Zellwandlose Bakterien: Mycoplasma
Mycoplasmen sind Bakterien ohne Zellwand, und deshalb sind Zellwandantibiotika wie die β-Lactame gegen sie wirkungslos.
Das Wichtigste in Kürze
- Zellwandlose Bakterien sind Eubakterien, denen von Natur aus die Zellwand fehlt. Wichtigster Vertreter ist Mycoplasma pneumoniae, Erreger der atypischen Pneumonie.
- Mycoplasmen sind pleomorph. Ihre Cytoplasmamembran wird durch eingelagerte Sterole wie Cholesterol stabilisiert.
- Anders als ein Protoplast hat ein Mycoplasma nie eine Zellwand gebildet.
- Hemmstoffe des Zellwandaufbaus wie β-Lactame, Vancomycin und Fosfomycin sind gegen Mycoplasmen unwirksam, weil der Angriffspunkt fehlt.
- Wirksam sind Makrolide, Tetracycline und Fluorchinolone, die Ribosom oder DNA-Gyrase angreifen.
Worum es geht
Mycoplasmen sind Eubakterien, denen die Zellwand von Natur aus fehlt. Diese Besonderheit bestimmt ihren Bau. Vor allem entscheidet sie über die Wahl des Antibiotikums, etwa bei der Lungenentzündung durch Mycoplasma pneumoniae.
Zellwandlose Eubakterien
Fast alle Eubakterien umgibt eine stabile Zellwand aus Murein. Sie gibt der Zelle ihre Form und schützt sie vor dem Platzen im hypotonen Milieu. Diese Regel gilt aber nicht ausnahmslos. Es gibt Eubakterien, die überhaupt keine Zellwand besitzen.
Eubakterien, denen dauerhaft und genetisch bedingt jede Zellwand fehlt. Ihre Zelle wird nur von der Cytoplasmamembran begrenzt. Die wichtigste Gattung ist Mycoplasma aus der Klasse der Mollicutes.
Der bekannteste Vertreter ist Mycoplasma pneumoniae. Er besiedelt die Schleimhaut der Atemwege. Vor allem bei Kindern und jungen Erwachsenen verursacht er eine atypische Pneumonie mit trockenem Reizhusten.
Ohne Zellwand fehlt das formgebende Gerüst. Mycoplasmen sind daher pleomorph, sie haben also keine feste Gestalt. Zudem gehören sie zu den kleinsten frei lebenden Bakterien. Halt gibt ihnen allein die Cytoplasmamembran. In sie sind Sterole wie Cholesterol eingelagert, die Mycoplasmen aus dem Wirt aufnehmen. Man kann sich die Membran wie eine Zeltplane vorstellen, die statt eines Gestänges nur durch eingewebte Verstärkungen straff bleibt.
Mit der Gram-Färbung lassen sich Mycoplasmen nicht sinnvoll einordnen. Das Färbeergebnis hängt nämlich an der Mureinschicht, und die fehlt. Anders als ein Protoplast hat ein Mycoplasma seine Wand nicht verloren. Beim Protoplasten entfernen erst Lysozym oder Penicillin die Zellwand, Mycoplasmen haben nie eine gebildet.
Unwirksame Zellwandantibiotika
Viele Antibiotika greifen gezielt den Aufbau der Zellwand an. β-Lactam-Antibiotika wie Penicilline und Cephalosporine blockieren die Transpeptidasen, die das Murein quervernetzen. Vancomycin und Fosfomycin hemmen andere Schritte der Mureinsynthese. Alle diese Wirkstoffe brauchen eine wachsende Zellwand als Ziel.
Bei Mycoplasmen gibt es dieses Ziel nicht. Es existiert kein Murein, das verknüpft werden müsste. Antibiotika, die den Zellwandaufbau hemmen oder stören, sind deshalb gegen M. pneumoniae unwirksam. Das gilt für die gesamte Gruppe der β-Lactame, nicht nur für einzelne Vertreter. Die Unwirksamkeit ist eine natürliche Eigenschaft der Mycoplasmen. Sie beruht nicht auf einer erworbenen Resistenz wie etwa der Bildung von β-Lactamasen.
Wo die Zellwand fehlt, fehlt auch der Angriffspunkt aller Zellwandantibiotika. Gegen Mycoplasmen helfen nur Wirkstoffe, die andere Strukturen der Zelle treffen.
Wirksam sind daher Antibiotika mit anderen Zielen. Makrolide wie Clarithromycin und Azithromycin hemmen die Proteinsynthese am Ribosom, ebenso Tetracycline wie Doxycyclin. Fluorchinolone wie Levofloxacin hemmen die DNA-Gyrase. Die Abbildung zeigt diese Angriffspunkte im Vergleich.
Für die Praxis folgt daraus: Amoxicillin ist ein Standardmittel bei der typischen Pneumonie durch Pneumokokken. Eine Pneumonie durch M. pneumoniae erfasst es jedoch nicht.
Quiz
Aussage 1
Amoxicillin ist gegen eine Pneumonie durch \(Mycoplasma\) \(pneumoniae\) unwirksam, weil dem Erreger die Zellwand als Angriffspunkt fehlt.
β-Lactame wie Amoxicillin hemmen die Quervernetzung des Mureins. Mycoplasmen haben kein Murein, daher fehlt das Ziel.
Aussage 2
Die Cytoplasmamembran von Mycoplasmen enthält Sterole wie Cholesterol, die zur Stabilität der Zelle beitragen.
Ohne Zellwand übernimmt die Membran die Stabilisierung. Die eingelagerten Sterole nehmen Mycoplasmen aus dem Wirt auf.
Aussage 3
Jedes Eubakterium ist von einer mureinhaltigen Zellwand umgeben.
Es gibt zellwandlose Eubakterien. Mycoplasma pneumoniae besitzt keine Zellwand und damit auch kein Murein.
Aussage 4
Die Unwirksamkeit von Penicillinen gegen Mycoplasmen beruht auf einer erworbenen Resistenz durch β-Lactamasen.
Die Unwirksamkeit ist eine natürliche Eigenschaft. Mycoplasmen fehlt die Zellwand und damit der Angriffspunkt, eine Enzymresistenz ist dafür nicht nötig.
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