Bakterielles Wachstum, Antibiotika und Resistenz Flashcards
Mikrobielles Wachstum
Zunahme der Anzahl von Zellen und Zellmasse in einer mikrobiellen Population
Wachstumsgeschwindigkeit
Änderung der Zellzahl/-masse pro Zeiteinheit => exponentielles Wachstum
Generation
Zeit zur Verdopplung einer Zellpopulation
Antiinfektiva
- Virostatika vs Viren
- Antibiotika vs Bakterien
- Antimykotika vs Pilze
- Antiparasitäre Mittel
- Antihelmintika vs Würmer
Unterschied Antibiotika und Chemotherapeutika
Antibiotika sind natürlich und antimikrobielle Chemotherapeutika sind synthetisch
Einteilung von Antibiotika nach…
- Wirkspektrum (Breitband, Schmalspektrum, Reserve)
- Verabreichungsweg (Einnahme, Injektion, topische Applikation)
- Wirkung: bakterizid, bakteriostatisch
- chemische Struktur: versch. Substanzklassen
- Wirkmechanismen
Welche Wirkungen von Antibiotika gibt es?
- bakteriostatisch: Bakterien Wachstum gehemmt- kein Tod, reversibel
- bakteriozid: Bakterien tot, irreversibel, wirkt nur bei Anwesenheit, primär: Abtöten ruhender Keime; sekundär: Abtöten wachsender Keime
- bakteriolytisch: Bakterien werden lysiert und getötet
Wirkmechanismen-Ansätze an:
- Zellmembran
- Proteinsynthese
- Antimetabolite
- Nukleinsäure - Transkription
- Nukleinsäure - Replikation
- Zellwand
Wirkung an Zellmembran
- + Bsp
- 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
Wirkung auf Proteinsynthese
+ Bsp
- 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
Wirkung auf Antimetabolite Bsp
Sulfonamide, Trimethoprim, Ethambutol, Isoniazid
Wirkung auf Transkription der Nukleinsäure
+ Bsp
- 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
Wirkung auf Replikation der Nukleinsäure
Nalidixinsäure, Chinolone, Nitroimidazol
Wirkung auf Zellwand
+Bsp
- 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
Wechselwirkungen in Antibiotika Therapie
- Erreger wirkt mit Virulenz auf Patient
- Patient wirkt mit Immunität auf Erreger
- Patient wirkt mit Pharmakokinetik auf Antibiotikum
- Antibiotikum wirkt mit Toxizität auf Patient
- Antibiotikum wirkt mit Wirkungsspektrum auf Erreger
- 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
Grundsätze der Antibiotika Therapie
- Antibiotikum ist kein Antipyretikum
- nicht immer gleich “breit abdecken”
- Basis Antibiotika!
- Therapie so lange wie nötig aber so kurz wie möglich
- keine Lokalantibiotika
- Resistenzentwicklung beachten
Arten der Antibiotikaresistenz
- natürliche Resistenz
- Chromosomale Resistenz (vererbbar)
- plasmidkodierte Resistenz
Mechanismen der Antibiotikaresistenz
- Veränderung der Zielstruktur (rpoB, rpsL, gyrA)
- Produktion inaktivierender Enzyme
-> enzymatische Spaltung des beta-Laktamringes
-> Inaktivierung von beta-Laktamasen durch beta-Laktamase-Inhibitoren (zB Clavulansäure + Amoxicillin) - verminderte Aufnahme
-> Antibiotikum kann aufgrund einer Permeabilitätsbarriere nicht in Zelle gelangen
(Penicillin kann nicht durch äußere Membran von gram- Bakterien; Kapselausbildung; Produktion von Schleimen) - gesteigerter aktiver Efflux
-> Ausschleusen des Antibiotikums durch Membran-assoziierte Transportproteine (Effluxpumpen) - Stoffwechselumstellung zur Umgehung des Metabolismus
-> Resistenz durch Nutzung eines alternativen SW-Weges
(Sulfonamide inhibieren Folsäuremetabolismus; resistente Enterobakterien nehmen Folsäure aus Umwelt auf)
Bestimmung einer Antibiotikaresistenz
- minimale Hemmhofkonzentration
- > Ermittlung nach MHK-Grenzwerten in empfindliche, intermediäre und resistente Bakterien
- > R-Plasmid kann mehrere Antibiotikaresistenzgene tragen - Next generation sequencing -> Gesamtgenom
- > molekularbiologische Resistenzübertragung
MRSA
Methicillin-resistente staphylococcus aureus
- > kreuzresistent ggü allen beta-laktat Antibiotika
- > nosokomiale Infektion
- > in Epidemien auftretend
- > sehr virulent
Erwerb von Resistenzen
- Spontan-Mutation
- Horizontaler Gentransfer
- > Vehikel für Resistenfaktoren: R-Plasmide, Transposons, konjugative Transposons, Phagen
- > chromosomale DNA Fragmente
- > Mechanismen der Verbreitung: Konjugation, Transformation, Transduktion
Vermeidung der Resistenzentwicklung
- sorgfältige Wahl der Antibiotika zur Therapie (Antibiogramm, Dosierung, Therapiedauer, Vermeidung von Breitband-A)
- Einsatz von Kombinationstherapien
- vorsichtiger Umgang mit Reserveantibiotika
- Verbot von Antibiotika Einsatz als Masthilfe
- Hygiene Maßnahmen