Hier eine Vorschau,
wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

Basiswissen

• Beta Laktam-Antibiotika (BL-AB): Penicilline, Cephalosporine, Carbapeneme, Monobactame, Beta-Laktamase-Hemmer

  Bleistifte (pencils), Chefin-Büste, Carba-Kakao, Monokel-Dame, Maulkorb für gefräßige Hunde

  Laktam erinnert vom Klang an Laktat, Milchsäure. Wir zeigen die Beta-Laktame hier durch die Polizistinnen, die Milch und Kaba trinken. Beta-Laktam-Antibiotika sind eine große Gruppe zellwandschädigender antibakterieller Substanzen. Zu den Beta-Laktam-Antibiotika (BL-AB) zählen die zahlen- und verschreibungsmäßig häufigen Penicilline (hier die Bleistifte, von engl. pencils – einer wird gehalten von der Polizistin Penny Cilline). Und hierzu zählen die Cephalosporine (hier die Büste ihrer Chefin, Chef wie in Cephalosporin, z.B. Ceftriaxon). Weitere Beta-Laktam-Antibiotika sind schweren Infektionen vorbehalten: Die Carbapeneme (hier der Kakao der Marke Carba) und Monobactame (die Polizistin mit Monokel). Weitere Beta-Laktame sind Clavulansäurederivate; dies sind Beta-Laktamase-Hemmer (hier die Maulkörbe – die Beta-Laktamasen zeigen wir immer durch bissige Hunde, denn diese vermögen unsere Gesetzeshüter außer Gefecht zu setzen). Beta-Laktamase-Hemmer können mit bestimmten Beta-Laktam-Antibiotika kombiniert werden, um deren Spektrum zu erweitern.

• I: Penicilline (teils Cephalosporine): Option in der Schwangerschaft außer Piperacillin

  Penny Cilline ist schwanger

  Penny Cilline ist schwanger – kein Wunder also, dass sie so viel Milch trinkt: Penicilline sind eine Option für die Antibiotika-Therapie innerhalb der Schwangerschaft. Einzige Ausnahme bildet Piperacillin (eine durchgebrochene Pfeife, engl. pipe, für Piperacillin, liegt auf ihrem schwangeren Bauch). Optionen bei den Cephalosporinen sind Cefuroxim der 2ten Generation und Ceftriaxon der 3ten Generation, s. Meditrick Cephalosporine.

• W: Zellwandsynthese durch Penicillin-bindende Proteine (PBP): Transpeptidasen und Carboxypeptidasen

  Mauerbau, Bleistift-bindende Brote, “Tanz mit Pepp” und Car-Box

  Ein Maurer baut gerade eine neue Glasstein-Mauer im Polizeirevier. Die Polizistinnen sind ziemlich genervt und haben ihn auf dem Gewissen. Sein Brot ist gespickt mit den Bleistiften (engl. pencils für Penicillin), die sie nach ihm geworfen haben. Mit den Penicillin-bindenden-Proteinen (PBP) fasst man die Enzyme zusammen, die die Zellwandsynthese der Bakterien betreiben (hier das Brot mit Stiften drin). Penicillin-bindende-Proteine verbinden Moleküle der bakteriellen Zellwand (daher hier die Mauer) zu fischnetzartigen Polymeren. Bakterienstämme haben vier bis acht dieser Enzyme, es sind Transpeptidasen (aus dem Radio des Maurers erscheint noch der Slogan “Tanz mit Pepp!” für die Transpeptidasen) und Carboxypeptidasen (er dachte zuletzt an sein Auto zuhause, das Car in der Box, für die Carboxypeptidasen). PBPs kommen beim Menschen nicht vor.

• W: Reaktion mit PBPs bedingt osmotische Bakterizidie

  Maurer hat sich an Backstein-artiger Milchflasche geschnitten und ist verstorben

  Der Maurer hat die Polizistinnen scheinbar wirklich sehr gestört. Sie haben ihm eine ihrer Milchflaschen mit Sprung unter die Glasbausteine geschmuggelt. Daran hat sich der Maurer geschnitten und ist verblutet: Beta-Laktam-Antibiotika reagieren mit den PBPs – ihr Beta-Laktamring ähnelt den Zielstrukturen dieser Enzyme in der bakteriellen Zellwand (die Milchflasche ähnelt grob den Mauersteinen). Zellwanddefekte sind die Folge, die Bakterien sterben durch den Einstrom von Wasser (man spricht von osmotisch bedingter Bakterizidie). [Das die Bakterien umgebende Milieu ist hyperton.]

• W: Beta-Laktamasen: Hydrolytische Spaltung des Beta-Laktamrings

  Bissige Hunde: Sabbern und zerbeißen Stift

  Die bissigen Hunde des Maurers wollen Rache für ihr Herrchen: Bestimmte Bakterienstämme bilden Beta-Laktamasen (die bissigen Hunde), von denen viele verschiedene existieren. Man spricht z.B. von Penicillinasen (Penicillin-inaktivierend, ein Hund zerbeißt einen Bleistift), Cephalosporinasen (CS-inaktivierend, ein Hund zerbeißt eine weitere Statue der Chefin) oder Carbapenemasen (die zerbissene Kaba-Tasse). Beta-Laktamasen spalten hydrolytisch (die Hunde sabbern ordentlich) die Beta-Laktambindung von Beta-Laktam-Antibiotika, bevor diese die Penicillin-bindenden-Proteine (PBP) erreichen.

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Expertenwissen

• Beta-Laktamase-Gene im Bakterienchromosom oder auf R-Plasmid

  Hund mit Plakette aus Chrom, Plasmid-Ring mit “R” um Hundefuß

  Die Gene für Beta-Laktamasen finden sich entweder auf bakteriellen Chromosomen (ein Hund trägt eine Plakette aus Chrom) oder aber auf dem R-Plasmid (der Ring um seine Pfote erinnert an die schematische Darstellung von Plasmiden, daran baumelt ein “R”).

• Erhöhter Selektionsdruck → ↑ Beta-Laktamasen, ↓ Zellwanddurchlässigkeit, verändertes PBP

  Hunde müssen sich etwas überlegen: Hundenachwuchs, Baustein-Vorrat, verpacktes Brot

  Den Bösewichten dieser Welt ist auch klar, dass sie mehr bissige Hunde gegen die Polizei brauchen und v.a. klügere bissige Hunde! Immer mehr Antibiotika werden verschrieben. Dies erhöht den Selektionsdruck auf Bakterien. Die Mechanismen dabei sind zum Ersten: Die gesteigerte Produktionsrate der Beta-Laktamasen (hier der reichliche Nachwuchs bissiger Hunde); zweitens die abnehmende Zellwanddurchlässigkeit der Bakterien (hier der Vorrat an Backsteinen, die viel Licht-undurchlässiger sind als Glassteine) und drittens die Penicillin-bindenden Proteine, die sich verändern (hier das veränderte Brot – es ist verpackt!) – die Affinität der Beta-Laktam-Antibiotika zu den PBPs nimmt ab.

• I: Extended-Spectrum Beta-Lactamasen (ESBL) bei v.a. E. coli & Klebsiellen ← auch Carbapenemasen

  Speck wird auf Hund geklebt vom E-Kolibri mit Kleber – Kaba-Tasse

  Besonders gefährlich: Die Hunde mit Speck um den Hals! Extended-Spectrum Beta-Lactamasen (ESBL) können ein breiteres Spektrum von Beta-Laktam-Antibiotika spalten. Hauptsächlich E. coli und Klebsiellen tragen ESBL-Gene (ein elektrischer E-Kolibri nutzt seinen Kleber, um dem Hund den Speck anzukleben). Hier sind auch Monobactame nicht mehr wirksam und es muss auf Reserve-Antibiotika, wie Carbapeneme oder sogar Tigecyclin, zurückgegriffen werden. Neben dem Hund entführt ein roter Luftballon mit Klebestift eine Kaba-Tasse: Es gibt Carbapenemase-bildende Klebsiellenstämme, die Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC).

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