Natur und Technik

Natur und
Technik
Arznei im Schimmelpilz
Die Entdeckung des Penicillin
Glossar 1
Antibiotika
Antibiotika sind biologisch aktive Substanzen, die krankheitserregende Bakterien abtöten oder deren
Vermehrung bzw. Wachstum hemmen. Aufgrund dieser Eigenschaften sind sie unverzichtbar für die
Behandlung von Infektionskrankheiten.
Natürliche Antibiotika wie das Penicillin sind Stoffwechselendprodukte, die von Pilzen oder Bakterien
(Mikroorganismen) gebildet werden. Synthetische Antibiotika werden chemisch hergestellt, halbsynthetische
Antibiotika entstehen aus chemisch veränderten Naturstoffen.
Der entscheidende Vorteil aller Antibiotika besteht darin, dass sie nur dem Erreger, jedoch nicht der
menschlichen Zelle schaden. Voraussetzung dieser spezifischen Wirksamkeit sind grundlegende Bau- und
Stoffwechselunterschiede von menschlichen Zellen und Bakterien. Wegen der großen biologischen Differenzen
greifen Antibiotika ausschließlich bakterielle Mechanismen bzw. Strukturen an. Sie bekämpfen Bakterien auf
dreierlei Weise:
Bakterizide Typen töten Bakterien ab.
Bakteriostatische Typen hemmen die Vermehrung der Bakterien.
Bakteriolytische Typen töten Bakterien ab und lösen deren Zellwand auf.
Da Bakterien hinsichtlich ihres Aufbaus und ihres Stoffwechsels stark voneinander abweichen, ist die
Wirksamkeit eines Antibiotikums beschränkt. Schmalspektrum-Antibiotika schädigen nur wenige
Bakterienarten, während Breitband-Antibiotika gegen mehrere unterschiedliche Erreger eingesetzt werden.
Bakterien
Bakterien sind kugel-, stäbchen- oder schraubenförmige, einzellige Lebewesen ohne echten Zellkern. Die
Erbsubstanz ist im Zellinneren als ringförmiger Molekülfaden verknäult, die Vermehrung erfolgt durch
Querteilung (Spaltung, Zweiteilung) oder Sprossung. Da Bakterien abgestorbene organische Substanzen
zersetzen, sind sie für eine Vielzahl von Stoffwechselprozessen, beispielsweise im Verdauungstrakt oder im
Mund und als Schutz gegen andere Erreger unverzichtbar. Neben diesen gutartigen Symbionten gibt es eine
begrenzte Anzahl von Bakterien, die giftige Stoffwechselprodukte erzeugen und dadurch im Blut, im Gewebe
oder im Gehirn lebensbedrohliche Infektionskrankheiten auslösen können. Sie werden durch Antibiotika
bekämpft.
Penicillin
Penicilline sind natürliche, von Schimmelpilzen der Gattung Penicillium gebildete Stoffwechselprodukte die das
Wachstum von Bakterien hemmen und ihren Tod herbei führen. Bei der technischen Produktion kommen vor
allem Stämme der Arten Penicillium notatum und Penicillium chrysogenum zum Einsatz. Penicilline schwächen
den Zellwandaufbau von Bakterien, indem sie das hierfür nötige Enzym Transpeptidase blockieren. Beim
Wachstum und der Vermehrung der Krankheitskeime führen die so entstandenen Schwachstellen in der
Zellhülle zum Einreißen der Bakterienwand und zum Tod des Erregers.
Resistenz
Resistenz (von lat. resitere = widerstehen) ist die durch natürliche Mutation, durch den Austausch von
Resistenzgenen mit anderen Bakterien oder durch Behandlungs- und Einnahmefehler erworbene
Unempfindlichkeit von Bakterien gegen Antibiotika. Resistente Bakterien erschweren und verhindern die
Therapie von Infektionskrankheiten. Multiresistente Bakterien sind widerstandsfähig bzw. vollkommen
unempfindlich gegen viele oder sogar gegen alle Antibiotika.