Amoxicillin ist ein Breitband-Beta-Lactam-Antibiotikum, das gegen verschiedene bakterielle Infektionen wirksam ist, darunter Ohren-, Atemwegs- und Harnwegsinfektionen. In diesem Artikel werden wir den Wirkmechanismus und die Herausforderungen bei Beta-Lactamase-produzierenden Bakterien untersuchen und erklären.
Was ist Amoxicillin?
Amoxicillin ist zur Behandlung von Infektionen angezeigt, die durch pathogene Bakterien verursacht werden. Das Spektrum der Erkrankungen ist breit und Infekte von Ohren, Nase und Rachen zählen dazu, wie auch Magenentzündungen durch Helicobacter pylori, Infektionen der unteren Atemwege und der Harnwege, akute bakterielle Sinusitis sowie Haut- und Strukturinfektionen. Amoxicillin ist ein weit verbreitetes Beta-Lactam-Antibiotikum, das in der EU über nationale Verfahren für die Verwendung in der Primärversorgung zugelassen wurde. Chemisch basiert es auf dem Grundgerüst von Penicillin, wobei eine zusätzliche Aminogruppe hinzugefügt wurde, was zu weniger Antibiotikaresistenz führt. Beta-Laktam-Antibiotika weisen alle in ihrer chemischen Struktur einen viergliedrigen Lactam-Ring auf.
Wie wirkt die Substanz genau – Wirkmechanismus von Amoxicillin?
Grampositive Bakterien haben eine Zellwand aus einem Glykopeptidpolymer, auch Murein genannt, siehe Abbildung. Dieses bildet einen grossen Sack aus vernetzten Glykopeptiden um die Bakterienzelle herum. Nur mit dieser Hülle überleben die Bakterien. Die Untereinheiten, aus denen die Zellwand aufgebaut ist, heissen Peptidoglycane oder Gycopeptide. Amoxicillin stoppt die Peptidoglycansynthese, das heisst es verhindert den Aufbau der Zellwand, indem es Schäden an dieser vernetzten Schicht verursacht. Amoxicillin dringt bei grampositiven Bakterien in die Peptidoglycanschicht ein und bindet an die Transpeptidase. Dies ist das Enzym, das die Reaktion katalysiert, bei der die Untereinheiten aneinander gebunden werden, aus denen die Zellwand aufgebaut wird. Das heisst, die Glykopeptide werden durch die Transpeptidase aneinandergebunden. Wenn Amoxicillin präsent ist, bildet der reaktive Lactam-Ring des Antibiotikums mit dem Murein Peptidbindungen aus, so dass dieses nicht mehr an weitere Untereinheiten binden kann. Es blockiert damit die korrekte Aktivität der Transpeptidase, was dazu führt dass keine weiteren Glycopeptide mit dem schon gebildeten Polymer vernetzt werden. Folglich wird die Zellwandstruktur der Bakterien zerstört. Wenn Amoxicillin eingesetzt wird, stoppt also die Peptidoglycansynthese, und unmittelbar treten Schäden an der Peptidoglycanschicht auf und infolgedessen geht die äußere Zellwand der Bakterienzellen kaputt. Die Bakterien sterben ab. Daher wirkt Amoxicillin bakterizid, was bedeutet, dass es die Bakterien abtötet.
Tötet Amoxicillin alle Bakterien ab – Teil des Wirkmechanismus von Amoxicillin?
Aufgrund einer Anfärbemethode benannt nach dem dänischen Wissenschaftler Hans Christian Gram werden Bakterien in grampositive und gramnegative eingeteilt. Unterschiede im Aufbau der Zellwände führt zu unterschiedlicher Gramfärbung. Beide Arten von Bakterien enthalten jedoch in ihrer Zellhülle als Aufbaustoff das Glycopeptidpolymer Murein. Daher wirkt Amoxicillin auf beide Gruppen. Weil durch Amoxicillin sehr viele verschiedene Bakterien abgetötet werden können, spricht man von einem Breitbandantibiotikum. Das Wirkungsspektrum von Amoxicillin umfasst den Schutz gegen Streptococcus-Arten, Listerien und Enterococcus spp. Darüber hinaus ist das Medikament auch wirksam gegen Haemophilus influenzae, bestimmte Escherichia coli-Stämme, Actinomyces spp., Clostridium-, Salmonella- und Shigella Arten, sowie auch Corynebacterien. Es gibt jedoch auch Bakterien, die ein Enzym namens Beta-Laktamase produzieren, das Amoxicillin abbaut und unwirksam macht.
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