Kräuter gegen Keime: Was heimische Pflanzen im Labor leisten — und was nicht

Über der Mittelmeerküste liegt der Duft von Oregano, Thymian und Salbei — drei Kräutern, die weit mehr sind als Gewürz. Oregano, Thymian und Salbei dienen seit alters her als Konservierungs-, Küchen- und Heilpflanzen. In Europa werden sie traditionell vor allem in den südlichen Ländern verwendet, insbesondere im Mittelmeerraum. Passend dazu gelten die Mittelmeerländer als die größten Produzenten heimischer aromatischer Pflanzen.

Ihre ätherischen Öle haben die Aufmerksamkeit der Wissenschaft geweckt. Sie könnten nämlich als Alternativen dienen, gerade angesichts der zunehmenden Resistenz gegen klassische Antibiotika. Im Oreganoöl stammen rund 78 bis 85 Prozent des Gemischs von den beiden Phenolen Carvacrol und Thymol, und gerade diese beiden gelten als hauptverantwortlich für die antibakterielle Wirkung. Auch die Monoterpen-Kohlenwasserstoffe p-Cymen und γ-Terpinen tragen zur antibakteriellen Wirkung des Öls bei.

Der Thymian gilt als ergiebige Ölquelle, die mindestens zwölf Milliliter pro Kilogramm Pflanzenmaterial liefert, und sein ätherisches Öl enthält mehr als 60 Inhaltsstoffe. Der Salbei ist dagegen botanisch ein Schwergewicht: Die Gattung Salvia ist die größte der Lippenblütler-Familie und umfasst weltweit etwa 900 Arten. Seine antimikrobielle Wirkung wird vor allem den Stoffen 1,8-Cineol, α-Thujon und Kampfer zugeschrieben.

Doch wie groß sind die Leistungsunterschiede zwischen den dreien im direkten Vergleich? Gemessen wurde dafür unter anderem die minimale Hemmkonzentration, also die geringste Konzentration, die das Bakterienwachstum noch hemmt. Gegen den Bakterienstamm Staphylococcus aureus hemmte Thymianöl das Wachstum schon ab 0,018 Milligramm pro Milliliter, während Oreganoöl erst ab 0,123 Milligramm pro Milliliter wirkte. Salbeiöl benötigte dagegen 2,250 Milligramm pro Milliliter und fiel damit deutlich zurück. Dasselbe Bild zeigte der Hemmhoftest gegen Staphylococcus aureus: Oregano- und Thymianöl erzeugten Hemmzonen von je 30 Millimetern Durchmesser, Salbeiöl eine von 18 Millimetern.

So deutlich die Laborwerte ausfallen, so vorsichtig fällt die Einordnung aus. Die Forschenden halten es gleichwohl für unwahrscheinlich, dass ätherische Öle schon bald als Therapeutika oder Konservierungsstoffe eingesetzt werden — vor allem, weil bislang nur wenige Bakterienstämme getestet wurden.

Knoblauch wird seit Jahrhunderten und in vielen Kulturen traditionell zur Behandlung von Beschwerden eingesetzt, besonders auch bei bakteriellen Infektionen. Doch was als Hausmittel-Weisheit daherkommt, entpuppt sich bei näherem Hinsehen als ziemlich präzise Chemie. Warum ausgerechnet diese Pflanze so etwas kann, zeigt sich erst, wenn man sie Zelle für Zelle betrachtet.

Hauptakteure sind öllösliche Organoschwefelverbindungen, zu denen neben Allicin auch Ajoene und Allylsulfide zählen. Erst beim Zerdrücken oder Zerschneiden der Knoblauchzehe wird die in den Vakuolen gespeicherte Alliinase frei und wandelt das Alliin im Zellplasma in Thiosulfinate um, deren bekanntester Vertreter Allicin ist. Allicin zerfällt in eine ganze Reihe von Sulfiden, die für den charakteristischen Geruch und Geschmack des Knoblauchs verantwortlich sind. Der berüchtigte Knoblauchduft ist also gewissermaßen das Abgas einer chemischen Reaktion, die das Küchenmesser gezündet hat.

Im Labor lässt sich die Wirkung messbar nachvollziehen. Gegen Escherichia coli zeigte Knoblauch eine ausgeprägte antibakterielle Aktivität mit einem Hemmhof von 30 Millimetern. Die Zwiebel, ebenfalls reich an Polyphenolen, wirkte gegen die getesteten Stämme schwächer als Knoblauch. Dabei setzen die Organoschwefelverbindungen gleich an mehreren Angelpunkten an: Sie wirken bakterizid, gegen Biofilme, gegen Toxine und gegen das Quorum Sensing der Bakterien.

Noch einen Schritt weiter geht eine klinische Studie am Menschen. Dort verbesserte die zusätzliche Gabe von Allicin zur Standard-Dreifachtherapie aus Lansoprazol, Clarithromycin und Amoxicillin die Eradikationsrate von Helicobacter pylori um 23 Prozent.

Auch die Pflanze selbst hat eine Taktung. Die Synthese der antibakteriellen Stoffe läuft vor allem in reifen Knollen von Knoblauch und Zwiebel ab, nicht im jungen Grün. In gelagerten Knollen setzt sich die Bildung bei Raumtemperatur (22 °C) fort, bei Kühlschranktemperatur (5–8 °C) kommt sie zum Stillstand. Vom Schneidebrett über die Agarplatte bis in die Klinik zeigt der Knoblauch damit exemplarisch, wie sich traditionelles Heilwissen Schritt für Schritt in Mechanismen und Messwerte übersetzen lässt.

Der Schwarze Holunder ist ein guter Fall, um nachzuprüfen, was von alter Kräuterweisheit übrig bleibt, wenn man sie mit modernen Labormethoden konfrontiert. Er gilt als die am weitesten verbreitete Holunderart und wächst von Europa über Zentral- und Westasien bis nach Nordafrika. Als laubabwerfender Strauch erreicht er eine Höhe von vier bis sechs Metern und trägt Beeren, die in Büscheln wachsen und erst vollreif genießbar sind.

Schon um 400 v. Chr. nannte Hippokrates den Holunderbaum sein „Medizinschränkchen“. Die Kräuterheilkundige Hildegard von Bingen rühmte den Holunder bereits im 12. Jahrhundert. Vor dem Zeitalter der Antibiotika zählte Holunder zu den Hauptbestandteilen vieler Präparate. Heute wird Holunder vor allem als Extrakt gegen Erkältung, Grippe und Herpesviren eingesetzt.

Wie viel von diesem alten Ruf trägt? Getestet wurde ein per HPLC standardisierter Extrakt, der stets aus derselben Sorte „Haschberg“ gewonnen wird. Die Beeren dafür wachsen in Kulturen in der Steiermark, und per Membranfiltration wird der Extrakt auf mindestens 3,2 Prozent Anthocyane konzentriert. Als Gegner dienten direkt von Patienten gewonnene Isolate von Streptococcus pyogenes, Gruppe-C- und Gruppe-G-Streptokokken sowie Branhamella catarrhalis — Bakterien, die häufig Infektionen der oberen Atemwege verursachen. Das Ergebnis ist deutlich: Schon ein Extraktanteil von 10 Prozent senkte das Bakterienwachstum um mehr als 70 Prozent, bei 20 Prozent blieben weniger als ein Prozent der ursprünglich gemessenen Werte. In flüssigem Nährmedium zeigte sich die hemmende Wirkung zudem schon bei niedrigeren Konzentrationen als im Diffusionstest auf Agarplatten.

Eine bakterielle Superinfektion während einer Influenza kann zu einer schweren Lungenentzündung führen, weswegen Substanzen mit Doppelwirkung gegen beide Erregertypen von besonderem Interesse wären. In derselben Arbeit wurde daher als Zusatzbefund untersucht, ob der Extrakt die Vermehrung menschenpathogener Influenza-A- und B-Viren in der Zellkultur hemmen kann. Dass Pflanzen mit antimikrobiellen Eigenschaften überhaupt wieder ernsthaft erforscht werden, ist unmittelbar eine Folge der Antibiotikaresistenzen. Was im Reagenzglas überzeugt, ist damit erst der Anfang der Prüfung — nicht ihre Endstation.

Wer nach Pflanzen mit antibakteriellen Talenten sucht, muss nicht zwingend im Kräuterbeet fündig werden. Auch am Wegesrand, im Stadtpark und am Waldrand stehen Arten, deren Extrakte im Labor gegen Bakterien auffallen — wobei die Datenlage von solide erforscht bis zur einzelnen Studie reicht.

Die Birke dürfte den vertrautesten Fall bilden: Blätter und Rinde des Baumes werden seit Jahrhunderten traditionell in der Volksmedizin eingesetzt. Zahlreiche Studien haben sich der chemischen Zusammensetzung und den biologischen Wirkungen ihrer Extrakte gewidmet. Die Hauptwirkstoffe in den Extrakten umfassen Flavonoide, Saponine, Gerbstoffe, ätherisches Öl und Triterpene. Zu den beschriebenen Wirkungen zählen neben harntreibenden, entzündungshemmenden und antiallergischen Effekten auch antimikrobielle. Wie viel davon am Ende im Extrakt landet, hängt unter anderem von Art, Pflanzenalter, Herkunftsregion und Extraktionsmethode ab.

Die Rosskastanie, in Westasien beheimatet, hält ebenfalls mit: Ihr Samenextrakt erwies sich im Labor als aktiv gegen Bakterien der Mundhöhle. Namentlich genannt wird dort unter anderem Streptococcus mutans.

Bescheidener fällt der Befund bei der Gartenkresse aus: Ihre Extrakte hemmten im Labor zwar auch MRSA-Bakterien, allerdings nur mit kleinen Hemmhöfen um acht Millimeter.

Für den Waldmeister (Galium odoratum) schließlich gibt es genau eine In-vitro-Studie: Blattmetabolite wirkten gegen E. coli, vermutlich über einen Anti-Biofilm-Effekt durch die Veränderung bakterieller Oberflächenstrukturen. Mehr als dieser eine Laborbefund liegt bislang nicht vor.

Gartenkresse und Waldmeister stammen im Übrigen aus derselben systematischen Übersichtsarbeit, deren Bilanz hoffnungsvoll ausfällt: Die ausgewählten Heilpflanzen zeigen vielversprechende antimikrobielle Eigenschaften.

Sogar eine Pflanze, die die meisten nicht kennen und die fälschlich als Unkraut entfernt wird, macht Laborbefunde: Für Asystasia variabilis deuten In-vitro-Ergebnisse auf das Potenzial neuer antibakterieller Wirkstoffe mit geringer Resistenzentwicklung.

Am Ende bleibt eine ehrliche Bandbreite, von der breit untersuchten Birke bis zur Einzelstudie beim Waldmeister — und die Einsicht, dass eine vielversprechende Laborspur am Wegesrand noch lange keine Anleitung zum Sammeln ist.

Wenn Hausmittel ins Labor wandern, wird aus überliefertem Heilkunde-Wissen eine prüfbare Behauptung. Das Testergebnis fällt geteilt aus: Manches Hausmittel besteht dort gegen die Erreger, anderes schrumpft bei genauerem Hinsehen zu schwacher Wirkung zusammen.

Zu den Bestehenden zählt Berberin, ein aus Heilpflanzen isoliertes Alkaloid, das in China gegen Durchfall eingesetzt wird und als antimikrobieller Wirkstoff große Aufmerksamkeit erhält. Im Labor hemmte die Substanz MRSA-Stämme mit minimalen Hemmkonzentrationen von 64 bis 256 Milligramm pro Liter, abhängig vom Stammtyp. Zugleich reduzierte sie die Keimzahl innerhalb von 24 Stunden um zwei Zehnerpotenzen und schwächte die Biofilmbildung der Erreger deutlich. Den Angriffsmechanismus orten die Forscher in der Zellhülle: Berberin zerstörte die Struktur der Zellwände und die Unversehrtheit der Bakterienmembran.

Beim Holunder treffen jahrhundertealte Tradition und nüchterne Messwerte aufeinander. Schon Hildegard von Bingen pries im 12. Jahrhundert seine Vorzüge, und vor dem Antibiotika-Zeitalter gehörte Holunder zu den Hauptbestandteilen vieler Zubereitungen von Kräuterkundigen, Apothekern und Ärzten. Je nach Gewinnungsverfahren wirken Holunderextrakte unterschiedlich: Ein Holunderextrakt hemmte im Labor 13 gängige Krankenhauskeime, doch der Rubini-Extrakt zeigte gegen Staphylococcus aureus (MRSA und MSSA) keine Hemmwirkung. Die Studienautoren vermuten, dass die Extraktionsweise die chemische Zusammensetzung und die Konzentration antibakterieller Stoffe im Auszug verändert.

Anders der Salbei: Seine antimikrobielle Kraft gilt seit Jahrzehnten als anerkannt. Doch mit Hemmwerten über 150 mg/ml zeigte Salbeiöl gegen die Mehrzahl der getesteten multiresistenten Keime keinerlei antibakterielle Wirksamkeit.

Die Tomate landet ebenfalls im hinteren Feld: Ihr antibakterieller Effekt blieb schwach, im Hemmhof-Test erreichte er bis zu 7 Millimeter. Erklärt wird diese Schwäche mit dem niedrigen Polyphenolgehalt des Gemüses.

Trotz solcher Ernüchterung bleibt ein Forschungsteam optimistisch: Es folgert aus seinem In-vitro-Screening, dass Volksmedizin bei der Abwehr von Krankheitserregern ebenso wirksam sein kann wie moderne Medizin. Zwischen diesem Optimismus und den leeren Hemmhöfen liegt die eigentliche Lehre: Die Tradition liefert die Kandidaten, das Labor vergibt die Noten.

Können ausgerechnet die Pflanzen aus Küche und Heiltradition zu Verbündeten gegen resistente Keime werden? Der Zeitpunkt ist kein Zufall: Die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen gilt als ernste Bedrohung für die globale Gesundheit. Ein Blick in die Studienlage zeigt, warum.

Gegen methicillinresistente Staphylococcus-aureus-Stämme (MRSA), isoliert von Patienten mit Parodontitis und Pharyngitis, hemmte Thymianöl in Konzentrationen von 0,01 und 0,05 Prozent das Bakterienwachstum um 53 beziehungsweise 76 Prozent. Auch Oreganoöl greift resistente Problemkeime an: Es wirkt gegen multiresistente Acinetobacter-baumannii-Stämme, indem es deren Zellmembran destabilisiert und zerstört.

Was die Öle so wirkmächtig macht, sind offenbar vor allem phenolische Verbindungen: Ätherische Öle, die reich an Phenolen wie Carvacrol sind, gelten als besonders stark antimikrobiell wirksam. In einer vergleichenden Analyse dominierte Carvacrol das Oreganoöl mit einem Anteil von 81,20 Prozent, während Thymol das Thymianöl mit 41,84 Prozent anführte. Carvacrol leert den intrazellulären ATP-Vorrat der Zielzelle, verändert ihr Membranpotenzial und macht ihre Membran für Protonen und Kaliumionen durchlässiger — ein Kollaps des Ionengleichgewichts, der zum Absterben der Zelle führt.

Erhellend ist auch ein Blick in die Türkei: Dort wurden ätherische Öle der Arten Origanum acutidens, Origanum rotundifolium und Thymus sipyleus gegen 43 Mikroorganismen getestet — 26 Bakterien, 14 Pilze und drei Hefen. Die Öle von Thymus sipyleus und Origanum acutidens hemmten sämtliche getesteten Mikroorganismen. Im Plättchendiffusionstest waren dabei alle ätherischen Öle wirksamer als die positiven Antibiotika-Kontrollen.

Noch lange nicht ausgeschöpft ist der Vorrat an Kandidaten: Von den rund 300.000 Pflanzenarten, die es weltweit gibt, sind erst etwa 15 Prozent auf ihr pharmakologisches Potenzial untersucht — der Rest gilt als potenzielle Quelle neuer natürlicher Antimikrobiotika.

Hinzu kommt ein Argument aus der Wirkstoffforschung: Pflanzliche Extrakte sind komplexe Mischungen von Wirkstoffen, die zugleich an mehreren mikrobiellen Zielen angreifen — ihre Anwendung könnte dadurch wirksamer sein und die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Resistenzen entstehen. Thymianöl gilt dabei schon jetzt als preiswerter Kandidat mit Interesse der Pharmaindustrie. Nüchtern betrachtet bleibt das meiste davon Laborbefund: Die Wirksamkeit vieler Pflanzenextrakte ist bislang weitgehend auf Reagenzglas-Bedingungen beschränkt, Validierungen in lebenden Systemen oder klinischen Modellen sind begrenzt. Fertige Therapien sind aus den Küchenkräutern also noch keine — doch als Zeiger, wo die Suche nach neuen antimikrobiellen Wirkstoffen ansetzen könnte, gelten traditionell genutzte Pflanzen weiterhin als Fundgrube im Kampf gegen Resistenzen.