• Darmbakterien

     

Antibiotika und der Gastrointestinaltrakt

Der Gastrointestinaltrakt ist mit einer Schleimhautoberfläche von ca. 300 m2 die größte Kontaktfläche zwischen dem Körper und der Umwelt. Dabei kommt es unvermeidlich zum Aufeinandertreffen mit potenziell pathogenen Erregern bzw. Toxinen. Aufgrund des niedrigen pH-Wertes im Magen sind Infektionen in diesem Organ trotz der exponierten Stellung vergleichsweise selten.

Geringere Säurekonzentrationen im Dünn- und Dickdarm ermöglichen das Überleben sowohl einer physiologischen Darmflora als auch pathogener Erreger. Aufgrund der deutlich längeren Passagezeit ist die Bakteriendichte im Kolon (1012 koloniebildende Einheiten [KBE] pro Gramm Feuchtmasse) um ein Vielfaches höher als im Jejunum (104 KBE/g Feuchtmasse) oder im Ileum (106 KBE/g Feuchtmasse).

Infektionen im GI-Trakt. Infektiöse Diarrhöen zählen zu den häufigsten Erkrankungen weltweit und sind nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO eine der 5 häufigsten Todesursachen. Ursächlich kommen virale, bakterielle und parasitäre Erreger in Betracht. Sind Magen und Dünndarm von einer Entzündung betroffen, entsteht eine Gastroenteritis. Ist nur der Dünndarm befallen, wird von einer Enteritis gesprochen, bei alleinigem Dickdarmbefall von einer Kolitis. Die Kombination aus Dünndarm- und Dickdarmbefall wird als Enterokolitis bezeichnet. Die Therapie bakterieller Infektionen des GI-Trakts erfolgt in der Regel mit Antibiotika.

Was sind Antibiotika?

Antibiotika zählen zu den wichtigsten Arzneimitteln zur Behandlung bakterieller Infektionskrankheiten. Im engeren Sinne handelt es sich dabei um einen Sammelbegriff für bestimmte Stoffwechselprodukte von Pilzen oder Bakterien, die in der Lage sind, das Wachstum von anderen Mikroorganismen zu hemmen oder diese abzutöten. Gegen Viren sind Antibiotika wirkungslos.

Erste Antibiotika. Die Entdeckung des Schimmelpilzes Penicillium chrysogenum als „Bakterienkiller“ im Jahr 1928 war ein medizinischer Meilenstein und sicherte dem schottischen Bakteriologen Alexander Fleming 1945 den Nobelpreis für Medizin. Penicillin – das Stoffwechselprodukt des Schimmelpilzes – gilt seitdem als das Synonym für Antibiotika schlechthin. Seit der Markteinführung des Penicillins in den 1940er Jahren haben Antibiotika Millionen von Menschen das Leben gerettet.

Als erstes am Menschen angewandtes Antibiotikum gilt heute allerdings nicht das Penicillin, sondern das von Paul Ehrlich entdeckte Arsphenamin, das ab 1910 von der deutschen Firma Hoechst produziert wurde und als Salvarsan in den Handel kam. Es ermöglichte erstmals eine wirksame und relativ ungefährliche Therapie der damals weitverbreiteten Syphilis. Ansonsten war das Wirkungsspektrum von Salvarsan jedoch begrenzt, weshalb es in der modernen Medizin von neueren Wirkstoffen abgelöst wurde.

Grundsätzlich wird zwischen natürlichen und künstlich hergestellten Antibiotika unterschieden. Neben den natürlich erzeugten Wirkstoffen können Antibiotika auch vollsynthetisch gewonnen werden.

Wirkmechanismen. Antibiotika, die das Wachstum von Mikroorganismen zu hemmen vermögen, fallen in die Gruppe der bakteriostatisch wirkenden Substanzen. Dazu zählen z. B. Sulfonamide, Tetracycline, Chloramphenicol, Makrolide oder Lincosamide. Antibiotika, die in der Lage sind, Mikroorganismen abzutöten, verfügen über eine bakterizide Wirkung, z. B. Penicilline, Cephalosporine, Carbapeneme, Rifamycine, Lipopeptide oder Polymyxine.

Wichtige biochemische Wirkungsmechanismen sind Hemmung der bakteriellen Zellwandsynthese, Beeinflussung der Zellmembran, Hemmung der bakteriellen Proteinbiosynthese, Antimetabolitenwirkung und Hemmung der bakteriellen DNA- bzw. RNA-Synthese. Antibiotika sind in der Regel so aufgebaut, dass sie nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip nur an Bakterienzellen, nicht aber an menschliche oder tierische Zellen „andocken“ können. So wird eine – im Gegensatz zu den meisten Antimykotika – gezielte Beeinträchtigung oder Zerstörung bakterieller Zellen ermöglicht.

Anwendung. Die Anwendung erfolgt meist peroral oder intravenös, seltener intramuskulär. Allerdings sind einige Substanzen auch zur topischen Behandlung oberflächlicher Infektionen der Haut und Schleimhäute zugelassen (z. B. Fusidinsäure) oder sind ganz auf diesen Anwendungsbereich beschränkt. Weltweit sind antibiotische Präparate mit 10 – 15 % Marktanteil die am häufigsten verschriebenen Medikamente.

Noch heute gibt es bei schwerwiegenden bakteriellen Infektionen kaum eine ernstzunehmende Alternative zum Einsatz von Antibiotika.

Auswirkungen auf das Mikrobiom

Die normale Mikroflora von Haut und Schleimhäuten wirkt als Barriere gegen eine Kolonisierung durch potenziell pathogene Mikroorganismen und gegen übermäßiges Wachstum von opportunistischen Mikroorganismen. Diese physiologische Kontrolle des Wachstums von opportunistischen Mikroorganismen wird als Kolonisationsresistenz bezeichnet.

Lesen Sie hier den gesamten Beitrag: Antibiotika und der Gastrointestinaltrakt

Aus der Zeitschrift Gastroenterologie up2date 3/2015

 

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