Grundlagen der Antibiotikatherapie
Die Grundprinzipien, die für alle antibakteriellen Klassen gelten: selektive Toxizität und bakterielle Zielstrukturen, Wirktyp und PK/PD-Index, Resistenz im Überblick sowie die Regeln rationaler Antibiotikatherapie.
Dein roter Faden
- Selektive Toxizität: Antibiotika greifen Strukturen an, die nur Bakterien besitzen oder die sich vom Wirt unterscheiden: Zellwand, 70S-Ribosom, De-novo-Folsäuresynthese, Gyrase und Topoisomerase IV.
- Zellhülle: Die äußere Membran gramnegativer Erreger ist die wichtigste Permeabilitätsbarriere und erklärt etwa die Unwirksamkeit von Vancomycin gegen Gramnegative.
- Wirktyp und PK/PD: Betalactame wirken zeitabhängig (T > MHK, verlängerte Infusion), Aminoglykoside konzentrationsabhängig mit langem postantibiotischem Effekt (einmal täglich), Fluorchinolone und Vancomycin AUC/MHK-abhängig.
- Resistenz: natürlich oder erworben, über Inaktivierung, Target-Veränderung, verminderte Permeabilität oder Efflux; horizontaler Gentransfer und Selektionsdruck treiben die Ausbreitung, MRGN klassifiziert gramnegative Multiresistenz nach vier Leitgruppen.
- Rationale Therapie: Proben vor der ersten Gabe, kalkuliert beginnen, nach Antibiogramm gezielt fortsetzen, deeskalieren, oralisieren und kurz behandeln.
- Kombinationen und Stewardship: Synergismus (Betalactam plus Aminoglykosid, Sulfonamid plus Trimethoprim) nutzen, Antagonismus Bakteriostatikum plus Betalactam meiden; Antibiotic Stewardship begrenzt Resistenzen und Mikrobiomschäden.
Kostenlos weiterlesen mit deinem Relaxed-Konto
Lege dir ein kostenloses Konto an, dann ist das ganze 2. Staatsexamen für dich frei. Kein Abo, keine Zahlungsdaten.
Bitte bestätige zuerst deine E-Mail-Adresse
Wir haben dir einen Link geschickt. Mit bestätigter E-Mail-Adresse liest du hier gleich weiter.
Orientierung
Antibiotika töten Bakterien ab oder hemmen ihr Wachstum. Für alle Klassen gelten dieselben Grundprinzipien: Zielstruktur, Wirktyp, PK/PD und Resistenz.
- Antibiotikum: ursprünglich ein mikrobieller Naturstoff (Penicillin), heute für alle antibakteriellen Stoffe gebraucht, auch für halb- und vollsynthetische.
- Chemotherapeutikum: im engeren Sinn ein vollsynthetischer Hemmstoff von Erregern (Sulfonamide, Fluorchinolone).
- Antiinfektivum: Oberbegriff für Antibiotika, Virostatika, Antimykotika und Antiparasitika.
Wirkung an einer Struktur, die nur der Erreger besitzt oder die sich von der des Wirts deutlich unterscheidet. Daraus folgt die große therapeutische Breite vieler Antibiotika.
Jede Anwendung selektiert resistente Erreger. Der rationale Einsatz (Indikation, Substanz, Dauer) ist deshalb selbst ein pharmakologisches Prinzip.
Die Bakterienzelle als Angriffsziel
Die Selektivität beruht auf Strukturen, die es im Menschen nicht oder in anderer Form gibt. Zuerst die Zellhülle:
- dicke, vielschichtige Mureinschicht (Peptidoglykan) mit Teichonsäuren
- keine äußere Membran, daher auch für große Moleküle wie Vancomycin erreichbar
- dünne Mureinschicht im Periplasma
- äußere Membran mit Lipopolysaccharid (LPS), hydrophile Stoffe gelangen nur über Porine hinein
Die äußere Membran ist die wichtigste Permeabilitätsbarriere: Große Moleküle wie Vancomycin passieren die Porine nicht. Dazu kommen drei intrazelluläre Selektivitätsgrundlagen:
- Ribosom: bakteriell 70S (30S + 50S), eukaryot 80S (40S + 60S). Mitochondriale Ribosomen ähneln den bakteriellen, eine Grenze der Selektivität (Myelosuppression unter Linezolid).
- Folsäuresynthese: Bakterien bilden Folsäure de novo aus p-Aminobenzoesäure, der Mensch nimmt sie mit der Nahrung auf. Die bakterielle Dihydrofolatreduktase (DHFR) ist für Trimethoprim um Größenordnungen empfindlicher als die humane.
- DNA-Topologie: DNA-Gyrase und Topoisomerase IV sind bakterielle Typ-II-Topoisomerasen, die sich strukturell von den humanen unterscheiden.
Wirktyp und PK/PD
Wirktyp und PK/PD-Index bestimmen Dosierungsintervall und Infusionsdauer. Die pharmakokinetischen Parameter (Cmax, AUC) werden dabei auf die Empfindlichkeit des Erregers bezogen.
- Bakterizidie: Abtötung der Erreger (Betalactame, Aminoglykoside, Fluorchinolone, Glykopeptide). Nötig, wo die Abwehr nicht ausreicht: Endokarditis, Meningitis, Neutropenie.
- Bakteriostase: reversible Wachstumshemmung, die Elimination übernimmt das Immunsystem (Tetracycline, Makrolide, Linezolid). Die Einteilung hängt von Erreger und Konzentration ab.
Minimale Hemmkonzentration: niedrigste Konzentration, die das sichtbare Wachstum eines Erregers in vitro hemmt. Über klinische Grenzwerte (Breakpoints) wird sie als S (sensibel bei Standarddosierung), I (sensibel bei erhöhter Exposition) oder R (resistent) bewertet.
Aus dem Verlauf der Abtötung über die Konzentration ergeben sich drei Wirktypen:
| Wirktyp | PK/PD-Index | Beispiele | Konsequenz |
|---|---|---|---|
| zeitabhängig | Zeit über MHK (T > MHK) | Betalactame | häufige Gaben, verlängerte oder kontinuierliche Infusion |
| konzentrationsabhängig | Cmax/MHK | Aminoglykoside | einmal täglich hoch |
| expositionsabhängig | AUC/MHK | Fluorchinolone, Vancomycin | Gesamtexposition zählt, Vancomycin spiegelgesteuert (TDM) |
- Postantibiotischer Effekt (PAE): anhaltende Wachstumshemmung, nachdem der Spiegel unter die MHK gefallen ist, weil sich die Bakterien vom Schaden erst erholen müssen. Ausgeprägt bei Aminoglykosiden und Fluorchinolonen, bei Betalactamen gegen Gramnegative kaum (Ausnahme Carbapeneme).
Antwort anzeigen
Aminoglykoside töten konzentrationsabhängig, ein hoher Spitzenspiegel relativ zur MHK maximiert die Abtötung, und der lange postantibiotische Effekt überbrückt das Intervall. Weil die Aufnahme in Niere und Innenohr sättigbar ist, ist eine hohe Einzelgabe zudem weniger toxisch als dauerhaft erhöhte Talspiegel. Bei Betalactamen ist die Abtötung schon bei wenigen Vielfachen der MHK gesättigt, entscheidend ist die Zeit über der MHK, und der PAE ist kurz.
Resistenz
Resistent ist ein Erreger, der therapeutisch erreichbare Konzentrationen überlebt. Hier nur die Prinzipien, die konkreten Mechanismen stehen auf den Klassenseiten.
- Natürliche Resistenz: gilt für eine ganze Art, weil Target oder Zugang fehlen (Mykoplasmen ohne Zellwand gegen Betalactame, Gramnegative gegen Vancomycin, Enterokokken gegen Cephalosporine).
- Erworbene Resistenz: betrifft einzelne Stämme einer empfindlichen Art, durch Mutation oder Aufnahme von Resistenzgenen.
Die Mechanismen lassen sich vier Typen zuordnen:
- Inaktivierung: enzymatische Spaltung oder Modifikation (Betalactamasen, aminoglykosidmodifizierende Enzyme). ESBL und Carbapenemasen bei den Betalactamase-Inhibitoren.
- Target-Veränderung: veränderte Penicillin-bindende Proteine (MRSA), Methylierung der 23S-rRNA, veränderte Zellwandbausteine (VRE), Gyrasemutationen.
- Verminderte Permeabilität: Verlust von Porinen der äußeren Membran.
- Efflux: aktiver Auswärtstransport durch Membranpumpen, spezifisch (Tetracyclin-Pumpen) oder als Multidrug-Pumpen gegen mehrere Klassen zugleich.
Resistenzgene liegen oft auf Plasmiden und Transposons und werden horizontal weitergegeben (Konjugation, Transformation, Transduktion), auch über Artgrenzen. Jede Gabe übt Selektionsdruck aus: Empfindliche Keime sterben, resistente vermehren sich.
Die MRGN-Klassifikation der KRINKO ordnet multiresistente gramnegative Stäbchen (Enterobacterales, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii) nach Resistenz gegen vier Leitgruppen: Acylureidopenicilline, Cephalosporine der 3./4. Generation, Carbapeneme, Fluorchinolone. 3MRGN sind gegen drei, 4MRGN gegen alle vier resistent.
Rationale Antibiotikatherapie
Rationale Therapie heißt: so breit wie nötig beginnen, so schmal und kurz wie möglich fortsetzen.
- Probengewinnung: Blutkulturen und Material vom Infektionsort vor der ersten Gabe.
- Kalkulierte Therapie: Beginn vor dem Erregernachweis, gewählt nach wahrscheinlichem Erregerspektrum, Infektionsort, lokaler Resistenzlage und Risikofaktoren.
- Gezielte Therapie: nach Erreger und Antibiogramm, der In-vitro-Empfindlichkeitsprüfung des Isolats (S/I/R).
- Deeskalation: Umstellung auf das schmalste wirksame Mittel, Absetzen überflüssiger Kombinationspartner.
- Oralisierung und Dauer: bei klinischer Stabilität Wechsel auf oral gut bioverfügbare Substanzen (Fluorchinolone, Cotrimoxazol, Doxycyclin, Linezolid), Dauer so kurz wie wirksam.
Kombinationen brauchen eine Begründung:
- Synergismus: Betalactam + Aminoglykosid (Zellwandschaden erleichtert die Aufnahme, Endokarditis), Sulfonamid + Trimethoprim (sequenzielle Blockade).
- Spektrumserweiterung, Resistenzvermeidung: kalkulierte Therapie schwerer Infektionen, Tuberkulose.
- Antagonismus: Bakteriostatikum + Betalactam, weil Betalactame nur auf wachsende Zellen wirken.
- Antibiotic Stewardship (ABS): strukturierte Programme im Krankenhaus (Infektiologie, Mikrobiologie, Klinische Pharmazie), die Auswahl, Dosis, Applikation und Dauer optimieren. Ziel: bessere Heilung, weniger Resistenzen, UAW und Kosten.
- Kollateralschäden am Mikrobiom: Breitspektrum-Antibiotika stören die Darmflora → Diarrhö, Candidosen, Selektion resistenter Keime und Clostridioides-difficile-Infektion.
Pharmakologische Angriffspunkte
Die Klassen lassen sich nach ihrer Zielstruktur ordnen, von außen nach innen.
| Angriffspunkt | Klasse | Prinzip |
|---|---|---|
| Zellwand, frühe Stufe | Fosfomycin | hemmt MurA, ersten Schritt der Mureinsynthese |
| Zellwand, Bausteine | Glykopeptide | binden D-Ala-D-Ala, blockieren Einbau und Vernetzung |
| Zellwand, Quervernetzung | Betalactame | acylieren Penicillin-bindende Proteine (Transpeptidasen) |
| Zytoplasmamembran | Membranaktive Antibiotika | Polymyxine, Daptomycin zerstören die Membranintegrität |
| 30S-Ribosom | Aminoglykoside | Fehlablesung der mRNA, bakterizid |
| 30S-Ribosom | Tetracycline | blockieren Aminoacyl-tRNA an der A-Stelle |
| 50S-Ribosom | Makrolide und Lincosamide | blockieren Translokation bzw. Peptidyltransfer |
| 50S-Ribosom | Oxazolidinone | verhindern den 70S-Initiationskomplex |
| Folsäuresynthese | Folsäureantagonisten | Sulfonamide hemmen Dihydropteroat-Synthase, Trimethoprim DHFR |
| DNA-Topologie | Fluorchinolone | hemmen Gyrase und Topoisomerase IV → Doppelstrangbrüche |
| DNA nach Aktivierung | Nitroverbindungen | bakterielle Nitroreduktion → reaktive Intermediate schädigen DNA |
Das Target bestimmt den Wirktyp: Zellwand, Membran und DNA meist bakterizid, Ribosom meist bakteriostatisch, mit den Aminoglykosiden als bakterizider Ausnahme.
Teste dich
Aussage 1
Die Kombination aus Sulfonamid und Trimethoprim ist synergistisch, weil beide nacheinander geschaltete Schritte der bakteriellen Folsäuresynthese hemmen.
Sulfonamide hemmen die Dihydropteroat-Synthase, Trimethoprim die DHFR. Diese sequenzielle Blockade wirkt synergistisch.
Aussage 2
Zu den vier Leitgruppen der MRGN-Klassifikation gehören die Aminoglykoside.
Die vier Leitgruppen sind Acylureidopenicilline, Cephalosporine der 3./4. Generation, Carbapeneme und Fluorchinolone.
Aussage 3
Die MHK ist die niedrigste Konzentration, bei der ein Erreger in vitro abgetötet wird.
Die MHK ist die niedrigste Konzentration, die das sichtbare Wachstum in vitro hemmt. Über die Abtötung sagt sie nichts aus.
Aussage 4
Mykoplasmen sind von Natur aus gegen Betalactame resistent, weil ihnen die Zellwand fehlt.
Ohne Mureinzellwand fehlt das Target der Betalactame. Das ist eine natürliche, artspezifische Resistenz.
Aussage 5
Bei Betalactamen ist die Zeit, in der die Konzentration über der MHK liegt, der entscheidende PK/PD-Index.
Betalactame wirken zeitabhängig. Daher häufige Gaben oder verlängerte bzw. kontinuierliche Infusion.
Zuordnen
Warum?
Lückentext
Prüferin fragt
Fehler entdeckt oder eine Idee? Wir verbessern die Inhalte laufend. Melde es uns gerne über dieses Formular ❤️
Teile der Inhalte wurden mithilfe von KI-Systemen erstellt und werden fortlaufend redaktionell geprüft. Trotz Sorgfalt können Fehler enthalten sein. Wichtige Informationen bitte anhand offizieller Quellen prüfen. Relaxed ins Stex ist ein unabhängiges Angebot und steht in keiner Kooperation mit dem IMPP. Das Angebot ist weder vom IMPP autorisiert noch mit diesem verbunden.