Grundstudium Biologie Grundkurs V

V. KURS: HEMMUNG DES WACHSTUMS UND ABTÖTUNG
Um eine unkontrollierte Ausbreitung von Mikroorganismen zu verhindern, ist es nötig, entweder
das Wachstum der unerwünschten Organismen zu hemmen oder sie gar abzutöten. Dies geschieht
mit Hilfe von antimikrobiellen Agenzien oder physikalischen Methoden, die geeignet sind, essentielle
Zellfunktionen zu schädigen. Bei einem Einsatz solcher Methoden ist aber immer daran zu
denken, dass durch Mutation zufällig entstandene resistente Formen unter dem herrschenden Selektionsdruck
zur Anreicherung kommen und sich dann ausbreiten können.
Im Falle einer Wachstumshemmung spricht man bei Bakterien von einem bakteriostatischen und
bei Pilzen von einem fungistatischen Effekt, während Abtötung auf bakteriziden oder fungiziden
Effekten beruhen. Vielfach ist der Übergang von der Hemmung des Wachstums zur Abtötung abhängig
von der Konzentration des antimikrobiellen Agens. Im typischen Falle wird Abtötung
durch folgende Exponential-Funktion beschrieben:
N = N 0 e -kt
wobei N die Zahl an Bakterien zum Zeitpunkt t ist und N 0 die Zahl zu Beginn der Behandlung; k
[h -1 ] wird als Absterberate bezeichnet. (Die Ableitung der Funktion entspricht der Ableitung der
Wachstumskinetik).
Beispiele für die Auslösung antimikrobieller Wirkungen:
A) Physikalische Methoden:
• Hitzebehandlung
• Bestrahlung mit UV- oder Röntgen-Strahlen
• Kältebehandlung
• Wasserentzug
B) Chemische Methoden:
• Ansäuern
• Detergentien (amphiphile Moleküle, stören Membranfunktionen)
• Schwermetall-Ionen (können an aktive Zentren von Enzymen binden)
• CN-, CO (hemmen Atmung über Cytochromoxidase)
• Antimetabolite (Strukturanaloge zu normalen Substraten, hemmen Enzymfunktionen)
• Enzymatischer Angriff (Abbau von Zellwänden und Proteinen)
• Antibiotika (Substanzen biologischer Herkunft, die in geringen Mengen das Wachstum
von Mikroorganismen hemmen)
1. Wirkung von UV-Licht
UV-Strahlung mit Wellenlängen um 260 nm wird in erster Linie von Nukleinsäuren absorbiert
und führt damit zu Änderungen im genetischen Material der Zellen. Hierdurch können Mutationen
bis zu letalen Effekten ausgelöst werden.
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