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Nutztierwissenschaften (Fach) / 8) (Lektion)

Antibiotika

Diese Lektion wurde von Monale erstellt.

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  • Was sind Antibiotika? Stoffe, die von Mikroorganismen gebildet werden - hemmen das Wachstum von anderen Mikroorganismen (Bakteriostase) - töten andere Mikroorganismen ab (Bakteriozidie)
  • Welche Arten von Antibiotika kennen Sie?  Chemotherapeutika: antibiotisch wirksame Verbindungen, die chemisch synthetisiert werden  antimikrobiell wirksame Substanzen (AMS)
  • Was sind Chemotherapeutika? antibiotisch wirksame Verbindungen, die chemisch synthetisiert werden
  • Welche Arten von beta-Laktam-Antibiotika kennen Sie?  Penicilline Cephalosporine  Monobactame  Carpapeneme
  • Wie werden beta-Laktam-Antibiotika synthetisiert? Nennen Sie Beispiele.  biosynthetisch: Penicillium notatum, Cephalosporium acremonium  semisynthetisch: Penicilline, Cephalosporine, Cephamycine  vollsynthetisch: Monobactame, Carbapeneme
  • Wie wirken beta-Laktam-Antibiotika?  keine Wirkung auf ruhende Bakterien  zellwandlose Bakterien intrazellulär parasitierende Bakterien  langsam wachsende Bakterien bakterizid -> große therapeutische Breite
  • Was versteht man unter dem Eagle-Effekt? = Wirkungstyp beta-Laktam-Antibiotika - verminderte Wirksamkeit von manchen Antibiotika bei hohen Bakterienkonzentrationen - Ursachen• verminderte Expression von Penicillin-bindenden Proteinen • Induktion von bakteriellen Resistenzmechanismen• Fällung des Penicillins• antagonistische Effekte
  • Was sind Tetrazykline? Nennen Sie Beispiele. -> viergliedriges Ringsystem (Naphtacen)  Chlortetrazyklin Oxytetrazyklin Doxicyclin Monocyclin
  • Wie werden Tetrazykline synthetisiert? Nennen Sie Beispiele.  biosynthetisch: Streptomyces aureofaciens, Streptomyces rimosus  semisynthetisch: Doxicyclin, Monocyclin
  • Wie und wo greifen Tetrazykline den Organismus an?  hemmen die ribosomale Proteinbiosynthese.  verhindern die Anlagerung der Aminoacyl-tRNA an die Akzeptorstellen der 30 S-Untereinheit der Ribosomen  Verlängerung der Peptidkette gehemmt
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  • Wie wirken Tetrazykline?   wirken bakteriostatisch auf grampositive und gramnegative Bakterien  wirken auf intrazelluläre und zellwandlose Bakterien (z. B. Mykoplasmen, Rickettsien und Chlamydien) und Spirochäten (z. B. Borrelien und Treponemen)  einige: klinische Wirksamkeit gegen Mykobakterien  Inaktivierung durch Calciumionen (Milch) oder Antacida
  • Wann werden Antibiotika und der Tierhaltung eingesetzt?  Behandlung von bakteriell bedingten Tierkrankheiten- Einzeltierbehandlungen- Bestandsbehandlungen (Futter, Wasser)- metaphylaktische Behandlung des Gesamtbestandes bei Erkrankungen von Einzeltieren  Prävention von Zoonosen  höhere Effizienz in der Tierproduktion  qualitativ hochwertige und sichere Lebensmittel von Tieren
  • Was sind multiresistente Erreger? Mikroorganismen, die gegen mehrere antimikrobiell wirksame Substanzen (Wirkstoffgruppen) unempfindlich sind.
  • Welche Arten von multiresistenten Erregern kennen Sie?  Methicillin-resistente Staphylokokken (MRSA, MRSP)  Vancomycin-resistente Enterokokken (VRE)  ESBL-Enterobacteriaceae  Clostridium difficile (CDI)  MDR- bzw. XDR-M. tuberculosis
  • Was wissen Sie über multiresistente Erreger? meist weder aggressiver noch verursachen sie häufiger Infektionen als die Wildtypen. aber  Im Falle einer Infektion mit nachfolgender Erkrankung sind aber der Großteil der antimikrobiell wirksamen Substanzen wirkungslos.  Unter Selektionsdruck können sich diese Erreger leichter verändern (Plasmidselektion).
  • Was ist ESBL/BSBL? = multiresistenter Erreger  extended-spectrum ß-Lactamasen (TEM, SHV, CTX-M) - erstmals 1965 in Griechenland: Patient Temoneira (TEM) - ab 2000 v.a. CTX-M- ST131 ist global verbreitet  AmpC ß-Lactamasen (CMY) - erstmals 1940 in E. coli  Carbapenemasen (Metallo-ß-Lactamasen, Class B, VIM, IPM, NDM) - NDM erstmals 2008: Patient in Frankreich, der nach Indien reiste  Oxacillinasen (Typ D, OXA-48-like)
  • Was versteht man unter der postantibiotischen Ära?  jährlich 6.000 Tote in Deutschland, weltweit 700.000 durch MRE  einfache Infektionen z.T. nicht mehr therapierbar, Bedrohung für das Gesundheitssystem und die Weltwirtschaft  akutes Gefährdungspotential: WHO, G7-Gipfel, UN-Vollversammlung, WWF  Kenntnisstand in der Bevölkerung sehr gering (WHO-Befragung)
  • Warum sind Bakterien resistent gegen Antibiotika? Was trägt zur Resistenzentwicklung bei? intrinsische Resistenzen natürlicherweise vorhanden folgt den Mechanismen der Evolutionsbiologie  „survival of the fittest“ erworbene Resistenzen Mutationen (metabolische Gene, Zielstrukturen) horizontaler Gentransfer (Mobilisierung von Genen)  Selektionsdruck
  • Welche Mechanismen sorgen für Resistenztwirkungen? enzymatische Inaktivierung ß-Lactamasen, Acetyltransferasen Verringerung der intrazellulären Konzentration Infflux  Efflux Veränderungen der Zielstrukturen alternative Bindeproteine (PBP, mecA)  rRNA-Methylasen
  • Wir wirkt Selektionsdruck auf die Resistenzentwicklung?  falsche Anwendung (Indikation, Dosierung, Dauer)  umfangreicher Einsatz (Tierhaltung) Rückstände in der Umwelt
  • Was versteht man unter subinhibitorischen/dubletalen Konzentrationen? => Selektionsdruck! • Selektion von bereits vorhandenen resistenten Bakterien • Selektion von de novo-Resistenzen (Akkumulation)• Induktion von adaptiver Evolution (Virulenz, Antigenität)• Signalmoleküle (Genexpression, Virulenz, Biofilmbildung)
  • Wie können Antibiotikaresistenzen erworben werden? bereits resistente Bakterien -> horizontaler Gentransfer -> neue resistente Bakterien empfindliche Bakterien -> Mutation -> neue resistente Bakterien
  • Was versteht man unter horizontalem Gentransfer? -> Verbreitung von Resistenzen  - in polymikrobiellem Umfeld (Darm, Boden, etc) - Mobilität der genetischen Elemente - Selektionsdruck
  • Welche Probleme in der Tierhaltung begünstigen die Resistenzentwicklung?  Prophylaxe/Metaphylaxe ohne gesicherte Indikation  „prophylaktische“ Unterdosierung  Langzeitexposition  hohe Einsatzmengen -> selektives Umfeld  Applikation von Reservemittel (Chinolone) => wichtiger Bestandteil bei der Entwicklung und Verbreitung von Resistenzen
  • Nennen Sie ein Beispiel für Reservemittel. Chinolone -> wichtiger Bestandteil bei der Entwicklung und Verbreitung von Resistenzen
  • Wie können sich Resistenzen verbreiten? Mensch – Tier – Umwelt  direkter Kontakt (Tierverkehr, Personal) Lebensmittelkette Umfeld der Tierhaltung - Luft (Aerosole, Stäube, Abluft, undichte Lagerbehälter, Biogasanlage (in Luft, Boden, Wasser))- Gewässer- Boden (Gülle, Festmist)- Haustiere, Wildtiere, Schädlinge
  • Was sind Resistome? = in allen Kompartimenten natürlich vorkommende und erworbene Antibiotikaresistenzen
  • Bei welchen Bakterien handelt es sich um MRE? multiresistente grampositive und gramnegative Bakterien in Menschen, Tieren, Pflanzen und Umwelt sehr weit verbreitet zoonotisches Potential multiresistenter Bakterien (MRSA, ESBL)
  • Welche geopolitischen Veränderungen haben Einfluss auf die Resistenzsituation?  China, Indien-massive Häufung von Resistenzen- Überalterung der Bevölkerung- Einsatz von großen Mengen von Antibiotika in der Tierproduktion - Erste Welt-Medizin vs. Dritte Welt-Hygiene  Migration  Globalisierung der Märkte
  • Mit welchen Antibiotika kann man Resistenzen entgegenwirken? Reserveantibiotika (nicht immer!)
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  • Was wissen Sie über Carbapenemase-Bildner?   erstmals 1998 in USA: S. Cubana in einem 4-jährigen Patienten   keine Reserveantibiotika gegen diese Gruppe von resistenten Bakterien (Tigecyclin)   sehr diverse Gruppe (Spezies, Enzyme, Epidemiologie)  sehr schwierig adäquate Wirkstoffe zu entwickeln  auch in Nutz- und Haustieren, Umwelt und Wildvögeln (letzte 4-5 a)   noch nicht in Lebensmitteln gefunden
  • Was wissen Sie über übertragbare Resistenzen gegen Colistin? in vielen Ländern nachgewiesen   Geflügel, Schwein  konjugatives Plasmid (mcr-1-Gen)  wahrscheinlich im Tierbereich entstanden  global one-health approach DE: Schwein, E.coli
  • Was können wir tun, um diese Resistenzsituation zu entschärfen? Monitoring/Surveillance Vermeidung der weiteren Entstehung von resistenten Mikroorganismen- Reduzierung der Einsatzmengen- weltweites Verbot des Einsatzes von Leistungsförderern Reduktion in der Tierhaltung- 16. Novelle des Arzneimittelgesetzes-> Datenbank zur Erfassung -> tierärztl. Hausapotheken (TÄHAV)   - Diagnostik mit Antibiogramm   - Umwidmung   - Reserveantibiotik
  • Was machen wir mit den vorhandenen resistenten Bakterien und Resistenzen? Infektionsprophylaxe-Strategien Impfstrategien Entwicklung neuer/neuartiger Antibiotika Deutsche Antibiotika-Resistenzstrategie (DART 2020) (polit. Maßnahmen)
  • Was machen wir mit den vorhandenen resistenten Bakterien und Resistenzen? Infektionsprophylaxe-Strategien Impfstrategien Entwicklung neuer/neuartiger Antibiotika Deutsche Antibiotika-Resistenzstrategie (DART 2020) (polit. Maßnahmen)
  • Wie können Übertragungen von MR unterbrochen werden?  Eingangs-Screening und Isolation  Hygienemaßnahmen  medizinische Einrichtungen -> Krankenhaushygiene  Tierhaltung -> Biosicherheitsmaßnahmen  Lebensmittelsicherheit
  • Wie werden Impfstrategien gegen die Resistenzentwicklung eingesetzt?  klassische Impfstoffe gegen bakterielle Infektionskrankheiten  Impfstoffe gegen Antibiotika-Resistenzmechanismen
  • Welche alternativen Therapie- und Prophylaxestrategien könnten den Antibiotikaverbrauch reduzieren? Alternative Therapie- und Prophylaxestrategien  Bacteriocine + Bakteriophagen  Optimierung der Mikrobiota, Physiologie, Immunologie (Darm)->  Präbiotika, Probiotika, Synbiotika (Futterzusätze) & Butyrate etc.  Immunprophylaxe, - therapie  Hygienemaßnahmen  Resistenz-Züchtung bei Nutztieren  
  • Was sind Bacteriocine und wie wirken diese gegen Resistenzen?  bakterizide Peptide (5-15 kDa) werden von Bakterien produziert Interagieren mit der Zellmembran v.a. bei grampositiven Bakterien wirksam spezifisch -> kaum Schädigung der Standortflora  werden relativ schnell enzymatisch abgebaut Resistenzentwicklung möglich
  • Wie werden Bakteriophagen gegen Resistenzen eingesetzt?  therapeutischer Einsatz- lytische Phagen (Autodosierung) - Lysine (nur bei grampositiven Bakterien einsetzbar)  hohe Spezifität- keine Schädigung der Standortflora- enges Wirkungsspektrum -> Phagencocktails  kaum Resistenzentwicklung  biologische Desinfektion
  • Wie kann kann das Mikrobiom im Darm optimiert werden?  Kompetition Physiologie Immunologie Präbiotika, Probiotika, Synbiotika  Futterzusätze Butyrate etc. Quorum sensing-Quencher 
  • Welche alternativen Immunprophylaxe, -therapien werden gegen MR eingesetzt?  klassische Impfstoffe gegen bakterielle Infektionskrankheiten   stallspezifische Vakzinen   Vakzinen gegen bestimmte Darmbewohner zur Verbesserung der Mikrobiota-Funktion   Immunglobuline
  • Welche Hygienemaßnahmen müssen zur Eindämmung von MR beachtet werden?  Biosicherheit Bestandteil der Vorgaben der 16. AMG-Novelle bei Überschreiten des Mittelwertes -> Hygienekonzept  Haltungsoptimierung
  • Fassen Sie das wichtigste, im Zusammenhang mit MR, zusammen.  Verwendung eines Paradoxons in der Therapie Tempo der Resistenzentwicklung beeinflussen Alternativen weiterentwickeln (enges Spektrum) übermäßiger Gebrauch versus eingeschränkter Zugang  Entwicklung und Zulassung neuer Antibiotika -> Jeder Einzelne ist gefragt!
  • Was ist ein Antibiogramm und was wird hierbei beachtet?  Bei welcher Konzentration hemmt Antibiotikum das Wachstum eines bestimmten Krankheitserregers?   Welches Antibiotikum kann erfolgreich zur Behandlung eingesetzt werden?   Wie entwickeln sich Resistenzen? ->  Instrument zur Vermeidung von Resistenzbildung!
  • Wie wird ein Antibiogramm angelegt?  Reinkultur  Bestimmung des Hemmhofdurchmessers: Agardiffusionstest  Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration (MHK, MIC): Dilutionstest  E-Test -> gezielte Antibiose möglich
  • Erklären Sie das Prinzip des Agardiffusionstests.   Bakteriensuspension definierter Dichte  Aufbringen auf standardisierte Agarplatte (Müller-Hinton Agar)  Auflegen von mit definierten Antibiotikakonzentrationen getränkten Filterplättchen  Bebrütung  Messung der Hemmhofdurchmesser  Rückschlüsse auf Wirksamkeit (entsprechend definierten Standards; CLSI) -> Normierung und Standardisierung notwendig - Bakteriensuspension- Nährboden- Arbeits- und Inkubationsschritte -> einfach und preisgünstig  abhängig von der Größe des Hemmhofes und der Wirkstoffkonzentration
  • Welcher Agar wird beim Agardiffusionstest verwendet? Müller-Hinton-Agar
  • Wie werden die Ergebnisse des Agardiffusionstests eingeteilt? -  "sensibel" (oder empfindlich),-  "mäßig sensibel" (oder intermediär wirksam) und-  "resistent" (oder unempfindlich) unterteilt
  • Erklären Sie das Prinzip der minimalen Hemmkonzentration. Bestimmung der MHK  Flüssigmedium mit Antibiotika standartisierter Konzentra- tion mit einer standartisierten Bakteriensuspension beimpft und inkubiert  Verdünnungsreihe des Antibiotikums