Gramicidin
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LoslegenHandelsnamen: Mycolog®, Neosporin®, Polyspectran® u. a.
Englisch: gramicidin
Definition
Das Gramicidin ist ein Peptid-Antibiotikum, das aus dem Bakterium Brevibacillus brevis gewonnen wird. Aus diesem grampositiven Bodenbakterium können zwei strukturell und funktionell verschiedene Gramicidine isoliert werden: Gramicidin D (nach dem Entdecker Dubos) und Gramicidin S (nach dem Land des Entdeckers, der Sowjetunion).
Geschichte
Die erstmalige Isolierung von Gramicidin D erfolgte im Jahr 1940 durch René Dubos, die erste Isolierung des Gramicidin S fand im Jahr 1944 durch Brazhnikova statt. Beiden gelang es, den bakteriziden Stoff aus der genannten Bakterienart Bacillus brevis zu gewinnen.
Synthese
Die Biosynthese von Gramicidin D erfolgt nicht direkt am Ribosom, sondern über die nichtribosomale Peptidsynthese. Dabei setzt sich der Synthesekomplex aus einem zytoplasmatischen Multienzymkomplex zusammen. Diese außerhalb der Ribosomen stattfindende Synthese ist allerdings insgesamt etwas ungenauer als die ribosomale Proteinsynthese. Daher kommt es zu den strukturellen Unterschieden in Gramicidin A, B und C. Das Gramicidin D ist eine Mischung aus allen drei Typen.
Wirkungsmechanismus
Die bakterizide Wirkung des Gramicidin D beruht auf einer Einlagerung eines lipophilen Moleküls in die Zellmembran der Bakterien. Dabei bilden jeweils zwei Moleküle des Gramicidins eine Art Ionenkanal bzw. Tunnelprotein zwischen Extrazellulärraum und Zytoplasma (Ionophor). Dieser Kanal ist spezifisch für monovalente Kationen wie z.B. Kalium, lässt jedoch divalente Kationen sowie Anionen nicht durch. Daher kommt es an der bakteriellen Zelle zu einem unreguliertem Ionenfluss in Richtung des jeweiligen Konzentrations- und elektrochemischen Gradienten. Dies hat den Tod des Bakteriums zur Folge. Abhängig von der Konzentration des applizierten Gramicidins kann es zu einem Absenken der Membranfluidität, bis hin zur völligen Zerstörung der Zellmembran kommen. Gramicidin ist daher sowohl für prokaryote, als auch für eukaryote Zellen toxisch.
Anwendung
Gramocidin wird als Externum insbesondere im Bereich von Auge, Ohren, Haut und Nase eingesetzt, z.B. im Kombination mit Polymyxin B und Neomycin. Besonders bei Nasenschleimhautentzündungen und bakteriellen Infektionen der Haut werden Kombinationspräparate eingesetzt, die Gramicidin enthalten.
Kontraindikationen
Gramicidinpräparate dürfen nicht bei Indikationen eingesetzt werden, wo eine Berührung des Antibiotikums mit dem Liquor und den Hirnhäuten nicht ausgeschlossen werden kann, da es hier eine schädigende Wirkung hat.