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Bakterielle Infektionen und Antibiotika

Jahrtausendelang und bis ins 20. Jahrhundert hinein waren Menschen bakteriellen Infektionen schutzlos ausgeliefert. Die Pest entvölkerte halb Europa; in den Städten des sich industrialisierenden Europas wüteten Krankheiten wie Typhus, Cholera und Tuberkulose ungehemmt; und unzählige Soldaten starben in den Kriegen der Weltgeschichte nicht auf dem Schlachtfeld, sondern weil Keime in ihre Blutbahn gelangten. Die Entwicklung und industrielle Produktion von Antibiotika im 20. Jahrhundert veränderte in kurzer Zeit alles. Sie war einer der zentralen Faktoren, die zum Anstieg der durchschnittlichen Lebenserwartung nach 1950 beitrugen. In jüngster Zeit stellt allerdings die Zunahme von Antibiotikaresistenzen das globale Gesundheitssystem vor neue Herausforderungen.

Bakterien und bakterielle Infektionen

Statistik: Verteilung der weltweiten Biomasse nach Organismengruppen (Stand 2018) | StatistaBakterien sind einzellige Mikroorganismen, die man quasi überall findet: im Wasser, in Tieren und Menschen, auf allen möglichen Oberflächen und sogar an lebensfeindlichen Orten wie Salzseen. Vor allem aber findet man sie in der Erde, dem eigentlichen Reich der Bakterien. Ihre geringe Größe (bis auf wenige Ausnahmen sind Bakterien nur unter dem Mikroskop zu erkennen) gleichen sie durch ihre schiere Menge aus. Nach Schätzungen rangieren Bakterien mit Blick auf ihre Biomasse global an zweiter Stelle – allerdings mit großem Abstand zu Pflanzen, die den ersten Platz einnehmen: Mit einer Gesamtmasse von 70 Gigatonnen Kohlenstoff beträgt der Anteil der Bakterien am gesamten irdischen Leben 13 Prozent.

Die meisten Bakterien sind für den Menschen harmlos oder sogar nützlich und wichtig. Andere Bakterien, zum Beispiel Salmonellen oder Streptokokken, sind gefährliche Krankheitserreger und können, wenn sie in den Körper eindringen, schwere Infektionen auslösen. Global gehören Infektionskrankheiten heute zu den häufigsten Todesursachen, allerdings ist die Zahl der Todesfälle rückläufig. Im Jahr 2019 ließen sich 13,9 Prozent aller Todesfälle auf eine Atemwegsinfektion oder eine infektiöse beziehungsweise parasitäre Krankheit zurückführen, im Jahr 2000 waren es noch 22,8 Prozent gewesen. Nichtübertragbare Krankheiten (zum Beispiel Krebs oder Diabetes) stellen inzwischen global ein weitgrößeres gesundheitliches Risiko dar. Nicht alle Infektionskrankheiten gehen außerdem auf das Konto von Bakterien. Malaria und manche Formen der Lungenentzündung werden zum Beispiel durch Viren ausgelöst. Auch Pilze und Parasiten können hinter einer Infektionskrankheit stecken.

Bakterielle Infekte können auf verschiedenen Wegen übertragen werden, zum Beispiel über kontaminierte Lebensmittel oder verunreinigtes Trinkwasser. Wird eine Infektion im Zusammenhang mit einer medizinischen Maßnahme übertragen (zum Beispiel im Krankenhaus), spricht man von einer nosokomialen Infektionen. 486 Menschen erkrankten in Deutschland im Jahr 2019 nachweislich an einer bakteriellen nosokomialen Infektion. Wenn ein Krankheitserreger, zum Beispiel eine Bakterienart, sowohl Tiere als auch Menschen befällt (und entsprechend auch vom Tier auf den Menschen übertragen werden kann), bezeichnet man dies als Zoonose.

Die Entwicklung von Antibiotika und der Rückgang von Infektionskrankheiten

Viele bakterielle Infektionen kann das körpereigene Immunsystem erfolgreich selbstständig bekämpfen. In schwerwiegenderen Fällen kommen heute Antibiotika zum Einsatz. Antibiotika sind Medikamente, die spezifisch gegen Bakterien wirken. Die ersten Antibiotika wurden in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts entdeckt (zum Beispiel Penicillin 1938/39). Inzwischen gibt es mehr als 80 verschiedene bekannte antibiotische Wirkstoffe, die sich aufgrund ihrer chemischen Struktur und ihrer Wirkungsweise in verschiedene Antibiotika-Klassen einteilen lassen. Die meisten neuen Klassen wurden in den 1940er bis 1960er Jahren eingeführt, dem sogenannten Goldenen Zeitalter der Antibiotikaforschung. Zu den meisten Markteinführungen von Medikamenten kam es dagegen zwischen 1980 und 2000. In dieser Zeit entwickelten Wissenschaftler neue Medikamente vor allem auf Basis bereits bekannter Wirkstoffe, indem sie Molekülstrukturen veränderten.

 Statistik: Anzahl der Verstorbenen nach ausgewählten Todesursachen in Deutschland¹ in den Jahren 1892 bis 2010 (Verstorbene pro 100.000 Lebende) | Statista In den westlichen Industrieländern waren Antibiotika für eine größere Zahl an Menschen etwa ab dem Ende des Zweiten Weltkriegs verfügbar. Um diese Zeit setzte auch ein Rückgang vieler meldepflichtiger Krankheiten ein, die zunehmend ihren tödlichen Schrecken verloren. Das Zurückdrängen der Infektionskrankheiten beruhte zum einen auf verbesserten Lebensbedingungen und verbesserter Hygiene, aber eben auch auf medizinischen Fortschritten: hohen Durchimpfungsraten (Diphterie) und dem Einsatz von Antibiotika. Besonders hervorzuheben sind mit Blick auf Antibiotika die rückläufigen Zahlen zu Syphilis und Tuberkulose - im 19. Jahrhundert noch eine der primären Todesursachen im Erwachsenenalter. Heute kommen beide Krankheiten in Europa und Nordamerika nur noch relativ selten vor (hier finden Sie aktuelle Zahlen zu Tuberkulose, Syphilis und Typhus in Deutschland). Global bleibt der Tuberkulose-Erreger allerdings einer der tödlichsten Krankheitskeime, und die Syphilis-Infektionszahlen steigen in Deutschland seit Jahren wieder beständig an.

Antibiotika im 21. Jahrhundert – Antibiotikaresistenzen und die Suche nach neuen Wirkstoffen

In den letzten beiden Jahrzehnten haben sich die Bedingungen der Antibiotikaproduktion stark gewandelt. Für die meisten bakteriellen Infektionen gibt es inzwischen gut verträgliche Mittel. Auf der anderen Seite steht die Welt vor einem zunehmend großen Problem: Immer mehr Bakterien entwickeln Widerstände gegen gängige Antibiotika – sogenannte Resistenzen. Daher werden inzwischen vor allem Medikamente benötigt, die spezifisch gegen die resistenten Keime wirken. Die meisten der im 21. Jahrhundert eingeführten Antibiotikaklassen leisten genau dies. Allerdings ist die Forschung an diesen Wirkstoffen für die Industrie häufig unprofitabel und risikoreich; denn Medikamente, die spezifisch gegen resistente Keime wirken, werden nicht flächendeckend eingesetzt, sondern nur als sogenannte "second-line" oder "last-line" Antibiotika (Reserveantibiotika) – als letzte Lösung, wenn die etablierten Medikamente nicht mehr wirken.

Während die Forschung nach neuen Wirkstoffen daher nur langsam in Fahrt kommt, wächst das Problem der Resistenzen weiter an. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat Antibiotikaresistenzen inzwischen als eine der größten Bedrohungen für die globale Gesundheit identifiziert. Ein besonders gravierendes Beispiel sind Multiresistenzen bei Mykobakterien, den Erregern der Tuberkulose. Als besorgniserregend gilt zudem, dass sich zunehmend Bakterienstämme entwickeln, die gegen Carbapeneme resistent sind. Carbapeneme sind wichtige Reserveantibiotika, die verschiedene Bakterienarten bekämpfen ("Breitband-Antibiotika") und eingesetzt werden, wenn andere Antibiotika versagen.

Ursachen für die Entwicklung von Antibiotika-Resistenzen

Wenn Bakterien Resistenzen gegen Medikamente entwickeln, ist das im Prinzip ein natürlicher Prozess. Dieser wird aber beschleunigt durch den übermäßigen Einsatz von Antibiotika: Sowohl in der Humanmedizin als auch in der Tierhaltung und in Aquakulturen werden weltweit Antibiotika zu häufig und oft auch falsch verabreicht.
  • Der weltweite Gebrauch von Antibiotika durch Menschen hat sich zwischen 2000 und 2018 um 46 Prozent von 9,8 auf 14,3 DDD (defined daily doses) pro 1.000 Menschen erhöht.
  • Der Gebrauch von Antibiotika in der Tierhaltung wird in einigen Gegenden nur schlecht dokumentiert. Es gilt aber als sicher, dass weltweit in der Tierhaltung deutlich mehr Antibiotika verbraucht wird als in der Humanmedizin. Der Einsatz erfolgt nicht nur aus medizinischen Gründen: Antibiotika wird bereits seit Jahrzehnten als Mastmittel eingesetzt – in der EU ist dies seit 2006 verboten.

Todesfälle: resistente Keime versus mangelnder Zugang zu Antibiotika

 Statistik: Anzahl der Todesfälle durch und Todesrate von Antibiotikaresistenzen nach Weltregionen im Jahr 2019 (Todesfälle in Tausend, Todesrate auf 100.000 Einwohner) | Statista Den bakteriellen Resistenzen gegen Antibiotika fallen jährlich tausende Menschen zum Opfer: Im Jahr 2019 starben weltweit 1,27 Millionen Menschen an den unmittelbaren Folgen einer Infektion mit resistenten Bakterien. Betroffen sind auch die westlichen Industrieländer. In der Gruppe der Länder mit hohem Einkommen starben 2019 etwa 141.000 Menschen aufgrund von Antibiotikaresistenzen. Über diese Zahlen sollte aber nicht vergessen werden, dass jährlich ebenfalls tausende Menschen an bakteriellen Infekten sterben, die vermeidbar und behandelbar gewesen wären. Betroffen sind besonders Menschen in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen, in denen Antibiotika sehr teuer oder nicht immer zuverlässig beziehbar sind.

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