Was genau sind Antibiotika und wie wirken sie?

Wann wurde das erste Antibiotikum entwickelt und was passierte danach?

Was genau sind Antibiotika und wie wirken sie?
Stars Insider

06/12/23 | StarsInsider

Gesundheit Medizin

Die Einführung von Antibiotika in die klinische Anwendung war wohl der größte medizinische Durchbruch des 20. Jahrhunderts. Antibiotika werden umfangreich zur Behandlung oder Vorbeugung verschiedener bakterieller Infektionen wie Meningitis und Bakteriämie eingesetzt und dienen als unverzichtbarer Verbündeter im Kampf gegen schwere Krankheiten. Aber sie sind nicht für alles geeignet. Also, was genau sind Antibiotika und wie wirken sie?

Klicken Sie weiter und erfahren Sie, wie diese antimikrobiellen Substanzen entwickelt wurden und wogegen sie wirksam sind.

Ursprünge von Antibiotika
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Ursprünge von Antibiotika

Antibiotika sind älter als man denkt. Der ägyptische medizinische Papyrus des Kräuterwissens, bekannt als der Ebers-Papyrus aus dem Jahr 1550 v. Chr., ist das älteste erhaltene medizinische Dokument. Er enthält unter seinen Heilmitteln auch Heilerde.

Behandlung von Infektionen
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Behandlung von Infektionen

Es ist auch in den Geschichtsbüchern vermerkt, dass die antiken Griechen zur Behandlung von Infektionen speziell ausgewählten Schimmel und Pflanzenmaterialien verwendeten.

Hippokrates
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Hippokrates

Der griechische Arzt Hippokrates, bekannt als der "Vater der Medizin", verwendete routinemäßig Substanzen mit antimikrobiellen Eigenschaften wie Myrrhe und anorganische Salze zur Behandlung von infizierten Wunden.

Medizin im alten Ägypten
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Medizin im alten Ägypten

Und inspiriert von griechischem medizinischem Wissen behandelten auch die alten Ägypter infizierte Wunden mit verschimmeltem Brot und verschiedenen Pflanzenmaterialien.

Heilkundige Folklore
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Heilkundige Folklore

Behandlungen von Infektionen während des Mittelalters basierten hauptsächlich auf heilkundiger Folklore, deren Ergebnisse stark variierten.

Erster klinischer Einsatz
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Erster klinischer Einsatz

Der erste klinische Einsatz eines Antibiotikums wurde in den 1890er Jahren gemeldet, als die deutschen Bakteriologen Rudolph Emmerich (abgebildet) und Oscar Löw den Extrakt von Pseudomonas aeruginosa (damals als Bacillus pycyaneus bekannt) zur Behandlung von Hunderten von Patienten in Krankenhäusern verwendeten. Pycyaneus wird heute nicht mehr eingesetzt.

Frühe Pioniere
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Frühe Pioniere

Ein früher Wegbereiter in der Entwicklung moderner Antibiotika war der deutsche Arzt Paul Ehrlich (1854–1915). Im Jahr 1909 entdeckte er das Antibiotikum Arsphenamin, das ursprünglich als Salvarsan vermarktet wurde und die erste wirksame medizinische Behandlung für Syphilis darstellte.

Alexander Fleming (1881–1955)
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Alexander Fleming (1881–1955)

Der nächste bedeutende Schritt in der Geschichte der Antibiotikaentwicklung war die Entdeckung von Penicillin im Jahr 1928 durch den schottischen Arzt und Mikrobiologen Alexander Fleming. Dies war die weltweit erste breit wirksame natürliche antibiotische Substanz.

Weitere Forschung
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Weitere Forschung

Die Forschung des jüdisch-ukrainischen Biochemikers und Mikrobiologen Selman Waksman (1888–1973) zur Zersetzung von Organismen im Boden ermöglichte die Entdeckung von Streptomycin und mehreren anderen Antibiotika Ende der 1930er Jahre.

Die "goldene Ära" der Antibiotika
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Die "goldene Ära" der Antibiotika

Die späten 1940er, 50er und 60er Jahre gelten als die "goldene Ära" der Antibiotika-Forschung und -Entwicklung. Natürliche Produkte von Actinomyceten, Pilzen und anderen bakteriellen Produkten sowie synthetische Antibiotika wurden alle in diesen beiden Jahrzehnten in die klinische Anwendung überführt.

Also, was genau sind Antibiotika?
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Also, was genau sind Antibiotika?

Antibiotika sind leistungsstarke Medikamente, die bestimmte Infektionen behandeln, indem sie Bakterien daran hindern, sich zu vermehren, oder indem sie die Bakterien vollständig zerstören.

Wie entstehen Antibiotika auf natürliche Weise?
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Wie entstehen Antibiotika auf natürliche Weise?

Antibiotika werden in der Natur von Bodenbakterien und Pilzen produziert. Dies verschafft dem Mikroorganismus einen Vorteil im Wettbewerb um Nahrung, Wasser und andere begrenzte Ressourcen in einem bestimmten Lebensraum, da das Antibiotikum ihre Konkurrenz abtötet. Penicillin wird zum Beispiel von einem Pilz produziert.

Wie werden Antibiotika hergestellt?
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Wie werden Antibiotika hergestellt?

Die schlichte Antwort lautet: durch Fermentation. In der industriellen Mikrobiologie kann die Herstellung von Antibiotika durch den Fermentationsprozess erfolgen, bei dem der Ursprungsmikroorganismus in großen Behältern mit einer flüssigen Nährflüssigkeit gezüchtet wird.

Wann benötigen wir Antibiotika?
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Wann benötigen wir Antibiotika?

Normalerweise kann unser Immunsystem Infektionen abwehren, indem es schädliche Bakterien abtötet. Manchmal ist jedoch die Anzahl der Bakterien übermäßig und das Immunsystem ist überfordert. Das ist der Zeitpunkt, an dem Antibiotika ihren Wert beweisen.

Wie wirken Antibiotika?
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Wie wirken Antibiotika?

Es gibt verschiedene Arten von Antibiotika, aber sie alle wirken, indem sie lebenswichtige Prozesse in den Bakterien blockieren.

Bakterizides Antibiotikum
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Bakterizides Antibiotikum

Ein bakterizides Antibiotikum, wie Penicillin, tötet die Bakterien ab, indem es entweder die Bildung der bakteriellen Zellwand oder deren Zellinhalte stört.

Bakteriostatisches Antibiotikum
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Bakteriostatisches Antibiotikum

Ein bakteriostatisches Antibiotikum hindert Bakterien daran, sich zu vermehren, tötet sie jedoch nicht notwendigerweise ab.

Antibiotika sind nicht immer die Lösung
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Antibiotika sind nicht immer die Lösung

Antibiotika sind nicht die geeignete Lösung für virale Infektionen wie Erkältungen, Grippe und die meisten Arten von Husten.

Wann sollte man kein Antibiotika verwenden?
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Wann sollte man kein Antibiotika verwenden?

Ebenso werden Antibiotika nicht mehr routinemäßig zur Behandlung von Ohreninfektionen bei Kindern oder Halsschmerzen eingesetzt.

Nebenwirkungen von Antibiotika
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Nebenwirkungen von Antibiotika

Die Einnahme von Antibiotika kann Nebenwirkungen verursachen. Dazu können Hautausschlag, Schwindel, Übelkeit, Durchfall oder Hefepilzinfektionen gehören. Diese Nebenwirkungen sind in der Regel leicht und sollten verschwinden, sobald Sie Ihre Behandlung abgeschlossen haben.

Allergische Reaktion auf Antibiotika
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Allergische Reaktion auf Antibiotika

Einige Menschen können eine allergische Reaktion auf Antibiotika entwickeln, insbesondere auf Penicillin. Nebenwirkungen des Medikaments können einen Hautausschlag oder Nesselsucht, Schwellungen von Zunge oder Gesicht, Husten, Keuchen und Atembeschwerden umfassen. Sie sollten Ihren Arzt immer informieren, wenn Sie glauben, gegen Antibiotika allergisch zu sein.

Antibiotikaresistenz
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Antibiotikaresistenz

Das Auftreten antibiotikaresistenter Bakterien ist ein häufiges Phänomen, das hauptsächlich durch den übermäßigen oder unsachgemäßen Einsatz von Antibiotika verursacht wird.

Auswirkungen des übermäßigen/unsachgemäßen Einsatzes von Antibiotika
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Auswirkungen des übermäßigen/unsachgemäßen Einsatzes von Antibiotika

Antibiotikaresistenz tritt auf, wenn Bakterien sich als Reaktion auf den Einsatz dieser Medikamente verändern. Die Bakterien, nicht die Menschen, werden antibiotikaresistent.

Schwieriger zu behandeln
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Schwieriger zu behandeln

Die Konsequenz ist, dass diese Bakterien den Menschen infizieren können, und die von ihnen verursachten Infektionen sind schwieriger zu behandeln als die von nicht-resistenten Bakterien verursachten.

Weniger wirksam
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Weniger wirksam

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) werden eine zunehmende Anzahl von schweren Infektionen – wie Lungenentzündung, Tuberkulose (abgebildet), Gonorrhoe und Salmonellose – schwieriger zu behandeln, da die eingesetzten Antibiotika an Wirksamkeit verlieren.

Höhere Sterblichkeitsrate
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Höhere Sterblichkeitsrate

Letztendlich warnt die WHO, dass Antibiotikaresistenz zu längeren Krankenhausaufenthalten, höheren medizinischen Kosten und einer erhöhten Sterblichkeit führt.

Düstere Statistik
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Düstere Statistik

Laut dem CDC sterben jedes Jahr etwa 23.000 Amerikaner an 17 antibiotikaresistenten Infektionen. Aber Chemiker hoffen, dass neue Superantibiotika dazu beitragen können, diese düstere Statistik zu reduzieren.

Vancomycin 3.0
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Vancomycin 3.0

Eines der heute verfügbaren leistungsstärksten Antibiotika ist Vancomycin, das seit 1958 verwendet wird. Doch ein neues Superantibiotikum, Vancomycin 3.0, das laut dem wissenschaftlichen Journal Proceedings of the National Academy of Sciences 25.000-mal stärker sein soll als seine Vorgänger, befindet sich derzeit in klinischen Studien.

Der Kampf gegen Infektionen geht weiter
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Der Kampf gegen Infektionen geht weiter

Wenn Vancomycin 3.0 grünes Licht bekommt, glauben Chemiker des Scripps Research Institute in San Diego, Kalifornien, dass die letzte Verteidigungslinie gegen gefährliche Infektionen erheblich gestärkt wird.

Quellen: (National Library of Medicine) (Microbiology Society) (NHS) (WHO) (CDC) (Science) 

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