Selman Waksman, der den Nobelpreis für Medizin für die Entwicklung von 22 Antibiotika erhielt – vor allem Streptomycin

Antibakterielle MittelBearbeiten

Antibakterielle Mittel werden zur Behandlung bakterieller Infektionen eingesetzt. Antibiotika werden im Allgemeinen als Beta-Lactame, Makrolide, Chinolone, Tetracycline oder Aminoglycoside klassifiziert. Die Einordnung in diese Kategorien hängt von ihrem antimikrobiellen Spektrum, ihrer Pharmakodynamik und ihrer chemischen Zusammensetzung ab. Die längerfristige Anwendung bestimmter antibakterieller Mittel kann die Zahl der Darmbakterien verringern, was sich negativ auf die Gesundheit auswirken kann. Die Einnahme von Probiotika und eine vernünftige Ernährung können dazu beitragen, die zerstörte Darmflora zu ersetzen. Stuhltransplantationen können bei Patienten in Betracht gezogen werden, die sich nur schwer von einer längeren Antibiotikabehandlung erholen, z. B. bei wiederkehrenden Clostridioides-difficile-Infektionen.

Die Entdeckung, Entwicklung und Anwendung von Antibiotika im 20. Jahrhundert hat die Sterblichkeit durch bakterielle Infektionen verringert. Die Ära der Antibiotika begann mit der therapeutischen Anwendung von Sulfonamiden im Jahr 1936, gefolgt von einer „goldenen“ Periode der Entdeckung von etwa 1945 bis 1970, als eine Reihe von strukturell unterschiedlichen und hochwirksamen Wirkstoffen entdeckt und entwickelt wurden. Seit 1980 ist die Einführung neuer antimikrobieller Wirkstoffe für den klinischen Einsatz zurückgegangen, zum Teil wegen der enormen Kosten für die Entwicklung und Prüfung neuer Medikamente. Gleichzeitig ist eine alarmierende Zunahme der Resistenz von Bakterien, Pilzen, Parasiten und einigen Viren gegen eine Vielzahl vorhandener Wirkstoffe zu verzeichnen.

Antibakterielle Mittel gehören zu den am häufigsten verwendeten Arzneimitteln und zu den Arzneimitteln, die von Ärzten häufig missbräuchlich eingesetzt werden, z. B. bei viralen Infektionen der Atemwege. Als Folge des weit verbreiteten und unbedachten Einsatzes von Antibiotika ist es zu einem beschleunigten Auftreten von antibiotikaresistenten Erregern gekommen, was eine ernsthafte Bedrohung für die weltweite öffentliche Gesundheit darstellt. Das Resistenzproblem erfordert eine erneute Anstrengung bei der Suche nach antibakteriellen Wirkstoffen, die gegen pathogene Bakterien wirksam sind, die gegen die derzeitigen antibakteriellen Wirkstoffe resistent sind. Zu den möglichen Strategien zur Erreichung dieses Ziels gehören die verstärkte Entnahme von Proben aus verschiedenen Umgebungen und die Anwendung der Metagenomik zur Identifizierung bioaktiver Verbindungen, die von derzeit unbekannten und nicht kultivierten Mikroorganismen produziert werden, sowie die Entwicklung von Bibliotheken mit kleinen Molekülen, die auf bakterielle Ziele zugeschnitten sind.

AntimykotikaEdit

Antimykotika werden verwendet, um Pilze abzutöten oder ihr weiteres Wachstum zu verhindern. In der Medizin werden sie zur Behandlung von Infektionen wie Fußpilz, Ringelflechte und Soor eingesetzt und wirken durch Ausnutzung der Unterschiede zwischen Säugetier- und Pilzzellen. Im Gegensatz zu Bakterien sind sowohl Pilze als auch Menschen Eukaryonten. Daher ähneln sich Pilz- und menschliche Zellen auf molekularer Ebene, was es schwieriger macht, ein Angriffsziel für ein Antimykotikum zu finden, das nicht auch im Wirtsorganismus existiert. Infolgedessen treten bei einigen dieser Medikamente häufig Nebenwirkungen auf. Einige dieser Nebenwirkungen können lebensbedrohlich sein, wenn das Medikament nicht richtig angewendet wird.

Neben ihrer Verwendung in der Medizin werden Antimykotika häufig zur Bekämpfung von Schimmel in feuchten oder nassen Innenräumen eingesetzt. Natriumbikarbonat (Backpulver), das auf die Oberflächen gestrahlt wird, wirkt als Antipilzmittel. Eine andere antimykotische Lösung, die nach dem Aufsprühen von Natron oder ohne dieses aufgetragen wird, ist eine Mischung aus Wasserstoffperoxid und einer dünnen Oberflächenbeschichtung, die den Schimmel neutralisiert und die Oberfläche einkapselt, um die Freisetzung von Sporen zu verhindern. Einige Farben werden auch mit einem zusätzlichen Antipilzmittel für die Verwendung in Bereichen mit hoher Luftfeuchtigkeit wie Badezimmern oder Küchen hergestellt. Andere antimykotische Oberflächenbehandlungen enthalten in der Regel Varianten von Metallen, von denen bekannt ist, dass sie das Schimmelwachstum unterdrücken, z. B. Pigmente oder Lösungen mit Kupfer, Silber oder Zink. Diese Lösungen sind wegen ihrer Toxizität in der Regel nicht für die Allgemeinheit erhältlich.

Antivirale MittelBearbeiten

Antivirale Medikamente sind eine Klasse von Medikamenten, die speziell zur Behandlung von Virusinfektionen eingesetzt werden. Wie Antibiotika werden spezifische Virostatika gegen spezifische Viren eingesetzt. Sie sind von Viriziden zu unterscheiden, die aktiv Viruspartikel außerhalb des Körpers deaktivieren.

Viele antivirale Medikamente sind für die Behandlung von Infektionen durch Retroviren, einschließlich HIV, bestimmt. Zu den wichtigsten antiretroviralen Medikamenten gehört die Klasse der Proteaseinhibitoren. Herpesviren, die vor allem Fieberbläschen und Genitalherpes verursachen, werden in der Regel mit dem Nukleosidanalogon Acyclovir behandelt. Virale Hepatitis wird durch fünf nicht verwandte hepatotrope Viren (A-E) verursacht und kann je nach Art der Infektion mit antiviralen Medikamenten behandelt werden. Einige Influenza-A- und -B-Viren sind gegen Neuraminidasehemmer wie Oseltamivir resistent geworden, und die Suche nach neuen Substanzen geht weiter.

AntiparasitikaBearbeiten

Antiparasitika sind eine Klasse von Medikamenten zur Behandlung von Infektionskrankheiten wie Leishmaniose, Malaria und Chagas-Krankheit, die durch Parasiten wie Fadenwürmer, Zestoden, Trematoden und infektiöse Protozoen verursacht werden. Zu den antiparasitären Medikamenten gehören Metronidazol, Jodochinol und Albendazol. Wie alle therapeutischen antimikrobiellen Mittel müssen sie den infizierenden Organismus abtöten, ohne den Wirt ernsthaft zu schädigen.

Therapeutika mit breitem WirkungsspektrumBearbeiten

Therapeutika mit breitem Wirkungsspektrum sind gegen mehrere Klassen von Krankheitserregern wirksam. Solche Therapeutika wurden als mögliche Notfallbehandlungen für Pandemien vorgeschlagen. Azithromycin ist derzeit das einzige identifizierte Breitspektrum-Therapeutikum.

Nicht-pharmazeutischBearbeiten

Ein breites Spektrum chemischer und natürlicher Verbindungen wird als antimikrobielle Mittel verwendet. Organische Säuren und ihre Salze sind in Lebensmitteln weit verbreitet, z. B. Milchsäure, Zitronensäure, Essigsäure, entweder als Zutaten oder als Desinfektionsmittel. So werden beispielsweise Rinderschlachtkörper häufig mit Säuren besprüht und dann abgespült oder gedämpft, um die Prävalenz von Escherichia coli zu reduzieren.

Oberflächen aus Kupferlegierungen haben natürliche intrinsische antimikrobielle Eigenschaften und können Mikroorganismen wie E. coli und Staphylococcus abtöten. Die US-Umweltschutzbehörde hat die Registrierung von 355 solcher antibakteriellen Kupferlegierungen genehmigt. Zusätzlich zur regelmäßigen Reinigung werden antimikrobielle Kupferlegierungen in einigen Gesundheitseinrichtungen und U-Bahn-Systemen als öffentliche Hygienemaßnahme installiert. Andere Schwermetallkationen wie Hg2+ und Pb2+ haben antimikrobielle Wirkungen, können aber toxisch sein.

Traditionelle Kräuterkundler verwendeten Pflanzen zur Behandlung von Infektionskrankheiten. Viele dieser Pflanzen wurden wissenschaftlich auf ihre antimikrobielle Wirkung hin untersucht, und es hat sich gezeigt, dass einige Pflanzenprodukte das Wachstum pathogener Mikroorganismen hemmen. Einige dieser Wirkstoffe scheinen Strukturen und Wirkungsweisen zu haben, die sich von denen der derzeit verwendeten Antibiotika unterscheiden, was darauf hindeutet, dass die Kreuzresistenz mit bereits verwendeten Wirkstoffen minimal sein könnte.

Ätherische ÖleBearbeiten

Vielen ätherischen Ölen, die in pflanzlichen Arzneibüchern enthalten sind, wird eine antimikrobielle Wirkung nachgesagt, wobei die Öle von Lorbeer, Zimt, Nelke und Thymian in Studien mit bakteriellen Krankheitserregern, die durch Lebensmittel übertragen werden, als die wirksamsten gelten. Kokosnussöl ist ebenfalls für seine antimikrobiellen Eigenschaften bekannt. Zu den aktiven Bestandteilen gehören Terpenoide und sekundäre Metaboliten. Trotz ihrer weit verbreiteten Verwendung in der Alternativmedizin werden ätherische Öle in der Schulmedizin nur begrenzt eingesetzt. Während 25 bis 50 % der pharmazeutischen Verbindungen pflanzlichen Ursprungs sind, wird keine davon als antimikrobielles Mittel eingesetzt, obwohl die Forschung in diese Richtung verstärkt wurde. Zu den Hindernissen, die einer verstärkten Verwendung in der Schulmedizin im Wege stehen, gehören eine unzureichende behördliche Aufsicht und Qualitätskontrolle, falsch etikettierte oder falsch identifizierte Produkte und begrenzte Verabreichungsformen.

Antimikrobielle PestizideBearbeiten

Nach Angaben der U.S.. Environmental Protection Agency (EPA) und definiert durch den Federal Insecticide, Fungicide, and Rodenticide Act, werden antimikrobielle Pestizide verwendet, um das Wachstum von Mikroben durch Desinfektion, Hygienisierung oder Reduzierung der Entwicklung zu kontrollieren und unbelebte Objekte, industrielle Prozesse oder Systeme, Oberflächen, Wasser oder andere chemische Substanzen vor Kontamination, Verschmutzung oder Verschlechterung durch Bakterien, Viren, Pilze, Protozoen, Algen oder Schleim zu schützen.

Antimikrobielle PestizidprodukteEdit

Die EPA überwacht Produkte wie Desinfektions- und Desinfektionsmittel für den Einsatz in Krankenhäusern oder Haushalten, um ihre Wirksamkeit zu überprüfen. Produkte, die für die öffentliche Gesundheit bestimmt sind, fallen daher unter dieses Überwachungssystem, einschließlich Produkte, die für Trinkwasser, Schwimmbäder, Lebensmittelhygiene und andere Umweltflächen verwendet werden. Die Zulassung dieser Pestizidprodukte erfolgt unter der Prämisse, dass sie bei ordnungsgemäßer Anwendung keine unzumutbaren Nebenwirkungen für Mensch und Umwelt aufweisen. Selbst wenn bestimmte Produkte bereits auf dem Markt sind, werden sie von der EPA weiterhin überwacht und bewertet, um sicherzustellen, dass sie ihre Wirksamkeit zum Schutz der öffentlichen Gesundheit beibehalten.

Die von der EPA regulierten Produkte für die öffentliche Gesundheit werden in drei Kategorien unterteilt:

• Sterilisatoren (Sporizide): Beseitigen alle Bakterien, Pilze, Sporen und Viren.
• Desinfektionsmittel: Zerstören oder inaktivieren Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Viren), dürfen aber nicht als Sporizide wirken (da diese am schwierigsten zu zerstören sind). Je nach Wirksamkeitsdaten klassifiziert die EPA ein Desinfektionsmittel als begrenzt, allgemeines/breites Spektrum oder als Krankenhausdesinfektionsmittel.
• Sanitizer: Verringern die Anzahl der Mikroorganismen, töten oder eliminieren aber möglicherweise nicht alle.

Sicherheit bei antimikrobiellen PestizidenBearbeiten

Nach einem Bericht der Centers for Disease Control and Prevention aus dem Jahr 2010 können Beschäftigte im Gesundheitswesen Maßnahmen ergreifen, um ihre Sicherheitsmaßnahmen gegen die Exposition gegenüber antimikrobiellen Pestiziden zu verbessern. Den Arbeitnehmern wird empfohlen, die Exposition gegenüber diesen Mitteln durch das Tragen von Schutzausrüstung, Handschuhen und Schutzbrillen zu minimieren. Darüber hinaus ist es wichtig, die Handhabungsanweisungen genau zu befolgen, da die EPA die Verwendung dieser Mittel als sicher eingestuft hat. Die Mitarbeiter sollten über die Gesundheitsgefahren aufgeklärt und ermutigt werden, bei einer Exposition einen Arzt aufzusuchen.

OzonBearbeiten

Ozon kann Mikroorganismen in der Luft, im Wasser und in Prozessanlagen abtöten und wurde unter anderem in der Küchenentlüftung, in Müllräumen, Fettabscheidern, Biogasanlagen, Kläranlagen, in der Textilproduktion, in Brauereien, Molkereien, in der Lebensmittel- und Hygieneproduktion, in der pharmazeutischen Industrie, in Abfüllanlagen, in Zoos, in kommunalen Trinkwassersystemen, in Schwimmbädern und Spas sowie beim Waschen von Kleidung und bei der Behandlung von Schimmel und Gerüchen im Haus eingesetzt.

Antimikrobielle WäscheBearbeiten

Antimikrobielle Wäsche kann die Ansammlung von Gerüchen und Flecken auf der Wäsche verringern, was wiederum ihre Langlebigkeit verbessert. Diese Kittel gibt es in einer Vielzahl von Farben und Ausführungen. Da sich die antimikrobielle Technologie rasant weiterentwickelt, sind diese Kittel leicht erhältlich, und jedes Jahr kommen neue, fortschrittlichere Versionen auf den Markt. Diese Bakterien können dann auf Bürotische, Pausenräume, Computer und andere gemeinsam genutzte Technik übertragen werden. Dies kann zu Ausbrüchen und Infektionen wie MRSA führen, deren Behandlung die Gesundheitsbranche jährlich 20 Milliarden Dollar kostet.