Bakterielles Wachstum, Antibiotika und Resistenz

Question 1

Mikrobielles Wachstum

Answer 1

Zunahme der Anzahl von Zellen und Zellmasse in einer mikrobiellen Population

Question 2

Wachstumsgeschwindigkeit

Answer 2

Änderung der Zellzahl/-masse pro Zeiteinheit => exponentielles Wachstum

Question 3

Generation

Answer 3

Zeit zur Verdopplung einer Zellpopulation

Question 4

Antiinfektiva

Answer 4

1. Virostatika vs Viren
2. Antibiotika vs Bakterien
3. Antimykotika vs Pilze
4. Antiparasitäre Mittel
5. Antihelmintika vs Würmer

Question 5

Unterschied Antibiotika und Chemotherapeutika

Answer 5

Antibiotika sind natürlich und antimikrobielle Chemotherapeutika sind synthetisch

Question 6

Einteilung von Antibiotika nach…

Answer 6

1. Wirkspektrum (Breitband, Schmalspektrum, Reserve)
2. Verabreichungsweg (Einnahme, Injektion, topische Applikation)
3. Wirkung: bakterizid, bakteriostatisch
4. chemische Struktur: versch. Substanzklassen
5. Wirkmechanismen

Question 7

Welche Wirkungen von Antibiotika gibt es?

Answer 7

1. bakteriostatisch: Bakterien Wachstum gehemmt- kein Tod, reversibel
2. bakteriozid: Bakterien tot, irreversibel, wirkt nur bei Anwesenheit, primär: Abtöten ruhender Keime; sekundär: Abtöten wachsender Keime
3. bakteriolytisch: Bakterien werden lysiert und getötet

Question 8

Wirkmechanismen-Ansätze an:

Answer 8

1. Zellmembran
2. Proteinsynthese
3. Antimetabolite
4. Nukleinsäure - Transkription
5. Nukleinsäure - Replikation
6. Zellwand

Question 9

Wirkung an Zellmembran

- + Bsp

Answer 9

• Bsp: Amphotericin B, Nystatin, Miconazol, Clotrimazol, Ketoconazol, Polymyxin
• Polypeptide: ändern Permeabilität der Cytoplasmamembran
• Tetracycline: Blockierung der Permeabilität der Membran
• Polyketide: Ionophor: Beeinflussung des Membrantransportes von Alkaliionen zwischen Extra- und Intrazellulärraum

Question 10

Wirkung auf Proteinsynthese

+ Bsp

Answer 10

• Bsp: Aminoglykoside [Streptomycin, Kanamycin], Tetracyclin, Erythromycin
• Aminoglykoside: Hemmung der Proteinbiosynthese auf Ebene der Ribosomen
• Lincomycine: Hemmung der Proteinbiosynthese
• Makrolide: Hemmung auf Ebene der Ribosomen
• Chloramphenicole: Hemmung
• Linezolid: hemmt Bildung 70S Initiationskomplex
• Erythromycin und Spectinomycin: inhalieren Translokation
• Chloramphenicol: Inhibition der Peptidbindung
• Tetracyclin: Inhibition der tRNA Bindung
• Streptomycin: unspezifische Codon/Anticodon Erkennung

Question 11

Wirkung auf Antimetabolite Bsp

Answer 11

Sulfonamide, Trimethoprim, Ethambutol, Isoniazid

Question 12

Wirkung auf Transkription der Nukleinsäure

+ Bsp

Answer 12

• Bsp: Rifampicin, Flucytosin
• Ansamycine: Hemmung RNA Synthese durch Bindung an beta-UE der DNA-abhängigen RNA-Polymerase
• Chinolone: hemmen Entspiralisierung der DNA durch Hemmung der bakteriellen Enzyme Topoisomerase 2 (Gerase) und 4

Question 13

Wirkung auf Replikation der Nukleinsäure

Answer 13

Nalidixinsäure, Chinolone, Nitroimidazol

Question 14

Wirkung auf Zellwand

+Bsp

Answer 14

• Bsp: Penicillin, Cephalosporine, Carbapeneme, Glykopeptide, Fosfomycin
• Penicilline: beta-Lactam-A: greift in Synthese der Zellwand ein und verhindert vollständige Neubildung -> beta-Lactam Ring öffnet sich an einer bestimmten Stelle und bindet an Enzym (D-Ala-Transpeptidase) entscheidend für Zellwandsynthese => gehemmt durch Anbinden Ring
• Cepahlosporine: beta-Lactam-A: verhindert Neubildung der Zellwand

Question 15

Wechselwirkungen in Antibiotika Therapie

Answer 15

1. Erreger wirkt mit Virulenz auf Patient
2. Patient wirkt mit Immunität auf Erreger
3. Patient wirkt mit Pharmakokinetik auf Antibiotikum
4. Antibiotikum wirkt mit Toxizität auf Patient
5. Antibiotikum wirkt mit Wirkungsspektrum auf Erreger
6. Erreger wirkt mit Resistenz auf Antibiotikum

• Effektivität abhängig von selektiver Toxizität, breites Wirtsspektrum, nicht mutagen, löslich, gut gewebegängig, non-allergen, bakt. Normalflora unbeeinflusst.
• Probleme: Nebenwirkungen, Ww mit anderen Medikamenten, Resistenzen
• > vermeiden durch: strenge Indikation, korrekte Dosierung, ausreichende Dauer, Kombi, gute Diagnostik

Question 16

Grundsätze der Antibiotika Therapie

Answer 16

1. Antibiotikum ist kein Antipyretikum
2. nicht immer gleich “breit abdecken”
3. Basis Antibiotika!
4. Therapie so lange wie nötig aber so kurz wie möglich
5. keine Lokalantibiotika
6. Resistenzentwicklung beachten

Question 17

Arten der Antibiotikaresistenz

Answer 17

1. natürliche Resistenz
2. Chromosomale Resistenz (vererbbar)
3. plasmidkodierte Resistenz

Question 18

Mechanismen der Antibiotikaresistenz

Answer 18

1. Veränderung der Zielstruktur (rpoB, rpsL, gyrA)
2. Produktion inaktivierender Enzyme
   -> enzymatische Spaltung des beta-Laktamringes
   -> Inaktivierung von beta-Laktamasen durch beta-Laktamase-Inhibitoren (zB Clavulansäure + Amoxicillin)
3. verminderte Aufnahme
   -> Antibiotikum kann aufgrund einer Permeabilitätsbarriere nicht in Zelle gelangen
   (Penicillin kann nicht durch äußere Membran von gram- Bakterien; Kapselausbildung; Produktion von Schleimen)
4. gesteigerter aktiver Efflux
   -> Ausschleusen des Antibiotikums durch Membran-assoziierte Transportproteine (Effluxpumpen)
5. Stoffwechselumstellung zur Umgehung des Metabolismus
   -> Resistenz durch Nutzung eines alternativen SW-Weges
   (Sulfonamide inhibieren Folsäuremetabolismus; resistente Enterobakterien nehmen Folsäure aus Umwelt auf)

Question 19

Bestimmung einer Antibiotikaresistenz

Answer 19

1. minimale Hemmhofkonzentration
   - > Ermittlung nach MHK-Grenzwerten in empfindliche, intermediäre und resistente Bakterien
   - > R-Plasmid kann mehrere Antibiotikaresistenzgene tragen
2. Next generation sequencing -> Gesamtgenom
   - > molekularbiologische Resistenzübertragung

Question 20

MRSA

Answer 20

Methicillin-resistente staphylococcus aureus

• > kreuzresistent ggü allen beta-laktat Antibiotika
• > nosokomiale Infektion
• > in Epidemien auftretend
• > sehr virulent

Question 21

Erwerb von Resistenzen

Answer 21

1. Spontan-Mutation
2. Horizontaler Gentransfer
   - > Vehikel für Resistenfaktoren: R-Plasmide, Transposons, konjugative Transposons, Phagen
   - > chromosomale DNA Fragmente
   - > Mechanismen der Verbreitung: Konjugation, Transformation, Transduktion

Question 22

Vermeidung der Resistenzentwicklung

Answer 22

1. sorgfältige Wahl der Antibiotika zur Therapie (Antibiogramm, Dosierung, Therapiedauer, Vermeidung von Breitband-A)
2. Einsatz von Kombinationstherapien
3. vorsichtiger Umgang mit Reserveantibiotika
4. Verbot von Antibiotika Einsatz als Masthilfe
5. Hygiene Maßnahmen