sulfonamide?
* Thymidin
* Purinbasen → DNA-Synthese gestört
33
Was ist die Gemeinsamkeit der Penicillin-Antibiotika?
* gemeinsame Grundstruktur: **Thiazolidin- und Beta-Lactam-Ring** + variable Seitenkette
34
Welche Mikroorganismen produzieren Penicillin und Cephalosporin natürlich?
Penicillium chrysogenum → Penicillin
Acremonium chrysogenum → Cephalosporin
35
Was ist Penicillin G und wofür wurde es eingesetzt?
* Natürliches Stoffwechselprodukt von Penicillium chrysogenum
* Erstes entdecktes und erstes klinisch wirksames Antibiotikum
* Eingesetzt gegen Streptokokken- und Pneumokokken-Infektionen
* Wirkung gegen grampositive Bakterien
36
Wie wird Penicillin G verabreicht und warum?
* ist beta-Lactamase- und Säure-sensitiv
* muss daher injiziert werden und kann nicht oral verabreicht werden
37
Nenne halbsynthetische Penicilline und deren Eigenschaften! Wie unterscheiden sie sich
* N-Acylgruppen variieren, aber gleicher Kernbereich (beta-Lactam- und Thiazolidring)
* Methicillin: säurestabil
* Oxacillin: säurestabil und beta-Lactamase resistent
* Ampicillin: säurestabil, hat ein erweitertes Aktivitätsspektrum -> wirksam gegen manche gramnegative Bakterien
38
Nenne Beispiele der Antibiotikaklasse Aminoglykoside
* Streptomycin
* Kanamycin
* Gentamycin
39
chemischer Aufbau von Aminoglykosiden
zyklischer Aminoalkohol + Zucker
40
Einsatzbereich von Aminoglykosiden und Nachteile
* im Einsatz gegen gramnegative Bakterien
* heute nur noch in der Tuberkulosetherapie
* erhebliche Nebenwirkungen - Neurotoxizität
* Resistenz unter Bakterien breitet sich rasch aus
41
Grundstruktur von Tetracyclin? Von wem produziert?
* Grundstruktur: komplexes System aus polyzyklischen Hydronaphthacen-Ringen
* produziert von verschiedenen Streptomyces
42
Einsatzbereich von Tetracyclin
* häufig in der Veterinärmedizin eingesetzt
* wirksam gegen grampositive und gramnegative Bakterien
43
Nachteil von Chinolone
* eingeschränkte Verträglichkeit
* enges Wirtsspektrum
44
Einsatzbereich der Fluorchinolone
* standardmäßig zur Behandlung von Harnwegsinfektionen
* Ciprofloxacin: Medikament zur Behandlung von Anthrax
45
Was bedeutet Antibiose?
Einsatz von Antibiotika in der Klinik
