Diese Seite dient der Selbstkontrolle für diejenigen, welche die Aufgaben zur Seite 209 bearbeitet haben und nun sehen wollen, wie ich geantwortet hätte.
| Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge zu den Aufgaben, bei denen es um Antibiotika geht. | |
| 1 | Fasse zusammen, was Alexander Flemming beobachtete und welche wichtige Erkenntnis er daraus gewann! |
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| Als Alexander Flemming wieder einmal eine verschimmelte Bakterienkultur ansah, da sah er endlich einmal genau hin oder begriff zum ersten Mal und als Erster, was er sah. Und er sah, dass sich rund um einen Pilz ein Saum (ein Streifen oder Grenzbereich) gebildet hatte, auf dessen Fläche keine Bakterien bzw. Bakterienkolonien wuchsen. Er schloss daraus, dass höchstwahrscheinlich der Pilz einen Stoff produziert und an das ihn umgebende Nährmedium abgab, der die Bakterie tötete oder zumindest an Wachstum und/oder Vermehrung hinderte. (Tatsächlich töten Penicilline sich teilende Bakterien, indem sie deren Bildung neuer Zellwände sabotieren. Es ist also nicht erst und schon gar nicht nur eine Behinderung des Wachstums, wie es unser Buch behauptet.) | |
| 2 | Erkläre, worin eigentlich die Nobelpreis-würdige Leistung von Alexander Flemming bestand! |
| Die besondere Leistung von Alexander Flemming bestand darin, über die Ursache einer Beobachtung nachgedacht zu haben, die vor ihm auch schon viele andere Forscher häufig gemacht hatten. Die Antwort auf die Frage zu finden, war einfach. Aber überhaupt die Frage zu stellen, war offensichtlich für alle anderen damaligen Mikrobiologen zu schwierig. (Zu schwierig war für die Autoren unseres Buches offensichtlich auch die korrekte Einordnung dieser Entdeckung. Denn die Entdeckung des Penicillin war keineswegs die erste Entdeckung eines Antibiotikums.) | |
| 3 | Ermittle (Lies und überlege), was der Nobelpreis für die eigentlich läppische Entdeckung des Alexander Flemming über die Natur des Menschen aussagt! |
| Fast alle Bakterienkulturen verschimmeln nach einer Weile und genau wie unzählige andere Forscher hatte Flemming das sicher schon Tausende Male gesehen. Genau wie alle Kollegen hatte er aber vorher nie darauf geachtet, nie genau hingesehen und nicht darüber nachgedacht. Natürlich war es eigentlich eine äußerst banale Entdeckung, dass es häufig rund um Schimmelpize mehr oder weniger breite Zonen gibt, in denen keine Bakterien wachsen. Man ist zunächst erstaunt darüber, dass dies vor Flemming noch niemandem aufgefallen war. Aber es existiert offensichtlich eine sehr hohe Hürde, die uns Menschen meistens daran hindert, genau hinzusehen und über Beobachtungen nachzudenken. Wir würden wohl auch ständig zu spät kommen und unsere alltäglichen Aufgaben vergessen, wenn wir über alles nachdächten, was wir sehen. Aber genau diese Aufmerksamkeit, Nachdenklichkeit und Neugier unterscheidet große Forscher (und Autisten) von Menschen ohne wissenschaftliche Begabung. | |
| 4 | Nenne die im Buch beschriebenen Wirkungsweisen von Antibiotika! |
| Einige Antibiotika hemmen den Aufbau bakterieller Zellwände. Andere blockieren den bakteriellen Stoffwechsel. | |
| 5 | Erkläre (mit Hilfe des Buchtextes), warum die Pharmaindustrie eigentlich moralisch verpflichtet wäre, ständig neue Antibiotika auf den Markt zu bringen! |
| Wäre sie nicht so sehr auf ihre Gewinne fixiert, dann müsste die Pharma-Industrie eigentlich ständig neue Antibiotika entwickeln, weil Bakterien ständig Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln, also unempfindlich werden. Andererseits wäre es auch eine Aufgabe der Politik, die Erforschung, Entwicklung und Erprobung neuer Antibiotika an Universitätsinstituten finanziell zu fördern. | |
| 6 | Erkläre (mit Hilfe des Buchtextes), warum Antibiotika die Entwicklung bakterieller Resistenzen fördern! |
| Antibiotika töten alle empfindlichen Bakterien und können auf diese Weise viel Platz für resistente Bakterien schaffen. Sie können sich nach dem Einsatz eines Antibiotikums stark vermehren und sich gegen die nicht resistenten Bakterien durchsetzen. | |
| 7 | Nenne (mit Hilfe des Buchtextes) zwei Gründe, aus denen Antibiotika mit breitem Wirkungsspektrum (Breitbandantibiotika) nur im Notfall eingesetzt werden sollten! |
| Je breiter das Spektrum der bekämpften Bakterien-Spezies ist, umso größer ist das Risiko, resistente Bakterienstämme zu züchten. Außerdem können Breitbandantibiotika die Darmflora zerstören und damit lebensgefährliche Krankheiten auslösen. | |
| 8 | Ermittle durch eigene Überlegung, in welchen beiden Fällen der Einsatz eines Breitbandantibiotikums das Risiko wert ist! |
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| 9 | Ermittle mit Hilfe der Wikipedia die Geschichte sämtlicher Antibiotika, die man entdeckte und teilweise auch schon kaufen konnte, bevor Penicillin als laut Biobuch erstes Antibiotikum die ersten zivilen Menschenleben rettete! |
| Schon 1893 isolierte und kristallisierte Bartolomeo Gosio die Mycophenolsäure aus einem Schimmelpilz der Gattung Penicillium. Gosio beobachtete und veröffentlichte, dass er damit das Wachstum des Milzbranderregers behindern konnte. Seine Veröffentlichung blieb aber unbeachtet. Auch schon 1897 reichte der französische Militärarzt Ernest Duchesne seine Doktorarbeit mit der durch systematische Experimente mit Meerschweinchen und Bakterienkulturen bestätigten Beobachtung ein, dass bestimmte Schimmelpilze über antibiotische Eigenschaften verfügen. Er selbst lernte das im Grunde von arabischen Stallknechten, die absichtlich das Wachstum von Schimmelpilzn auf Sätteln förderten, weil dadurch Scheuerwunden schneller abheilten. Seine Doktorarbeit war die erste wissenschaftliche Arbeit zur Erforschung der medizinischen Nutzbarkeit von Antibiotika produzierenden Schimmelpilzen, aber das Institut Pasteur verweigerte dieser Doktorarbeit des damals erst 23-Jährigen Mediziners die Anerkennung. Er starb an Tuberkulose, bevor die französische Akademie für Medizin erst aufgrund des Nobelpreises für Flemming begriff, wie unrecht man dem jungen Franzosen getan und wie sehr man durch die eigene Ignoranz den medizinischen Fortschritt auf Kosten unzähliger Menschenleben verzögert hatte. Das dritte von Menschen erforschte Antibiotikum war Arsphenamin. Es wurde durch den Chemiker Alfred Bertheim im Labor von Paul Ehrlich synthetisiert sowie 1909 von Paul Ehrlich und Sahachiro Hata positiv getestet. Es wurde von Hoechst produziert und kam als wirksames und relativ ungefährliches Medikament gegen die damals weit verbreiteten Geschlechtskrankheit Syphilis unter dem Namen Salvarsan 1910 als erstes Antibiotikum in den Handel. Das vierte von Menschen entdeckte und das dritte auf den Markt gebrachte Antibiotikum war Penicillin. Alexander Flemming hatte seine antibiotische Wirksamkeit zwar schon 1928 entdeckt und auch schon seine Ungefährlichkeit für menschliche Zellen nachgewiesen, aber es gelang ihm nicht, Penicillin in ausreichender Menge und Reinheit zu isolieren. Erst 1938 untersuchten Howard Florey, Ernst Chain und Norman Heatley systematisch alle von Mikroorganismen gebildeten Stoffe mit veröffentlichter antibakterieller Wirkung und Ernst Chain stieß dabei auch auf die 10 Jahre alte Veröffentlichung von Fleming. Vor allem Heatley isolierte Penicillin aus Schimmelpilzkulturen, während die Kollegen seine therapeutische Wirkung zunächst an Mäusen und 1941 auch an einer ersten Patientin untersuchten. Nachdem sie keine Unterstützung britischer Pharma-Unternehmen erhalten hatten, gingen Florey und Chain in die nicht von deutschen Raketen bedrohten USA, wo das Militär ein für den Ausgang des zweiten Weltkriegs sehr wichtiges Programm mit Tausenden Mitarbeitern für die Zucht und Kultivierung des Pilzes sowie die Testung und Produktion von Penicillin organisierte. 1945 erhielten Fleming, Chain und Florey für ihre Entdeckung den Nobelpreis, während man Heatley überging. Das fünfte von Menschen entdeckte und das zweite chemisch synthetisierte sowie auf den Markt gebrachte Antibiotikum war 1935 ein Sulfonamid. Nach dem Vorbild von Ehrlichs Salvarsan hatte der große deutsche Chemiekonzern I.G. Farben ein Forschungsprogramm zur systematischen Entwicklung von antibakteriell wirksamen Verbindungen aus der Gruppe der Farbstoffe aus der Steinkohlenteer begonnen. In dessen Verlauf synthetisierten Fritz Mietzsch und Joseph Klarer 1932 ein Sulfonamid und Gerhard Domagk veröffentlichte im Februar 1935 den Nachweisen, dass es in Versuchstieren zu einem antibakteriell wirksamen Stoff verarbeitet wird. I.G. Farben verkaufte es unter dem Markennamen Prontosil und Domagk wurde 1939 der Nobelpreis verliehen. Das sechste von Menschen entdeckte Antibiotikum war das 1939 von René Dubos aus menschlichen Tränen isolierte und chemisch sowie klinisch analysierte Tyrothricin, das aus den Polypeptiden Tyrocidin und Gramicidin besteht und auch schon Jahre vor Penicillin kommerziell verfügbar war. |
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Dokumentation: Die unsichtbare Macht der Mikroben
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Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0