Schon kurze Antibiotika-Einnahme schädigt Darm und Mitochondrien

Antibiotikamissbrauch ist ein globales Gesundheitsproblem. Laut der US-amerikanischen Seuchenschutzbehörde (CDC) werden jährlich 2,8 Millionen Fälle antibiotikaresistenter Infektionen diagnostiziert, und 35.000 Menschen sterben daran.
Doch wie genau entkommen Bakterien eigentlich den Antibiotika? Bakterien sind zähe Mikroorganismen, die sich auf verschiedene Arten anpassen können:

1. Intrinsische Resistenz – Durch evolutionäre Veränderungen in der Struktur oder den Komponenten entsteht natürliche Widerstandskraft.

2. Erworbene Resistenz – Durch genetische Mutationen oder das „Ausleihen“ resistenter DNA von anderen Bakterien entsteht Resistenz.

3. Genetische Veränderungen – Bakterien verändern die Proteinsynthese so, dass die von Antibiotika angegriffenen Komponenten nicht mehr erkannt werden.

4. DNA-Transfer – Bakterien kommunizieren miteinander und übertragen widerstandsfähige DNA durch Gentransfer.

Antibiotika gehören zu den schädlichsten Substanzen für Ihre Gesundheit.
Neue Studien zeigen: Selbst kurze Anwendungen führen zu dauerhaften Veränderungen im Darmmikrobiom, wodurch die Erholung erschwert wird.

Kurzzeitiger Antibiotikaeinsatz löst langanhaltende Resistenz im Darm aus

In einer im Fachmagazin Nature veröffentlichten Studie untersuchten Forscher, ob schon kurzfristiger Antibiotikaeinsatz resistente Stämme hervorruft und ob diese Veränderungen langfristige Folgen haben.

• Antibiotika erzeugen sofort resistente Stämme: 60 gesunde Erwachsene erhielten 500 mg Ciprofloxacin – zweimal täglich für fünf Tage. Stuhlproben wurden über 20 Wochen analysiert. Ergebnis: Bereits nach wenigen Tagen entwickelten vorher anfällige Bakterien Resistenzen gegen das Antibiotikum. Etwa 10 % der Darmbakterien entwickelten schnell Resistenzen durch Mutationen im Gen gyrA, das die DNA-Gyrase beeinflusst und Ciprofloxacin damit unwirksam macht.

• Die Rolle von gyrA: Von 2,3 Millionen genetischen Varianten zeigten 513 drastische Veränderungen im gyrA-Gen. Laut Medical Xpress hielten diese Resistenzen länger als 10 Wochen an und könnten bis zu ein Jahr nachweisbar bleiben.

• Resistente Bakterien zeigen kaum funktionelle Einbußen: Üblicherweise beeinträchtigen Resistenzen die Überlebensfähigkeit von Bakterien. Doch in diesem Fall war das nicht so – die mutierten Bakterien blieben leistungsfähig.

• Resistente Stämme vermehren sich schnell: Verschiedene Bakterienarten entwickelten unabhängig voneinander dieselbe gyrA-Mutation. Dies zeigt, wie schnell sich Bakterien anpassen können.

• Nützliche Stämme verschwinden: Je größer die Ausgangspopulation eines Stammes war, desto dramatischer fiel der Rückgang aus – und desto stärker verbreiteten sich danach resistente Stämme.

• Resistenz bleibt erhalten: Auch nach Absetzen der Antibiotika bleibt die Resistenz erhalten und kann auf neue Bakterien übertragen werden:

„Bestimmte Bakterien-Populationen können als Reservoir für Resistenzgene dienen, die über horizontalen Gentransfer auf pathogene Bakterien übergehen – auch ohne Antibiotikakontakt.“

Fazit: Bereits kurzfristiger Antibiotikaeinsatz fördert resistente Bakterien und stört die mikrobielle Balance im Darm langfristig.

Der Antibiotikakonsum der Bevölkerung eines Landes beeinflusst die kollektive Darmgesundheit

Eine weitere Studie in Nature Communications untersuchte den Zusammenhang zwischen nationalem Antibiotikaverbrauch und der Häufigkeit von Antibiotikaresistenzgenen (ARGs) im Darm von Menschen die keine Antibiotika nahmen:

• Länder mit hohem Antibiotikaverbrauch haben Antibiotika resistentere Mikrobiome: In Ländern wie Spanien, Italien und Griechenland wiesen Menschen signifikant mehr Antibiotika resistente Gene (ARG) auf als in Ländern mit niedrigem Verbrauch, etwa den Niederlanden oder Dänemark.

• ARGs bleiben über Jahre bestehen: Selbst wenn der Antibiotikaverbrauch sinkt, bleiben Resistenzgene in der Bevölkerung für Jahre oder Jahrzehnte erhalten.

• Reisen erhöht die Resistenzbelastung: Besucher aus Ländern mit geringer Resistenz nehmen ARGs bei Reisen in Länder mit hoher Resistenz auf – und bringen sie mit nach Hause.

• Antibiotika begünstigen resistente Stämme: Der Einsatz von Antibiotika fördert resistente Bakterien, indem er deren Konkurrenz verringert. „Der Selektionsdruck betrifft das gesamte Mikrobiom“, so die Forscher.

• Antibiotikaarme Bevölkerungen haben vielfältigere Mikrobiome: Die Studie zeigte eine bis zu fünffach höhere ARG-Belastung in Ländern mit hohen Antibiotikaeinsatz.

Antibiotikagabe in der Kindheit verändert die Darmgesundheit langfristig

In einer in der Zeitschrift Microbiome veröffentlichten Studie wurde untersucht, wie sich die Einnahme von Antibiotika in der Kindheit langfristig auf die Darmbakterien auswirkt. Konkret wollten Forscher aus China genau verstehen, wie Antibiotika, die in der Kindheit verabreicht wurden, die mikrobiellen Netzwerke im Darm dauerhaft stören und die allgemeine Gesundheit und den Stoffwechsel bis ins Erwachsenenalter beeinflussen können.

Für die Studie wurde ein Tiermodell verwendet, das einen klaren Rahmen für die Beobachtung langfristiger Auswirkungen bietet. Die Versuchspersonen erhielten im Alter von vier Wochen an acht aufeinanderfolgenden Tagen Ceftriaxon – ein häufig verschriebenes Antibiotikum für Kinder. Anschließend beobachteten die Forscher ihre Darmbakterien und ihren Stoffwechsel 14 Monate lang genau, eine Zeitspanne, die beim Menschen dem frühen Erwachsenenalter entspricht.

• Selbst eine kurze Antibiotikagabe in jungen Jahren führte zu einer erheblichen Verringerung der Bakterienvielfalt, die sich zudem nie wieder vollständig erholte. Einfacher ausgedrückt: Ihr Darmmikrobiom verlor dauerhaft viele wichtige Bakterienarten, wurde weniger robust und weniger wirksam bei der Unterstützung einer gesunden Verdauung und Immunsystemfunktion.

• Strukturelle Störungen im Mikrobiom: Normalerweise besteht ein gesunder Darm aus vielen verschiedenen Bakterien, die wie ein dichtes, stabiles Netz zusammenwirken. Nach der Einnahme von Antibiotika fanden die Forscher jedoch weniger Verbindungen zwischen den Bakterienarten, was bedeutet, dass die mikrobielle Gemeinschaft fragmentiert und brüchig wurde. Dies machte das Mikrobiom anfälliger für zukünftige Störungen.

• Langfristige Auswirkungen bis ins Erwachsenenalter: Die einmalige Antibiotikagabe hinterließ bleibende Schäden. 

• Schlüsselbakterien wurden ausgelöscht: In der Studie wurde hervorgehoben, wie eine frühe Antibiotikabehandlung speziell „Schlüssel-Bakterien“ abtötet. In diesem Fall handelt es sich um Bakterien, die zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts und der Stabilität innerhalb des mikrobiellen Gemeinschaft beitragen. Als Antibiotika diese wichtigen Akteure auslöschten, geriet das gesamte bakterielle Ökosystem aus den Fugen und konnte sich nie wieder vollständig erholen:

„Die Anzahl an Schlüsselbakterien in den Monaten 1–7 war deutlich geringer als in der Kontrollgruppe.“