Antibiotika – die molekularen Atombomben

Jan 17, 2022 | Medizin

Antibiotika – die molekularen Atombomben

Als 1928 Alexander Fleming das Antibiotikum entdeckt hatte, da wusste er noch nicht, dass er wissenschaftlich umgesetzt hatte, was bereits die alten Ägypter, Chinesen und Indianer lange vor ihm gewusst hatten. Die heilende Wirkung von Schimmelpilzen war ihnen bereits bekannt gewesen und sie hatten damit Wunden eingerieben, um sie heilen zu lassen. Alexander Fleming hatte die bakterienabtötende Kraft des Schimmelpilzes Penicillium notatum entdeckt und nach einigen Anlaufschwierigkeiten starteten die Antibiotika ihren Siegeszug um die ganze Welt. 

Mit den Antibiotika wurde es zum ersten Mal gezielt möglich, die großen Seuchen unserer Zeit zu bekämpfen: alle bakterienbasierten Krankheiten verloren auf einmal ihren unheilvollen Schrecken. Sei es Cholera, Pest oder Lepra – Infektionen die Jahrtausende zuvor tödlich verlaufen waren, konnten auf einmal geheilt werden. 

Die Wirkungsweise von Antibiotika

Die Wirkung von Antibiotika basiert jeweils auf einem von drei Mechanismen:

A. Antibiotika greifen in die Zellwandsynthese der Bakterien ein und unterdrücken somit deren Wachstum.

B. Antibiotika können die Proteinsynthese der Bakterien beeinflussen und verhindern, dass Enzyme und Zellbausteine produziert werden, welche für Wachstum und Zellteilung benötigt werden.

C. Antibiotika greifen direkt in die Zellteilung der Bakterien ein.

Modifikationen der Antibiotika wurden notwendig

Die heutigen Antibiotika sind in der Regel keine reinen Naturprodukte mehr, sondern haben künstliche hinzugefügte chemische Modifikationen. Viele Antibiotika sind mittlerweile sogar rein synthetischen Produkte und sind gemäß der ursprünglichen Definition überhaupt keine Antibiotika mehr. Was sie jedoch eint ist ihre antibakterielle Wirkung.

Die Modifikationen wurden notwendig um möglichst lange im Wettrennen mit den Bakterien bestehen zu können. Wo ein Antibiotikum ist, da wird es auch eine Resistenz geben. Durch die kurzen Generationszeiten der Bakterien, also der Zeit, die ein Bakterium benötigt um sich zu verdoppeln und die im kürzesten Fall 15-20 min betragen kann, ist die Chance groß, dass eine Mutation eingeführt wird, die dem Bakterium bei einem antibiotischen Selektionsdruck einen Vorteil gibt. Es kann sich trotz des Antibiotikums weiter vermehren und ist nun der Träger einer Resistenz. Wenn ein Keim resistent ist, dann ist es der Träger einer genetischen Information, die für ein Protein codiert, welches den Mikroorganismus nicht mehr anfällig für dieses Antibiotikum macht. 


Bei einer Behandlung kann dies zu massiven Problemen führen. So lässt sich eine erhaltene Infektion in vielen Fällen aufgrund der Resistenzen nicht mehr mit Antibiotika behandeln. Zusätzlich kann eine vor allen in Krankenhäuser erworbene Infektion mit antibiotikaresistenten Keimen zu schwerwiegenden Problemen führen. Methicillin-resistente Staphylococcus aureus Keime (MRSA) sind ein Beispiel dafür. Eine Infektion mit diesen resistenten Mikroorganismen kann in vielen Fällen nicht mehr erfolgreich behandelt werden und führt zum Tod durch multiples Organversagen. Eine harmlose Knie- und Hüftoperation kann dann schnell ins Grab führen – ohne dass ursprünglich ein gefährliche Indikation vorgelegen hätte.

Antibiotika-Resistenzen nehmen weltweit zu

Diese Resistenzen, die entweder direkt auf in dem Bakterienchromosom verankert sind oder auf einem Plasmid, also einem genetischen Element, welches nicht Teil des eigentlichen Bakterienchromosoms ist, können vermehrt und auch weitergegeben werden. Wächst und teilt sich das Bakterium, können sehr schnell aus einer Zelle, die das Resistenzgen trägt, Millionen oder gar Milliarden von Zellen werden. Konnte das einzelne Bakterium mit dem Resistenzgen keinen Schaden anrichten, so können es Millionen oder gar Millarden von Bakterien durchaus. Ist diese Resistenz auf einem pathogenen, also krankheitsmachenden Bakterium zu finden, so kann sich das Bakterium bei einer Infektion ausbreiten, ohne von dem entsprechenden Antibiotikum bekämpft werden zu können. Resistenzen sind als ein echtes Problem, welches weltweit kontinuierlich zunimmt. 

Was sind die Gründe für die Resistenzen?

Es gibt drei wesentliche Gründe für die weltweite Zunahme von Resistenzen:

1. Zunehmende Nutzung von Antibiotika bei der symptomatischen Behandlung

Es werden heutzutage in der Versorgung und Behandlung von Patienten viel zu schnell Antibiotika eingesetzt. Dies hat hauptsächlich zwei Gründe. 

Erstens will der Arzt, in der Kürze der ihm zur Verfügung stehenden Behandlungszeit das geringste Risiko eingehen und den höchsten Erfolg für den Patienten sicherstellen . Eine verzögerte Antibiotikatherapie, bei der zuerst auf eine konventionelle Reduktion der Infektion gesetzt wird, ist meist mit einer verlängerten Therapie für den Patienten verbunden. Gleichzeitig ist das Risiko für den Arzt Beschwerden des Patienten oder gar Klagen zu bekommen, bei der Verwendung von Antibiotika – wenn der Einsatz angezeigt ist – am geringsten.

Zweitens sind die wenigsten Patienten bereit auf konventionelle Mittel zu setzen. In vielen Fällen von Infektionen kann mit herkömmlichen “Hausmitteln”die Infektion in den Griff bekommen werden. Der Patient will jedoch eine “sofortige” Hilfe um die Schmerzen zu reduzieren und die Länge der Behandlung zu verkürzen. Hinzu kommt auch der psychologische Moment: Der Patient will das “gute Gefühl” haben, dass der Doktor für ihn was getan hat. Das hat er, wenn er mit einem Medikamentenrezept die Praxis verlässt. Würde der Arzt ihm aber erklären, dass er seine Infektion und deren zukünftige Prävention mittels konventionellen Hausmitteln wie Inhalieren, Bettruhe oder gar Nahrungsumstellung und sportliche Bewegung behandeln sollte, würde der Patient in den meisten Fällen einen anderen Arzt aufsuchen.

2. Einsatz von Breitbandantibiotika

Breitbandantibiotika sind Antibiotika die gegen eine riesige Gruppe von Bakterien wirken. Ihr Vorteil ist, dass sie eingesetzt werden können, auch wenn der Erreger nicht genau bekannt ist. Dies ist besonders dann wichtig, wenn es um Leben und Tod geht und für eine spezifische Diagnose keine Zeit ist. Das ist jedoch selten der Fall. Im Idealfall würde der spezifische Keim genau analysiert werden und dann, ein genau dafür entwickeltes Antibiotikum eingesetzt werden. Problem ist hierbei aber der Nachweis. In vielen Fällen lassen sich die Erreger nicht mit konventionellen Methoden, wie der Kultivierung, analysieren, sondern es muss auf molekulare Methoden wie Gensondentechnologie oder PCR ausgewichen werden. Diese werden aber von der Krankenkasse nur in Ausnahmefällen bezahlt. Zusätzlich wollen Arzt und Patient meist nicht warten, sondern wollen die “schnelle” Lösung. Ebenfalls wird das Risiko der falschen Auswahl eines Antibiotikum massiv reduziert, da die Breitbandantibiotika eine große Gruppe von Erregern erfassen. Für die Pharmaindustrie sind Breitbandantibiotika wiederum von großem Vorteil. Während die Entwicklung eines spezifischen Antibiotikums sehr aufwendig ist und pro Jahr vielleicht nur mehrere Tausend Packungen verkauft werden könnten, ist der Markt für Breitbankantibiotika ungleich größer. Anstelle 20 verschiedene spezifische Antibiotika zu entwickeln und jeweils an eine kleine Zielgruppe zu vermarkten wird ein unspezfisches Breitbandantibiotikum entwickelt und an Hunderte Millionen von Patienten verkauft.

3. Einsatz von Antibiotika in der Nutztierzucht

Doch der Einsatz von Antibiotika für menschliche Patienten ist für die Pharmaindustrie nur von untergeordneter Bedeutung. Ca. 70 – 80 % der gesamten Antibiotika werden an die Tierindustrie verkauft. Ob Rinder oder Hühner – überall werden viele Tiere auf engsten Raum eingesperrt um die Margen zu steigern. Krankheiten oder Tod der Tiere können durch die kontinuierliche Gabe von Antibiotika zu einem beträchtlichen Maße reduziert werden. Weiterhin führt die Verfütterung von Antibiotika in subtherapeutischen Mengen führen zu einer Erhöhung des Lebensgewichtes der Tiere um 10-15 %. Die “Ausbeute” bei gleicher Futtermenge ist dadurch höher. Zwar ist der Einsatz von Antibiotika zur Steigerung des Lebensgewichtes in vielen Staaten mittlerweile verboten. Doch der Kostendruck und die Gewinnoptimierung bringen viele Betriebe dazu diese Methoden weiterhin zu verwenden. 

Die massenhafte Verwendung von Antibiotika wiederum führt zu einer weiteren Erhöhung der Resistenzen. Durch die Tiere gelangen nicht nur die Antibiotika auf den Teller des Verbrauchers sondern auch die resistenten Keime. So zeigte eine Studie in den USA, dass mehr als die Hälfte aller in den Supermärkten gesammelten Fleischproben antibiotikaresistente Keime enthielten. Auch die Antibiotika selber, gelangen durch die Tierindustrie über das Fleisch und das Wasser zum Verbraucher und führen zu einer weiteren Erhöhung der Resistenzen. Selbst wenn Konsumenten behaupten in ihrem ganzen Leben noch nie ein Antibiotikum genommen zu haben, so ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass sie über die oben genannten Faktoren bereits Antibiotika in signifikanten Mengen zu sich genommen haben. In den USA erhalten Kinder und Jugendliche bis zu ihrem 20. Lebensjahr im Durchschnitt 17 Antibiotika. Bis zum ihrem 40. Lebensjahr bekommen sie durchschnittlich noch weitere 13 Antibiotika, sodass der 40 jährige Amerikaner im Schnitt bereits 40 Packungen Antibiotika konsumiert hat. Und das noch ohne weitere Effekte aus der Tierindustrie. Angesichts dieser Fakten ist die weltweite bedrohliche Zunahme der Antibiotikaresistenzen alles andere als verwunderlich. 

Der Geist aus der Flasche

Die Forschungen der letzten 1-2 Jahrzehnte zeigen jedoch, dass möglicherweise die Zunahme der Resistenzen das kleinere Problem ist, welches von Antibiotika verursacht wird. 

Unser Mikrobiom, die Gesamtheit aller Bakterien die in und auf uns lebt, wird massiv bei einer Antibiotikabehandlung beeinträchtigt. Der Grund liegt vor allem in der oben dargestellten Verwendung von Breitbandantibiotika. Diese eliminieren nicht nur die schädlichen Bakterien, welche die Infektion verursacht haben, sondern zerstören in großem Maße auch die positiven Bakterien, die wesentliche Funktionen in unserem Körper erfüllen. 

Die positiven Bakterien in unserem Mikrobiom wirken auf verschiedene Art und Weise auf unseren Körper:

1. Sie bauen Stoffe ab, die der Mensch nicht abbauen kann und stellen ihm diese Energie teilweise zur Verfügung

2. Sie produzieren Substanzen, die im menschlichen Organismus verwendet werden

3. Sie sind Teil von verschiedenen Regelkreisläufen im menschlichen Körper

4. Sie unterdrücken das Wachstum von schädlichen Bakterien

Dabei handelt es sich explizit nicht nur um die Bakterien im Darm, der Darmflora, sondern ums ämtliche Bakterien des Menschen. Werden nun die Mikroorganismen durch Antibiotika als Kollateralschaden zum Teil abgetötet, so hat dies dramatische Auswirkungen auf den Körper. So geht man heutzutage davon aus, dass die modernen Zivilisationskrankheiten wie Diabetes bei Kindern, Fettleibigkeit, Asthma, Nahrungsallergien, Reflux, Autismus, Krebs und viele mehr, von einem durch Antibiotika veränderten Mikrobiom ausgelöst werden.

Der Geist, die Antibiotika, wurden aus der Flasche gelassen. Und es wird sehr schwer werden ihn wieder einzufangen. 

Die molekulare Atombombe

Heutige Erkenntnisse zeigen, dass durch ein Antibiotikum in vielen Fälle das schädliche Bakterium nicht komplett ausgelöscht wird, sondern dass es unterhalb der Nachweisgrenzen zurückgedrängt wird. Hier führt es dann ein mehr oder wenig tristes Dasein. Bakterien müssen sich, um Schaden im menschlichen Organismus anrichten zu können, vermehren. Die gesunde Mikrobiom Flora, z.B. im Darm,verhindert das. Der Mensch beherbergt eine Vielzahl von pathogenen Mikroorganismen. Die Vorstellung, dass jede Infektion von aussen erfolgt, also durch das “infiziert werden” mit einem pathogenen Erreger ist veraltet. Stattdessen tragen wir verschiedene Krankheitserreger in uns, die erst bei einer Schwächung der Immunabwehr und – wie die neuen Erkenntnisse zeigen – einer De-Stabilisierung des Mikrobioms, z.B. der Darmflora, ein starkes Wachstum erreichen können. Dies führt dann dazu, dass die Bakterien selber dann einen Schaden im menschlichen Organismus anrichten oder über ihre Toxine. 

Ein Antibiotikum ist mit einer Atombombe vergleichbar, die einen ungeheuren Schaden in unserem Mikrobiom hinterlässt. Durch die Schwächung der “guten” Darmflora oder anderen Orten, die Teil des menschlichen Mikrobioms sind, können “schlechte” Bakterien die Kontrolle übernehmen und zu schweren Krankheiten führen. Auch wenn das Mikrobiom versucht in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren, so ist das in manchen Fällen nur schwer oder überhaupt nicht möglich.

Ein erschreckendes Beispiel ist Clostridium difficile. Dieses anaerobe Bakterium wartet geduldig in gut einem Drittel der Menschen im Darm auf seine Chance. Kommt es zu einer massiven Beeinträchtigung des Mikrobioms, so nutzt C. difficile blitzartig seine Chance und vermehrt sich in solch einem Maße, dass es von den anderen Bakterien der Darmflora nicht mehr zurückgedrängt werden kann. In schweren Fällen perforieren seine Toxine die Darmwand und der Patient stirbt.


Ein Umdenken ist erforderlich

Um das Problem der Resistenz in den Griff zu bekommen, muss ein Umdenken erforderlich werden. Antibiotika dürfen nicht mehr massenweise in der Tierhaltung eingesetzt werden. Patienten dürfen nicht mehr Antibiotika verschrieben bekommen für Infektionen, die auf Viren basieren. Das ist aus präventiven Gründen, Stichwort Sekundärinfektionen, leider immer noch der Fall. Antibiotika sollten nicht als Vorsichtsmaßnahme und präventiv eingesetzt werden, sondern nur nach sorgfältiger Abwägung der Vor- und Nachteile. Andernfalls bleiben resistente Keime eine zunehmende Bedrohung und Antibiotika können für wirklich lebensbedrohliche Krankheiten, aufgrund der Vielzahl an Resistenzen, nicht mehr eingesetzt werden.

Die Vielzahl an Zivilisationskrankheiten die durch eine Zerstörung unseres Mikrobioms, und ganz besonders unserer natürlichen Darmflora, durch Antibiotika ausgelöst wird, muss mehr in den öffentlichen Fokus rücken. Wir müssen erkennen, dass die schweren Krankheiten nicht nur durch eine ungesunde fette und viel zu kohlenhydratreiche Ernährung ausgelöst werden, sondern durch eine Veränderung unseres Mikrobioms unterstützt oder gar hervorgerufen werden. Wir müssen bereit sein, dies als wirkliches Problem anzuerkennen und anzugehen. Andernfalls werden die neuen Krankheiten weiter zunehmen und die Menschheit in zunehmenden Maße bedrohen. (JS)

Weiterführende Literatur:

Martin J. Blaser, Missing Microbes; How the overuse of antibiotics is fueling our modern plagues, Henry Holt and Company, New York.

Antibiotics – the molecular atom bombs

Header: Peter Jurik – stock.adobe.com


Das könnte Dir auch gefallen!

Das vaginale Mikrobiom

Das vaginale Mikrobiom

In den letzten Jahren ist das Interesse an unserem Mikrobiom gewaltig gewachsen. Nicht nur die Wissenschaft, auch die Allgemeinheit interessiert sich immer mehr für die Auswirkungen, die die kleinsten Lebewesen auf unser Wohlbefinden haben.

Der veraltete Nachweis

Der veraltete Nachweis

Der Gang durch den Supermarkt bietet den Zugriff auf eine Vielzahl von Lebensmitteln und Getränken. Bunte Werbung verspricht höchsten Genuss zu unschlagbar niedrigen Preisen. Doch wie sieht es mit der Sicherheit aus?

Wir sind Bakterien

Wir sind Bakterien

Der Mensch besteht aus unzähligen Bakterien. Schätzungen belaufen sich auf ca. 50 Billionen Zellen. Im Gegensatz dazu haben wir „nur“ ca. 30 Billionen Körperzellen.