Antiviral, antibakteriell, antimykotisch - das Wirkspektrum ätherischer Öle

Arzneimittelresistente Bakterien, Viren und Pilze gehören heute zum Praxisalltag. Es werden dringend neue Substanzen mit neuen Wirkmechanismen gebraucht, um auch in Zukunft Infektionserregern sicher Einhalt gebieten zu können. Besonders vielversprechend sind die aktuellen Forschungsansätze zu den Substanzen, die Pflanzen über Jahrmillionen entwickelt haben, um sich gegen Mikroorganismen zu wehren: die ätherischen Öle.

Ätherische Öle

Ätherische Öle sind Vielstoffgemische par excellence: komplexe Gemische von z.T. mehreren hundert charakteristisch riechenden Stoffwechselprodukten aus Pflanzen, die aus flüchtigen Terpenen, Aldehyden, Alkoholen, Ketonen und einfachen Phenolen bestehen. Zu den ätherischölreichen Pflanzen zählen die Gewürze, wie z.B. Anis, Fenchel, Kümmel, Salbei, Thymian, Oregano, Koriander, Nelken, Lorbeer, Wacholder oder Zimt, die allesamt nicht nur Speisen geschmacklich verbessern, sondern auch zu den Heilpflanzen gehören. Viele große Arzneipflanzen wirken über ihre ätherischen Öle, so z.B. Kamille, Eukalyptus, Lavendel oder Teebaum. Ätherische Öle werden meist durch Destillation gewonnen.

Initiative Vielstoffgemische

Jüngst ist eine Gruppe von Wissenschaftler:innen aus Pharmazie, Biologie, Chemie, Medizin und Tiermedizin von Universitäten, Hochschulen und Unternehmen mit einem beachtenswerten Projekt an die Öffentlichkeit getreten. Sie haben die Initiative Vielstoffgemische mit dem Ziel gegründet, integrative naturheilkundliche Therapiemethoden, wie den Einsatz von ätherischen Ölen, mit modernster Analytik zu beforschen, um dieses Wissen nach aktuellen Wertmaßstäben praxistauglich zu machen – für Tier- und Humanmedizin.

Die Bedeutung der ätherischen Öle für die Pflanzen

Ätherische Öle locken Bestäuber und Samenverbreiter an und schützen die Pflanze vor Bakterien, Viren, Pilzen und Parasiten, sowie vor Sauerstoffradikalen, die durch hohe Sonneneinstrahlung und während der Photosynthese entstehen. Ätherische Öle in der Medizin. Ätherischölhaltige Pflanzen und aus ihnen gewonnenes reines ätherisches Öl werden in der Human- und Veterinärmedizin bereits umfassend genutzt, z. B. zur Behandlung von funktionellen Magen-Darmbeschwerden, bei Atemwegserkrankungen, rheumatischen Beschwerden, Harnwegserkrankungen, zur topischen Anwendung bei Hauterkrankungen wie Wundinfektionen, Akne oder Hautpilz und bei psychischen Problemen wie Angst und Unruhe. Bis heute sind etwa 3.000 ätherische Öle aus einer Vielzahl von Pflanzen und ihren Organen bekannt, von denen zurzeit etwa 300-400 in den Bereichen Medizin, Tier- und Zahnmedizin angewendet werden.

Breites Inhaltsspektrum – breites Wirkspektrum

Ein aus zahlreichen Molekülen mit unterschiedlichen Funktionalitäten zusammengesetztes ätherisches Öl weist ein breites Spektrum physikalischer und chemischer Eigenschaften auf. Ein solches Vielstoffgemisch kann im Gegensatz zu isolierten Einzelstoffen die Grundlage für eine Multitarget-Therapie bieten.

Multitarget-Therapie – die Antwort auf mikrobielle Intelligenz

Arzneimittelresistenzen bei Krankheitserregern sind zumeist die Folge zufälliger Mutationen bei diesen Erregern. Hat ein Arzneimittel nur eine Zielstruktur, so verliert es mit einer Mutation dieser Zielstruktur seine Wirksamkeit. Die meisten der bisher identifizierten Mutationen, die zu Antibiotikaresistenzen führen, betreffen die Zielstrukturen der Antibiotika auf der Bakterienhülle, sind auf durch Mutation erworbene Möglichkeiten zu enzymatischer Medikamenteninaktivierung (β-Lactamasen) und solchen zum Medikamententransport (Effluxpumpen) zurückzuführen. Monotarget-Therapie birgt also bei den Antiinfektiva ein zunehmend hohes Risiko des Wirkungsverlustes.

Bisher übersehen: Wechselwirkungen

Seit über 200 Jahren sind Pharmazeut:innen und Mediziner:innen auf der Suche nach den Hauptwirkstoffen in Pflanzen. Wirkstoffe wie Morphin, Atropin, Strophanthin, Codein, Coffein oder Digitalis sind bekanntlich die Basis fast aller pharmazeutischen Entwicklungen. Doch die wenigsten traditionellen Arzneipflanzen enthalten solche Hauptwirkstoffe, die sich isolieren und auch synthetisieren lassen, die exakt zu dosieren sind und in Testsystemen relativ einfach auf Wirkungen und Nebenwirkungen untersucht werden können. Das chemische Arsenal der Pflanzen enthält vor allem komplexe Mischungen, deren Einzelbestandteile für sich genommen anscheinend unwirksam sind. Doch das täuscht, sie wirken als Cocktail. Ihr Wert wird erst erkennbar, wenn wir sie als Ganzes betrachten.

Additiv, synergistisch, antagonistisch, kooperativ

Erst in jüngster Zeit gestatten es die Fortschritte in der Analytik, sowohl die Zielstrukturen der einzelnen Moleküle eines ätherischen Öls als auch das Verhalten der Einzelbestandteile zueinander zu erkennen. Es werden faszinierende Interaktionen offenbar. Für den Einsatz als Antiinfektiva bedeutet dies, dass resistenzvermittelnde Mutationen, die zu kompletter Unwirksamkeit einer Ätherischölzubereitung führen, höchst unwahrscheinlich sind.

Aktuelle Forschungen belegen, dass ätherische Öle über diverse Mechanismen die Biofilmbildung verhindern können."

Dr. Cäcilia Brendieck-Worm, Phyto-Fokus

Antimikrobielle Wirkmechanismen ätherischer Öle

Hauptangriffspunkte ätherischer Öle sind die Zellmembranen von Mikroorganismen, aber auch deren zytoplasmatische Membranen, das Zytoplasma und die membrangebundenen Proteine wie Enzyme, Rezeptoren, Transkriptionsfaktoren, Ionenkanäle (Tunnelproteine), Transport- oder Zytoskelettproteine. Auf breiter Front werden die Funktionen von Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen und Hefen durch ätherische Öle gestört oder unterbunden. Besonders effektiv gelingt dies bei gram-positiven Bakterien, deren Zellwand für die lipophilen ätherischen Öle besonders leicht zu durchdringen ist. Dabei spielt es überhaupt keine Rolle, ob ein Bakterium antibiotikaresistent ist.

Auch die Lipidhülle von Viren können ätherische Öle durchdringen und dadurch den Virustiter senken. Das zeigen Studien an Labornagern, z.B. bei Herpes-induzierter Keratitis, rezidivierendem Lippenherpes, vaginalem Herpes und bei Influenza-Infektionen. Von A wie Anis bis Z wie Zitrone finden sich hier Dutzende wirksame ätherische Öle. Auch für SARS-CoV2 / COVID 19 liegen Ergebnisse aus in vitro-Untersuchungen und Anwendungsbeobachtungen vor. Hier zeigen vor allem die ätherischen Öle der Rosengeranie und der Zitrone Wirkung. Im Übrigen haben auch Parasiten Zellmembranen und bieten damit den ätherischen Ölen Angriffspunkte. Insbesondere einzellige Parasiten wie Giardien und Kokzidien können mit ätherischen Ölen in Schach gehalten werden, so z.B. mit Oreganoöl.

Biofilm – ein wichtiger Grund für Therapieversager

In den letzten Jahren rückt das Quorum Sensing (QS) als wichtiger Faktor bei der Resistenz gegen Antiinfektiva immer stärker in den Fokus. Mit diesem Begriff ist die Kommunikation von Bakterien mithilfe chemischer Signale über alle Arten und Gattungen hinweg gemeint. Über diese chemische Kommunikation organisieren sich Bakterien und andere Mikroorganismen zu „Schicksalsgemeinschaften“, die gemeinsam eine für Immunzellen, Antiinfektiva und Desinfektionsmittel undurchdringliche Schutzschicht, den Biofilm produzieren. Zuerst in nässenden Wunden und bei therapieresistenten Otitiden entdeckt, werden Biofilme heute an allen feuchten Oberflächen gefunden, sowohl in lebenden Organismen als auch an unbelebter Materie.

Ätherische Öle – wirksam gegen Biofilm

Aktuelle Forschungen belegen, dass ätherische Öle über diverse Mechanismen die Biofilmbildung verhindern können:

  • Sie können Bakterien daran hindern, sich an Oberflächen festzusetzen, indem sie die Bildung der dazu notwendigen Pathogenitätsfaktoren wie Pili, Fimbrien etc. verhindern.
  • Sie können die Synthese der QS-Signalmoleküle hemmen oder deren Rezeptoren inaktivieren.
  • Sie können die Bildung des Substrates für den Biofilm verhindern.

Als besonders effektiv gegen Biofilm erwiesen sich in vitro die ätherischen Öle aus Fenchel, Gewürznelken, Kümmel, Kreuzkümmel, Lavendel, Oregano, Pfefferminze, Schopflavendel, Thymian und Zimt.

Synergistische Wirkungen zwischen ätherischen Ölen und Antibiotika/Antimykotika

Studien über ätherische Öle und ihre Inhaltsstoffe in Kombination mit bekannten Antibiotika zeigen vielversprechende Wechselwirkungen. Es können Synergien auftreten und es kann zu pharmakokinetischen oder physikochemischen Wechselwirkungen kommen, die z.B. die Löslichkeit oder die Bioverfügbarkeit verbessern. Es sind auch Synergien zwischen ätherischen Ölen und Antimykotika beschrieben. So kann Apfelminzöl die Hefezellwände für Fluconazol durchlässig machen. Chlorhexidin erwies sich als besonders effektiv in Kombination mit Eukalyptusöl. Öle aus Oregano, Thymian, Zimt und Zitrone erwiesen sich gegen Fluconazol-resistente Candida-Arten wirksam.

Praxisreif?

All diese faszinierenden Ergebnisse warten noch darauf, in praxistaugliche konfektionierte Therapeutika umgesetzt zu werden. Aber: Allen Praktiker:innen steht heute die Möglichkeit offen, Bakterien und Hefen auf ihre Empfindlichkeit gegen verschiedene ätherische Öle testen zu lassen. Analog zum Antibiogramm werden in diesem in-vitro-Test (Agar-Diffusionstest) die aus Wundabstrichen etc. gewonnenen Keimisolate ätherischen Ölen ausgesetzt und die antimikrobielle Wirksamkeit anhand des sich bildenden Hemmhofes beurteilt (Fa. LaboKlin). Zur Feststellung der notwendigen Dosis wird die Mikrodilution eingesetzt, mit der sich die minimale Hemmkonzentration des ätherischen Öles bestimmen lässt.

Indikationen, bewährte Zubereitungen und die günstigsten Anwendungsarten wichtiger ätherischer Öle sind in dem Buch Phytotherapie in der Tiermedizin zusammengetragen.

Literatur

Bunse M, Daniels R, Gründemann C et al. Essential oils as multicomponent mixtures and their potential for human health and well-being. Frontiers in Pharmacology; www.frontiersin.org; 8.2022; Vol. 13; Article 956541

Krist S. Antivirale Wirkung von ätherischen Ölen. Aromawissenschaft; Forum 58, 2021, S. 2-6

Krist S. Antimikrobielle Wirkung von ätherischen Ölen. Aromawissenschaft; Forum 59, 2022, S. 8-12

Melzig MF. Ätherische Öle als Hemmer des bakteriellen Quorum Sensings. Aromawissenschaft; Forum 59, 2022, S. 14-17