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Der australische Teebaum (Melaleuca alternifolia), aus der Gattung der Myrtengewächse, aus dessen Blüten und Zweigspitzen das Teebaumöl gewonnen wird

Multiresistente, tödliche Keime wegen zu vielen Antibiotika – Teebaumöl könnte die Rettung sein

1. August 2018 | Medizin | Natur | Umwelt | Wissenschaft | Forschung | connectiv.events

Das Problem, dass sich Antibiotika „abnutzen“ ist in der modernen Medizin verbreiteter, als öffentlich bekannt. Jeder hat schon von den gefährlichen „Krankenhauskeimen“ gelesen oder gehört. Die Wahrheit dazu ist: Die meisten Antibiotika wirken nicht mehr zuverlässig, und dafür gibt es zwei prinzipielle Gründe: Der erste ist, das ein Mensch, der mehrfach ein bestimmtes Antibiotikum genommen hat, nicht mehr darauf reagiert. Seine Bakterien-Körperfauna kennt das Zeugs schon, und die Bakterien, die schon zwei oder drei Durchgänge dieses Medikaments überlebt haben, überleben eine neue Gabe des Antibiotikums spielend. Meistens liegt es daran, dass der Patient das Mittel nicht bis zum Schluss durchgehend genommen hat und ein ganzer Teil der Erreger überlebt hat, der sich dann in diesem Menschen festsetzt und resistent gegen das Antibiotikum geworden ist. Manche Antibiotika eliminieren auch grundsätzlich nur etwa 70% der Erreger und man geht davon aus, dass das Immunsystem des Patienten selbst den Rest erledigt. Ist das nicht der Fall, bleiben die 30% resistenten Erreger übrig und vermehren sich wieder. Dann wirkt dasselbe Mittel nicht wieder. Das ist die individuelle Unwirksamkeit eines Antibiotikums.

Die zweite Variante ist, dass ein sehr verbreiteter Erreger schon grundsätzlich und nicht nur in einzelnen, individuellen Menschen gegen ein oder mehrere Antibiotika resistent geworden ist, weil diese schon seit vielen Jahren angewandt werden und nie alle Erreger gekillt haben. Dadurch wurde geradezu eine resistente Sorte Erreger herangezüchtet. Das ist eben leider besonders in Krankenhäusern der Fall. Dort tummeln sich Keime, die im Lauf der Jahre alle Desinfektionsmittel und Antibiotika überstanden haben und die wahrscheinlich sogar einen Atomkrieg noch überleben würden. Kurz gefasst: Je mehr und je öfter Antibiotika verwendet werden, desto weniger wirksam werden sie. Das züchtet so genannte “Superbugs” heran, die „Multiresistenzen“ angezüchtet bekommen haben, also gegen die antibakteriellen Eigenschaften der Medikamente resistent sind. Jedes Jahr werden allein in Deutschland mehrere tausend Menschen mit einem arzneimittelresistenten Bakterium infiziert, und die meisten dieser Infektionen treten in Krankenhäusern auf.

 

 

Man entwickelt also immer wieder neue Chemikalien und Mittel als Antibiotikum, die man aber  – klüger geworden  – nur im Notfall einsetzt, wenn die üblichen Präparate nicht mehr greifen. Das nennt man dann ein „Reserve-Antibiotikum“. Aber auch hier setzt, trotz zurückhaltender Anwendung, derselbe Auslese- und Überlebensmechanismus bei den Keimen ein. Also sucht die Pharmakologie und die Medizin nach immer neuen Möglichkeiten, der immer resistenteren Erreger Herr zu werden. Ganz besonders stehen medizinische Instrumente im Fokus, weil das normale Desinfizieren längst keine Garantie mehr dafür ist, dass die Instrumente wirklich keimfrei sind. Ganz besonders bei chirurgischem Besteck wäre es fatal, wenn man trotz Desinfektion bei Eingriffen, und sei es nur einer Spritzennadel, die Erreger dem Patienten frei Haus direkt in den Körper appliziert.

Man wendet sich deshalb nun sehr alten und immer noch wirksamen Substanzen und Methoden zu. Gerade hier weiß man, dass diese traditionellen Substanzen, oft aus Pflanzen, seit Jahrhunderten oder noch länger ihre Wirksamkeit nicht verloren haben. Eine davon ist Teebaumöl. Forscher haben die antibakteriellen Eigenschaften des Teebaumöls untersucht  und waren beeindruckt. Also kam die Idee auf, daraus eine bioaktive, antibakterielle Beschichtung für medizinische Instrumente aller Art zu entwickeln. Der so geschaffene Film soll Bakterien von medizinischen Geräten fernhalten und abtöten. Auf diese Weise könnten unzählige Infektionen verhindert werden.

 

 

Biofilm-Infektionen häufen sich

Warum ist es so wichtig, sein Augenmerk auf die Instrumente zu richten? Es sind die Stellen, an denen besonders viele erkrankte Menschen mit Oberflächen in Berührung kommen und nach kurzer Desinfektion gleich der nächste Patient mit demselben Gerät auf Tuchfühlung geht. Die medizinischen Instrumente sind in Krankenhäusern meist pausenlos im Einsatz, werden andauernd desinfiziert, aber sind nicht selten, trotz Desinfektion, von einer Schicht von Krankheitserregern überzogen, denen mit Desinfektionsmitteln gar nicht mehr beizukommen ist. Von den Geräten werden sie auf die Haut der Menschen übertragen. Und da sie buchstäbliche „mit allen Wassern gewaschen“ und praktisch unzerstörbar geworden sind, verbreiten sie sich unaufhaltsam. Mohan Jacob, der Leiter der Abteilung für Elektronik und Elektrotechnik an der australischen James Cook University (JCU) in Queensland, weiß, dass sich Unmengen solcher Bakterien auf einer Art “Biofilm” tummeln, der diverse medizinische Geräte wie eine Haut überzieht. Diese Biofilm-Infektionen wachsen sich zu einem veritablen Ketten-Infektionsproblem aus. “Wir gehen davon aus, dass etwa 80% der weltweiten Infektionen bei Operationen auf die Kontamination durch diese Biofilme zurückzuführen sind”, sagt Herr Jacob. (1)

Gibt es also  eine Möglichkeit, die Bildung bakterieller Biofilme, die durch Antibiotikaresistenz auf den Medizingeräten gedeihen können, zu verhindern – ohne auf wieder neue, resistenzerzeugende Antibiotika zuzugreifen? Ja! Pflanzen produzieren auf natürliche Weise antimikrobielle Moleküle, die sich im Laufe der Jahrmillionen der Entwicklung bewährt und optimiert haben. Diese Stoffe sind daher weit über den Entwicklungsstand heutiger Antibiotika hinaus. Die Natur findet Wege, Stoffe zu designen, die sich nicht „abnutzen“. Wissenschaftler lernen erst seit einigen wenigen Jahren, diese perfekten „High-Tech-Stoffe“ aus den Zigmillionen alten „Laboren der Natur“ zu respektieren und zu nutzen. Und sie sind auch zu dem Zweck der Keimfrei-Haltung von Geräten in der Küche von Mutter Natur fündig geworden.

 

Teebaumblüten: Aus ihnen wird das Teebaumöl gewonnen, Bild: Wikipedia, Csubbra, http://athletefootcure.com/athlete-foot-cure-home-remedy, Lizenz: (CC BY-SA 3.0)

 

Nun, das gute, alte Teebaumöl ist ein vielversprechender Kandidat dafür. Es enthält Stoffe, die stark antibakteriell wirken, ohne ihre Wirkung zu verlieren. Solche Pflanzenstoffe werden als pflanzliche Sekundärmetaboliten (PSM) bezeichnet, weil sie für das Überleben und Funktionieren einer Pflanze nicht direkt essentiell sind. Eine große Schwierigkeit bei der Herstellung von antibakteriellen Beschichtungen aus diesen PSMs besteht darin, den von Natur aus flüssigen Zustand dieser Pflanzenstoffe in einen festen Überzug für Geräte umzuwandeln, ohne dass die antibakteriellen Eigenschaften verloren gehen oder abgeschwächt werden.(2) Das Forscherteam um Prof. Jacob hat einen Weg gefunden, die PSMs von Teebaumöl in bioaktive Beschichtungen für Medizinprodukte zu verwandeln. Nachzulesen ist das in der Zeitschrift Polymers.(3)

Aus flüssigem Teebaumöl wird ein fester Belag

Prof. Jacob erläutert die Natur der Art von PSMs, die zu solchen Zwecken gesucht werden: “Sie werden aus ätherischen Ölen und Kräuterextrakten gewonnen und haben eine relativ starke antibakterielle, breite Wirkung.“ Diese PSMs sind darüberhinaus eine meist deutlich kostengünstigere und erneuerbare Ressource sein, als die künstlich hergestellten Substanzen der Pharmaindustrie, die aufwändig entwickelt und lange getestet werden müssen und meistens doch nach einiger Zeit ihre Effizienz verlieren. Diese pflanzlichen Sekundärmetaboliten müssen außer ihrer antibakteriellen Wirksamkeit auch noch in genügend großen Mengen erhältlich sein, dürfen nur maximal leicht giftig sein (begrenzte Toxizität) und sollten andere Wirkunsprinzipien gegen Bakterien haben, als die chemischen, synthetische Antibiotika.

Die Co-Autorin der Studie, Kateryna Bazaka, wissenschaftliche Mitarbeiterin an derselben Universität, erläutert, auf welche Weise die Wissenschaftler es hinbekommen, flüssige PSMs in eine feste Polymerbeschichtung zu verwandeln. Polymere – also langkettige Moleküle, wie zum Beispiel der natürlich vorkommende Kautschuk und Cellulose oder diverse Plastiksorten – erkennt man an ihrer typischen, stabilen und widerstandsfähigen, “kettenartige Struktur”. “Wir verwendeten plasmagestützte Techniken in einem Reaktor, der die ätherischen Öldämpfe (aus dem Teebaumöl) enthält. Werden die Dämpfe einer Glimmentladung ausgesetzt, verändern sie sich und setzen sich auf der Oberfläche eines Implantats als feste, biologisch aktive Beschichtung ab”, sagt Frau Bazaka. “Diese Beschichtung zeigt gute antibakterielle Eigenschaften“.

Werden künftig Operationsbestecke mit einem Biofilm aus Teebaumöl gegen multiresistente Krankenhauskeime geschützt?

 

 

Seit einigen Jahrzehnten werden solche „Plasmapolymerisationsverfahren“ zur Herstellung bioaktiver Oberflächen eingesetzt. In der neuen Studie konzentrierten sich die Forscher auf die Umwandlung der PSMs von Teebaumöl, auch bekannt als Melaleuca alternifolia. (4) Die Plasmatechnik für die Umwandlung von PSMs in feste, bioaktive Beschichtungen hat noch einen weiteren, großen Vorteil gegenüber anderen Techniken: “Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, dass wir bei der Herstellung keine anderen Chemikalien, wie z.B. Lösungsmittel, verwenden müssen. Es besteht auf diese Weise keine Gefahr, dass potenziell schädliche Chemikalien in der Beschichtung zurückbleiben oder die Oberfläche des Materials, auf das die Beschichtung aufgetragen wird, beschädigt wird. Außerdem wird der Herstellungsprozess dadurch umweltfreundlicher”. Sollte diese antibakterielle Teebaumöl-Beschichtung standardmäßig überall zur Desinfektion der Medizinprodukt-Oberflächen eingesetzt werden, könnten wahrscheinlich Millionen von Infektionen jährlich verhindert werden.

 

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