Medizinische Mikrobiologie: Grampositive Stäbchen

Hauptseite - Spezielle Bakteriologie - Grampositive Kokken - Grampositive Stäbchen - Gramnegative Kokken - Gramnegative Stäbchen - Atypische Bakterien - Sitemap - Regal Medizin

Nicht-verzweigte aerobe Stäbchen

Corynebacterium diphtheriae

Corynebacterium diphtheriae
Corynebacterium diphtheriae nach Albert gefärbt.
Systematik
Domäne: Bacteria Abteilung: Actinobacteria Klasse: ? Ordnung: Actinomycetales Familie: Corynebacteriaceae Gattung: Corynebacterium Art: Corynebacterium diphteriae (KRUSE 1886) LEHMANN u. NEUMANN 1896

Corynebacterium diphtheriae

Morphologie und Eigenschaften: C. diphteriae sind Gram-positive, aerobe, schlanke und keulenförmige Stäbchen. Das Bakterium ist unbeweglich und bildet weder Kapsel noch Sporen. Mit der Neisser-Färbung lassen sich die für C. diphteriae und C. pseudodiphteriticum (!) charakteristischen Polkörperchen darstellen, bei denen es sich um die endständigen Auftreibungen aus Polyphosphaten und Calcium handelt und an deren Anzahl sich auch verschiedene Biotypen festmachen lassen. Unter dem Mikroskop lagern sich die einzelnen Stäbchen häufig V- oder Y-förmig an und erinnern so an chinesische Schriftzeichen. Die Isolierung von C. diphteriae gelingt auf Selektiv-Indikator-Medien, die die Begleitflora unterdrücken, z.B. auf dem Tellurithaltigen Clauberg-Agar. Das Toxin kann durch Elek-Test oder PCR nachgewiesen werden.

Biotyp	Anzahl Polkörperchen
Corynebacterium diphtheriae gravis	1 bis 2
Corynebacterium diphtheriae intermedius	3 bis 4
Corynebacterium diphtheriae mitis	5 bis 6

Übertragung: Die Übertragung erfolgt duch engen Kontakt (face-to-face) mit infizierten Personen, meistens durch Tröpfcheninfektion, seltener auch über kontaminierte Gegenstände.

Pathogenese: Der Erreger der Diphtherie gelangt über die Schleimhaut, Konjunktiven oder Wunden in den Körper und vermehrt sich dort. Das phagencodierte Diphtherietoxin, das nur von infizierten C. diphtheriae gebildet wird, schädigt lokal die Zellen (Rachen-, Haut-, Augen-, Nasen-, Kehlkopfdiphtherie). Bei der oropharyngealen Infektion finden sich im Nasen-Rachenraum und auf den Tonsillen die charakteristischen diphtherischen Pseudomembranen aus abgestorbenen Zellbestandteilen. Der Befall des Larynx führt zu Dyspnoe und Tod durch Ersticken, der Hals ist typischerweise stark geschwollen ("Cäsarenhals"). Die Erkrankung (bzw. das Toxin) kann sich obstruierend auf die tieferen Atemwege ausbreiten und systemisch Herz, Nieren, Nebennieren, Leber und motorische Nerven schädigen.

Hautdiphtherie am Bein.

„Cäsarenhals“ bei Diphtherie.

Das Diphtherietoxin: Das Gen dtxR für das Diphtherietoxin wird von einem lysogenen Prophagen kodiert, mit dem C. diphtheriae oft infiziert ist. dtxR wird durch tox+ reguliert, welches im Bakteriengenom zu finden ist. Das Diphtherietoxin setzt sich aus einem größeren B- und einem kleineren A-Teil zusammen. Der B-Teil bindet an das Protein HB-EGF-precursor (heparin binding epidermal growth factor precursor) auf der Oberfläche der Zielzelle. Das Toxin wird dann in einer Vakuole in die Zelle aufgenommen, wo sich der A-Teil abspaltet. Der A-Teil inaktiviert den Elongationsfaktor EF2 durch Übertragung eines ADP-Ribosyl von NAD auf EF2. Dadurch kommt die RNA-Synthese zum Erliegen und die Zelle stirbt ab.

Epidemiologie: Bis zum ersten erfolgreichen Impfversuch 1891 starben in Deutschland ca. 50.000 Kinder pro Jahr. In Mitteleuropa beträgt die Inzidenz heutzutage ca. 0,001/100.000/Jahr. In den ersten Jahren nach dem Ende der UdSSR gab es in den Nachfolgestaaten einen massiven Anstieg der Erkrankungen. In vielen Entwicklungsländern bleibt die Diphtherie weiterhin endemisch. Aufgrund der Trägerquote von etwa 2 % besteht die Gefahr sich bei Auslandsaufenthalten mit dem Toxin-codierenden Prophagen zu infizieren und zu erkranken. Die Erkrankung ist meldepflichtig!

Diagnostik: Die Diagnose wird klinisch gestellt! Eine Erregerbestimmung kann nicht abgewartet werden. Zur Diagnosesicherung kulturelle Untersuchung von Sputen, Magensaft, Kehlkopfabstricht, Harn, Ejakulat, Menstrualblut oder anderen Gewebsproben möglich. Außerdem Nachweis durch Mykobakterien-DNA.

Therapie: Heterologes Antiserum vom Pferd (schon bei Verdacht bestellen!), Antibiose (Penicillin, Erythromycin).

Prophylaxe: Aktive Immunisierung mit formalinbehandeltem Diphtherietoxin (Toxoid) im Rahmen der Grundimmunisierung.

Literatur und Weblinks:

• RKI - Diphtherie
• CoryneRegNet - Database of Corynebacterial Transcription Factors and Regulatory Networks

Weitere Corynebakterium spp.

Spezies und Krankheitsbilder:

• C. jeikeium - Sepsis, Katheterinfektionen
• C. minutissimum - Erythrasma
• C. kutscheri - Lokale Infektionen
• C. pseudodiphtheriticum - apathogen
• C. urealyticum - Harnwegsinfekte

Listeria monocytogenes

Listeria
Listeria monocytogenes im EM.
Systematik
Domäne: Bakterien Abteilung: Firmicutes Klasse: Bacilli Ordnung: Bacillales Familie: Listeriaceae Gattung: Listeria Art: Listeria monocytogenes PIRIE 1940

Etymologie: Listerien haben ihren Namen vom britischen Chirurgen Joseph Lister.

Morphologie und Eigenschaften: Listerien sind Gram-positive, aerobe, begeißelte, differentiell bewegliche und fakultativ intrazelluläre, nicht verzweigte und oft kokkoide Stäbchen, die auch noch bei 4°C wachsen. Sie bilden kleine graue Kolonien mit β-Hämolyse und sind Katalase-positiv. Die Identifizierung erfolgt biochemisch, mittels PCR und Überprüfung der Beweglichkeit bei 10 bis 25°C.

Vorkommen: Listerien sind in der Umwelt nahezu ubiquitär verbreitet und kommen weltweit vor. Schätzungsweise 1 bis 10 % der Menschen tragen Listerien im Darm und scheiden sie im Stuhl aus. Gleiches gilt auch für viele andere Säugetiere. Listerien kommen vor allem in unerhitzten tierischen Lebensmitteln vor, insbesondere in rohen Fleischwaren und Geflügel, Meeresfrüchten, durch Verschleppung auch in Kochschinken oder Räucherlachs, sowie in unerhitzter Milch und Rohmilchkäse und in der Rinde von Weichkäsen und Schimmelkäse. Salat und Gemüse können durch organische Düngung belastet sein.

Übertragung: Hauptsächlich über kontaminierte Lebensmittel.

Pathogenitäts- und Virulenzfaktoren:

• Hämolysin (Listeriolysin)
• Aktin-polymerisierendes Protein (ActA) -> Fortbewegung innerhalb der Zelle und in die Nachbarzellen hinein durch Aktinpolymerisierung am hinteren Pol des Bakteriums (analog "Raketenantrieb")

Krankheitsbilder: Die Listeriose verläuft bei Gesunden meist leicht oder subklinisch. Werden besonders viele Erreger aufgenommen, kann es zu Fieber und Durchfällen kommen. Opportunistische Infektionen umfassen Sepsis, Meningitis und Meningoenzephalitis, granulomatöse Hepatitis und in der Schwangerschaft Aborte und granulomatöse Neonatalerkrankungen. Die Letalität bei letzteren beträgt 20 bis 30 %, die konnatale Granulomatosis infantiseptika endet fast immer tödlich.

Epidemiologie: Schätzungsweise 1 bis 10 % der Menschen sind asymptomatische Träger von Listerien. Die Inzidenz an Erkrankungen beträgt nur etwa 0,5/100.000 in Europa, allerdings ist das Erkrankungsrisiko deutlich erhöht bei alten Menschen (3x), bei Schwangeren (17x) und bei AIDS-Kranken (>100x).

Diagnose: Anamnese (Urlaub, Nahrungsmittel). Der direkte Nachweis der Listerien in Blut, Liquor oder anderen Punktaten gelingt nicht immer.

Therapie: Ausreichend lange und hochdosierte Antibiotikatherapie: 1. Wahl ist Amoxicillin, daneben können Carbapeneme, Makrolide, Doxycyclin und Cotrimoxazol eingesetzt werden.

Prophylaxe: Kochen, Braten, Sterilisieren und Pasteurisieren tötet die Bakterien sicher ab.

Literatur und Weblinks:

• Glaser P. et al. (2001) Comparative genomics of Listeria species. Science 294:849-52.
• Vazquez-Boland JA et al. (2001) Listeria pathogenesis and molecular virulence determinants. Clin Microbiol Rev. 14:584-640.
• RKI - Listeriose
• YouTube: Listeria monocytogenes

Bacillus anthracis

Bacillus anthracis
Bacillus anthracis.
Systematik
Domäne: Bacteria Abteilung: Firmicutes Klasse: Bacilli Ordnung: Bacillales Familie: Bacillaceae Gattung: Bacillus Art: Bacillus anthracis COHN 1872

Bacillus anthracis ist der Erreger des Milzbrandes (int.: Anthrax).

Etymologie: Anthrax (griech.): Kohle

Morphologie und Eigenschaften: Bacillus anthracis ist ein Gram-positives, relativ großes (1–6μm), obligat aerobes, Katalase-positives, unbewegliches Stäbchenbakterium, welches sich vor allem über Sporen verbreitet. Die Sporen selbst bilden sich in der leicht verjüngten Mitte des Stäbchens, die Bakterien schließen sich typischerweise zu nichtverzweigten Ketten oder Fäden zusammen, die als bambusartig imponieren. In vivo bildet das Bakterium eine Kapsel aus Poly-D-Glutaminsäure aus, die es vor Phagozytose durch das MPS schützt. In der Kultur auf Blutagar fehlt diese Kapsel meist.

Übertragung: Die Bakterien überdauern in Sporenform jahrzehntelang im Boden. Werden sie von pflanzenfressenden Säugetieren, etwa Rinder, Schafe und Schweine beim Fressen aufgenommen, beginnen sie sich im Tier zu vermehren, töten das Tier und vermehren sich im Kadaver weiter, um, wenn die Vermehrungssituation ungünstig wird, schließlich wieder ins Sporenstadium überzugehen. Daher dürfen an Milzbrand verendete Tiere nicht vergraben werden, sondern müssen verbrannt werden. Die Sporen können auch im Fell oder auf der Haut der Tiere lange überleben. Epidemien der Krankheit stehen dabei häufig in direktem Zusammenhang mit der Tierhaltung oder der Verarbeitung von Tierprodukten. Kürschner, Melker und Tierärzte sind besonders gefährdete Berufsgruppen. Eine Übertragung von Mensch zu Mensch kommt in der Regel nicht vor, dennoch besteht Isolierungspflicht!

Pathogenitäts- und Virulenzfaktoren:

Die pathogenen Eigenschaften des Bakteriums lassen sich auf zwei Plasmide zurückführen.

• pX01 kodiert für das Toxin (pX01-negativ = apathogen)
• pX02 ist für die Bildung der Poly-D-Glutaminsäure-Kapsel verantwortlich (pX02-negativ = attenuiert)

Komponenten des Toxin:

• Die B-Untereinheit wird auch als protektives Antigen bezeichnet, da immunisierte Tiere gegen diese Untereinheit wirksame Antikörper bilden. Sie bindet an die Oberfläche von Körperzellen. Eine körpereigene Protease spaltet nun einen Teil dieser B-Untereinheit ab, woraufhin die verbleibenden 63kDa großen Teile sich zu Heptameren zusammenlagern und eine Pore bilden.

• Die A-Untereinheit ist variabel. Sie kann ein Ödem-Faktor (EF, edema factor) oder ein Letalitäts-Faktor (LF) sein. Beide Faktoren binden an das Heptamer aus B-Untereinheiten und iniziieren die Endozytose. Der niedrige pH-Wert im Endosom führt zu einer Konformationsänderung des Toxins. Dies bildet eine Pore, durch die die A-Untereinheit in das Zytosol gelangen kann.
  • Der EF übernimmt nun die Funktion einer Adenylatcyclase und bildet cAMP. Die exzessiv erhöhten cAMP-Spiegel vermitteln einen Efflux von Wasser aus der Zelle und führen zum Ödem.
  • Der LF beeinflußt auf nicht geklärte Weise die Mitogen aktivierten Protein-Kinasen (MAPK), die an der Regulation des Zellzyklus beteiligt sind. Dies führt zum Tod der Zelle und ist für die nekrotischen Läsionen des Milzbrandes verantwortlich.

Sporen von Bacillus anthracis im Raster-Scanning-Mikroskop.

Das Anthrax-Heptamer.

Kutaner Anthrax.

Krankheitsbilder:

• Lungenmilzbrand - Inhalativer Anthrax (selten), stadienhafter Verlauf: 1) Sporenstadium (Inhalation -> Phagocytose -> Transport in die mediastinalen Lymhknoten -> Germination (bis zu 60d nach Infektion), 2) Vegetatives Stadium (Toxin-vermittelte Erkrankung mit hämorrhagischer Lymphadenitis, Mediastinitis, Meningitis, keine Bronchopneumonie). Klinisch ebenfalls zwei Phasen: 1) Unspezifische grippaler-Infekt-ähnliche Symptome (kein Naselaufen!), 2) Rapide Verschlechterung mit Lymphadenopathie, Mediastinalverbreiterung und Schock. Komplikationen: Störungen des Elektrolyt- und Säuren-Basen-Haushalts, respiratorische Insuffizienz. Verlauf umso schlechter, je kürzer die Inkubationszeit (3 bis 60 Tage). Diagnose: selten rechtzeitig, wenn kein begründeter Anfangsverdacht besteht.
• Hautmilzbrand - Kutaner Anthrax (Inzidenz ca. 2.000/Jahr, Zimbabwe), Klinik: Allgemeinsymptome, als Pustula maligna bezeichnete Papel oder Pustel, die in eine schmerzlose Nekrose mit braunrotvioletter Umgebung übergeht, später zentral schwarzer Schorf
• Darmmilzbrand - Gastrointestinaler Anthrax (selten)

Epidemiologie: Milzbrand ist als Zoonose von Pflanzenfressern endemisch in Iran, Irak, Türkei und in der Sub-Sahara.

Diagnostik: Probentransport und Aufbereitung unter BSL-3-Bedingungen! Material: Blutkultur, Wundabstrich. Diagnose: Mikroskopie, Kultur, PCR

Therapie: Frühzeitige antibiotische Therapie bei begründetem Verdacht z.B. mit Penicillin G, Ciprofloxacin (Chinolon Gruppe 2), Makroliden oder Tetrayzyklinen. Chirurgische Massnahmen sind beim Hautmilzbrand kontraindiziert!

Prophylaxe: Als Vakzine steht seit 1930 ein attenuierter (Kapsel-defizienter) Impfstamm zur Verfügung: Lebendimpfstoff (vitale Bakterien), Totimpfstoff (zellfreier Überstand).

Geschichte: In den letzten Jahren hat sich B. anthracis einen Namen als potentielle biologische Waffe im internationalen Terrorismus gemacht. Mehrere Tote einer Anschlagsserie im Jahr 2001 in den USA konnten auf Briefe mit Anthraxsporen zurückgeführt werden. Allerdings bedarf es einer recht großen Menge von Sporen, um Anthrax als Biowaffe effektiv einzusetzen. Im Jahr 2002 wurde das Genom des Bakterium vollständig entschlüsselt.

Bacillus anthracis war das erste Bakterium, an dem Robert Koch 1877 eine krankmachende Wirkung nachwies. Ferdinand Julius Cohn vermutete bereits zwei Jahre zuvor, dass Milzbrand eine durch Bakterien verursachte Erkrankung sei.

Literatur und Weblinks:

• RKI - Anthrax
• Weitere Bilder des kutanen Anthrax bei CDC: [1], [2], [3]
• CDC - Anthrax

Weitere Bacillus spp.

Bacillus cereus

Bacillus cereus, Leifson-Flagellen-Färbung.

• B. subtilis - Auf Blutagar wächst er in mattgrauen Kolonien mit β-Hämolyse. Erkrankungen: Endophthalmitis. Therapeutischer Einsatz bei intestinalen Störungen möglich.
• B. cereus - Nahrungsmittelvergiftungen mit Übelkeit, Erbrechen (emetisches Toxin) oder Durchfall und Bauchschmerzen (nekrotisierendes Enterotoxin). Die Sporen sind hitzeresistent. Epidemiologie: B. cereus verursacht etwa 1 % der Lebensmittelvergiftungen in den USA und etwa 11 % in den Niederlanden.

Therapie: Ciprofloxazin, Clindamycin, Vancomycin, Imipenem, Aminoglykoside u.a. Resistenz gegenüber Penicillinen und Cephalosporinen (β-Lactamase)

Erysipelothrix rhusiopathiae

Morphologie und Eigenschaften: Erysipelothrix rhusiopathiae ist ein grampositives, nichtsporenbildendes, aerobes, stäbchenförmiges Bakterium, das bei vielen Tieren in der Normalflora gefunden werden kann. Die Zoonose verursacht bei Schweinen den Schweinerotlauf, der für die Tiere oft tödlich endet.

Gefährdete Personengruppen: Landwirte, Schlachter, Veterinäre. (Berufskrankheit!)

Krankheitsbild: Erysipeloid (lokale (Hände) evtl. auch streuende schmerzhafte Hautrötungen meist ohne Allgemeinreaktion). Verlauf über zwei bis drei Wochen, i.d.R. selbstlimitierend. Die Infektion hinterlässt keine Immunität.

Inkubationszeit: Bis zu einer Woche.

Diagnose: Mikroskopie, Kultur.

Therapie: Symptomatisch, ggf. Antibiose (Betalactame).

Verzweigte aerobe Stäbchen

Aktinomyzeten

Aktinomyzeten
Streptomyces sp..
Systematik
Domäne: Bacteria Abteilung: Actinobacteria Klasse: Actinobacteria Ordnung: Actinomycetales Familie: Streptomycetaceae Actinomycetaceae Gattung (Auswahl): Actinomyces, Streptomyces, Frankia Arten (Auswahl): A. israelii, A. naeslundi, A. viscosus S. coelicolor, S. achromogenes

Morphologie und Eigenschaften: Aktino- und Streptomyzeten sind grampositive, nicht säurefeste, filamentöse und verzweigt wachsende Bakterien mit hohem GC-Gehalt. Sie bilden zwei artenreiche Gattungen innerhalb der Klasse der Actinobacteria. In der älteren Fachliteratur werden sie auch als

Aktinomykose präaurikulär.

"Strahlenpilze" bezeichnet: Das myzelartige Wachstum dieser Bakterien lässt sie wie eine Pilzkolonie erscheinen. Actino- und Streptomyceten sind oft in der Lage, Sporen zu bilden, im Gewebe bilden sie sog. Drusen. Actinomyces spp. sind Fermenter, während andere Gattungen obligat aerob leben. Aktinomyzeten haben sehr große Genome, wobei die DNA im Gegensatz zu den meisten anderen Bakterien nicht in einem zirkulären, sondern in mehreren linearen Chromosomen angeordnet ist. Das Genom von Streptomyces coelicolor wurde vollständig sequenziert und 2002 veröffentlicht. Es beinhaltet die meisten Gene aller bisher untersuchten Bakterien.

Vorkommen: Aktino- und Streptomyceten stellen einen wesentlichen Bestandteil der Bodenmikroflora dar, nur wenige Arten leben aquatisch. Große Bedeutung haben die apathogenen Streptomyces spp. als Produzenten von Antibiotika (Bsp.: Chloramphenicol, Polyene, Makrolide, Tetracycline oder Aminoglycoside wie Streptomycin oder Neomycin, Streptomyces achromogenes produziert Streptozotozin). A. israelii der die Schleimhäute oft asymptomatisch besiedelt, ist an mehr als 50% der invasiven Aktinomykosen ist beteiligt.

Krankheitsbilder: Die sporadisch auftretenden Aktinomycosen sind fast immer aerob-anaerobe Mischinfektionen durch Actinomyces sp., die sich als Fisteln, Abszesse, Canaliculitis (lacrimalis) oder intrauterine Infektionen äußern. Je nach Lokalisation spricht man von orofazialer, thorakaler oder abdominaler Aktinomykose.

Therapie: Chirurgische und antibiotische Kombinationstherapie (anaerobe Begleitflora!). Gutes Ansprechen auf β-Lactam-Antibiotika, bei zervikofazialer Aktinomykose ist Amoxillinin/Clavulansäure Mittel der Wahl. Alternativen sind Makrolide, Doxycycline, evtl. auch Cephalosporine der 1. und 2. Generation.

Literatur und Weblinks:

• S. coelicolor Genome homepage (Sanger Institute)

Nocardien

Spezies: N. asteroides, N. farcinica, ...

Morphologie und Eigenschaften: Nocardien sind grampositive, obligat aerobe, verzweigt wachsende und partiell säurefeste Stäbchen. Charakteristisch ist der Geruch nach Erde/Kartoffel-Keller

Krankheitsbilder: Nokardiosen wie Subakute Bronchopneumonie, Endokarditis und Hirnabszesse bes. bei Immunsupprimierten

Übertragung: aus der Umwelt

Therapie: Tetrazykline und Cotrimoxazol, ferner eignen sich Carbapeneme und parenterale Cephalosporine 3a (z.B. Cefotaxim, Ceftriaxon).

Mykobacterien

Wichtigste Spezies sind die obligat pathogenen Mykobakterien M. tuberculosis, M. bovis und M. africanum, die zusammen als Mycobacterium tuberculosis complex bezeichnet werden und M. leprae, der Erreger der Lepra. Daneben existieren die ubiquitär vorkommenden und fakultativ pathogenen sog. atypischen Mykobakterien bzw. MOTT (mycobacteria other than tubercle bacilli) wie M. avium-intracellulare-Komplex, M. marinum, M. scrofulaceum und M. ulcerans. Weiterhin gibt es noch den Impfstamm Bacille Calmette-Guérin (BCG), der sich von M. bovis ableitet.

Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis
Systematik
Domäne: Bacteria Abteilung: Actinobacteria Klasse: Actinobacteria Ordnung: Actinomycetales Familie: Mycobacteriaceae Gattung: Mycobacterium Art: Mycobacterium tuberculosis (ZOPF 1883) LEHMANN u. NEUMANN 1896

Mycobacterium tuberculosis ist der Erreger der Tuberkulose (Tbc) des Menschen (entdeckt 1882 von Robert Koch).

Morphologie und Eigenschaften: Mycobakterien sind grampositive, verzweigt wachsende, aerobe Stäbchen, die aufgrund der wachsartigen Zellwand (hoher Gehalt an Mycolsäuren und sauren Lipiden) bestimmte Farbstoffe auch durch Säure- und Alkoholbehandlung nicht mehr abgeben und deshalb als säurefest bezeichnet werden. Der wichtigste Erreger der Tuberkulose, Mycobacterium tuberculosis wächst sehr langsam (Generationszeit 6 bis 20 Stunden), weswegen der kulturelle Nachweis einige Zeit beansprucht. Die Bakterien lassen sich mit der Ziehl-Neelsen-Färbung darstellen. Der Nachweis gelingt weiterhin durch Fluoreszenzmikroskopie und durch die Auramin-Rhodamin-Färbung. In der Gram-Färbung stellen sich Mykobakterien kaum dar, der Zellwandaufbau ähnelt jedoch stark dem grampositiver Bakterien, so dass Mycobacterium tuberculosis formal als grampositiv klassifiziert wird.

Epidemiologie: Heute ist etwa jeder dritte Mensch auf der Erde mit M. tuberculosis infiziert, von den 22 Millionen Tbc-Erkrankten leben 95 % in Entwicklungsländern. Pro Jahr kommen 9 Millionen Neuerkrankungen dazu und 3 Millionen Menschen sterben an Tbc, davon ca. 300.000 Kinder. Die Erkrankung ist ein Indikator für die Lebensverhältnisse (Wirtsabwehr) in den betroffenen Ländern.

In Deutschland liegt die Inzidenz bei etwa 13.000 pro Jahr (15/100.000). Etwa 1.000 sterben jährlich an der Krankheit (vierthäufigste Infektionsbedingte Todesursache). Disponiert sind Asyl-Suchende aus Afrika und Südostasien, Drogenabhängige, Alkoholiker und Obdachlose, aber auch AIDS-Kranke.

MDR (multi-drug-resistent)-Tuberkulosefälle sind im Zunehmen begriffen. In Deutschland sowie in vielen anderen Ländern ist die Tbc meldepflichtig.

Übertragung: In der Regel durch Tröpfcheninfektion. Die Infektionsdosis (ID₅₀) liegt bei unter 10 Keimen! Sind Keime im Sputum nachweisbar, spricht man von "offener" Tbc was gleichbedeutend ist mit akut kontagiös, was etwa bei jeder zweiten frisch diagnostizierten aktiven Tbc der Fall ist. Durch Husten entsteht dann ein infektiöses Aerosol, wobei die Erreger stundenlang in der Raumluft verbleiben. Da Rinder ebenfalls an der Tuberkulose erkranken können, war früher nicht-pasteurisierte Milch eine verbreitete Infektionsquelle. Wegen der Übertragbarkeit von Tieren auf Menschen zählt die Tbc zu den Zoonosen. Weitere Übertragungswege sind über die Haut, die sogenannte Inokulations-Tbc, fetal durch erregerhaltiges Fruchtwasser und diaplazentar-hämatogen.

Mycobakterielle Zellwand, 1: Äußere Lipide, 2: Mycolsäuren, 3: Polysaccharide (Arabinogalactan), 4: Peptidoglycan, 5: Plasmamembran, 6: Lipoarabinomannan (LAM), 7: Phosphatidylinositolmannosid, 8: Zellwand.

Mycobacterium tuberculosis, in vitro-Kultur.

Mycobacterium tuberculosis, SEM.

Mit Mycobacterium avium-intracellulare infizierter Lymphknoten bei AIDS. Histopathologie, Ziehl-Neelsen-Färbung.

Löwenstein–Jensen Medium

Pathogenitäts- und Virulenzfaktoren:

• M. tuberculosis: Cordfactor (Trehalose-Dimykolat, ein oberflächenaktives Glykolipid) und stark sauere Lipide bilden eine wachsartige Kapsel -> Hemmung der Phagosomen-Lysosomen-Fusion im Makrophagen.
• Langsames Wachstum
• Antibiotikaresistenzen

Krankheitsbilder: Die Tuberkulose (kurz TBC oder Tbc, früher auch die Schwindsucht oder der Morbus Koch, umgangssprachlich „die Motten“) ist eine chronische, in Stadien ablaufende Infektionskrankheit. Die Erreger der Tuberkulose sind Bakterien des Mycobacterium tuberculosis complex (M. tuberculosis, M. bovis und M. africanum) mit der namensgebenden und bedeutendsten Art M. tuberculosis. Nur etwa 5-10% der mit M. tuberculosis Infizierten erkrankt an Tuberkulose, betroffen sind besonders Menschen mit geschwächtem Immunsystem.

Die Primärinfektion der Lungen führt zur Granulombildung mit Befall der zugehörigen regionären Lymphknoten (Primärkomplex oder Gohn-Komplex). Die exogene Zweitinfektion oder endogene Reaktivierung führt zur Postprimär- oder Sekundär-Tbc. Manifestationen umfassen Granulome, käsige Pneumonie, Kavernenbildung und bei fulminantem Verlauf massive Streuung tuberkulöser Herde in sämtliche Organe (Miliartuberkulose). Die Patienten klagen über Fieber, Nachtschweiß und Gewichtsverlust (B-Symptome, DD.: Malignom!), Müdigkeit, Abgeschlagenheit und Gliederschmerzen, Husten, Dyspnoe, allgemeine Schwäche und Magendarm-Beschwerden.

Unterernährte und geschwächte Menschen sind besonders anfällig für die Erkrankung.

Krankheitsbilder bei Tieren: Tiere infizieren sich stets durch an offener Tuberkulose erkrankte Menschen. Beobachtet wurde eine Erkrankung bei Rind, Schwein, Pferd, Schaf und Ziege. Hühner sind weitgehend resistent gegen M. tuberculosis. Bei erkrankten Tieren entwickelt sich meist nur ein schnell abheilender örtlicher Prozess. In solchen Fällen ist es angeraten, die die Tiere betreuenden Menschen auf Tuberkulose zu untersuchen. Wesentlich ernster ist die Infektion von Haustieren, die mit dem Menschen in enger häuslicher Gemeinschaft leben. Hunde, Katzen und evtl. Papageien werden zuerst von offen tuberkulösen Menschen angesteckt, entwickeln selbst eine meist offene Tuberkulose und bilden dadurch eine gefährliche Ansteckungsquelle für Menschen, die mit ihnen in Kontakt kommen.

Atypische Mycobakterien (MOTT): Weitere durch Mycobakterien (MOTT) verursachte Erkrankungen sind Haut- und Weichteilinfektionen (M. marinum, M. chelonei), pulmonale Infektionen (M. kansasii, M. xenopi), Lymphadenitis (M. avium-intracellulare, M. scrofulaceum) und systemisch-miliare Infektionen (M. avium-intracellulare, M. kansasii, M. genevensae). AIDS-Kranke erkranken relativ oft an M. avium. Atypische Mycobakterien spielen insbesondere bei AIDS-Patienten eine Rolle.

Diagnostik:

• Tuberkulin-Haut-Tests (Tine-Test, Mendel-Mantoux-Test) sind nur eingeschränkt verlässlich.
• Bakteriologischer Nachweis und/oder mittels PCR im Bronchialsekret oder Magensaft bei offener Tuberkulose mit Resistenzbestimmung
• Röntgenuntersuchung oder CT der Lunge, die oft das charakteristische, mottenfraßartige Bild des Lungenbefalls der Tuberkulose erkennen lassen.
• Lymphknotenbiopsie (nativ, nicht in Formalin werfen!)

Therapie: Die Kombinationstherapie erfolgt mit Antituberkulotika wie Isoniazid (INH), Rifampicin (RMP), Ethambutol (EMB), Streptomycin (SM) und/oder Pyrazinamid (PZA). Für Deutschland wird als kalkulierte Standardtherapie die Einnahme einer Vierfach-Kombination von Isoniazid, Rifampicin, Pyrazinamid plus Ethambutol und/oder Streptomycin über zwei bis drei Monate und anschließend einer Zweierkombination von Isoniazid und Rifampicin für mindestens vier weitere Monate empfohlen. Nach Anzüchten und Resistenzbestimmung gezielte Antibiose. Probleme machen erstens Resistenzen (Therapiedauer dann mindestens 18 Monate), die Compliance, auch hinsichtlich der notwendigen langen Therapiedauer und des bevorzugt erkrankten Klientels sowie die Nebenwirkungen der Antituberkulotika und die Behandlung erkrankter schwangerer Frauen.

MOTT sind häufig resistent, weswegen kein Standardtherapieregime existiert, zur Anwendung kommen Kombinationen z.B. mit Makroliden, Clarithromycin oder Azithromycin.

Prophylaxe:

• Eine Schutzimpfung Bacillus Calmette-Guérin (BCG) gegen die Tbc wird heute von der Ständigen Impfkommission nicht mehr empfohlen, wegen eher unzureichender Wirkung und erschwerter Diagnostik bei Erkrankungsverdacht (Tuberkulin-Test positiv nach BCG-Impfung).
• Chemoprophylaxe nach Kontakt mit Tbc-Erkrankten oder Tuberkulinkonversion

Geschichte der Tbc:

Tuberkulose ist seit dem Altertum bekannt. Skelettüberreste von prähistorischen Menschen (4000 v.Chr.) zeigten Spuren der Krankheit. Tuberkulöse Zerstörung wurde auch in Knochen ägyptischer Mumien von 3000-2400 v.Chr. gefunden. Es gab Hinweise auf Tuberkulose in Indien und Amerika um 2000 v.Chr.

Um 460 v.Chr. kennzeichnete Hippokrates von Kós die "Phthisis" (griech. φϑίσις = Schwund) als die weitestverbreitete Krankheit aller Zeiten, die fast immer tödlich war.

Wegen der Vielzahl ihrer Symptome wurde die Krankheit bis in die 1820er Jahre nicht als einheitliche Krankheit erkannt und erst 1839 von Johann Lukas Schönlein "Tuberkulose" genannt.

Das Bakterium M. tuberculosis wurde am 24. März 1882 durch Robert Koch beschrieben. Er erhielt 1905 für diese Entdeckung den Nobelpreis in Physiologie. Koch glaubte nicht, dass sich die bovine und menschliche Tuberkulose ähnlich waren, was die Erkennung infizierter Milch als Quelle der Erkrankung verzögerte. Später wurde diese Quelle durch Pasteurisierung beseitigt. Koch benannte 1890 einen Glycerin-Extrakt der Tuberkelbazillen als "Hilfsmittel" zur Erkennung der Tuberkulose und nannte ihn Tuberkulin. Es war nicht wirkungsvoll, aber wurde später von Pirquet für einen Test der latenten Tuberkulose angepasst.

Der erste echte Erfolg bei der Immunisierung gegen Tuberkulose wurde von Albert Calmette und Camille Guerin 1906 mit ihrem Bacillus Calmette-Guérin (BCG)-Impfstoff erreicht. Es wurde zuerst am 18. Juli 1921 in Frankreich am Menschen angewendet. Nationalistische Strömungen verhinderten den weitverbreiteten Gebrauch bis nach den Zweiten Weltkrieg.

Tuberkulose verursachte im 19. und frühen 20. Jahrhundert allgemeines Interesse als "die" endemische Krankheit der städtischen Armen. 1815 war in England einer von vier Todesfällen und 1918 ein Sechstel der Todesfälle in Frankreich durch Tuberkulose verursacht. Das erste Tuberkulose-Sanatorium wurde 1859 in Polen geöffnet; später 1885 in den Vereinigten Staaten. Nach der Erkennung der Krankheit als ansteckend wurde die Tuberkulose in den 1880ern eine meldepflichtige Krankheit in Großbritannien. Es gab Kampagnen gegen des Ausspucken auf öffentlichen Plätzen und die Armen wurden angehalten, in Sanatorien zu gehen, die eher Gefängnissen ähnelten. Trotz des behaupteten Nutzens der Frischluft und der Arbeit im Sanatorium verstarben 75% der Insassen innerhalb von fünf Jahren (1908).

In Europa verursachte die Tuberkulose 1850 500 von 100.000 und 1950 50 von 100.000 Todesfällen. Verbesserungen im öffentlichen Gesundheitswesen verringerten Zahl der Erkrankungen schon vor Einführung der Antibiotika.

1946 mit der Entwicklung des Antibiotikums Streptomycin wurde neben der Prävention die aktive Behandlung möglich. Davor war nur die chirurgische Behandlung bekannt, insbesondere die Pneumothorax-Technik. Die kollabierte Lunge sollte durch die Ruhigzustellung ausheilen. Diese Methode wurde nach 1946 wegen des geringen Nutzens zunehmend verlassen.

Hoffnungen, dass die Krankheit vollständig besiegt werden könnte, sind seit dem Auftreten von antibiotikaresistenten Stämmen in den achtziger Jahren zerschlagen. So gab es um 1955 50.000 Tuberkulose-Fälle in Großbritannien. 1987 waren es 5.500, aber im Jahre 2001 wieder über 7.000 bestätigte Fälle. Wegen dem Nachlassen der Bemühungen des öffentlichen Gesundheitswesens in New York in den siebziger Jahren gab es ein Wiederaufflammen in den achtziger Jahren mit Zunahme resistenter Stämme. Die WHO erklärte 1993 die Tuberkulose zur globalen Katastrophe. Ein weiterer Grund für die erneute Zunahme der Tuberkulose-Fälle in der westlichen Welt ist die steigende Zahl an Menschen mit Migrationshintergrund aus Ländern mit hoher Prävalenz.

Die WHO hat den 24. März im Jahr 1982 zum Welttuberkulosetag erklärt.

Weblinks: RKI - Tuberkulose

Mycobacterium leprae

Mycobacterium leprae wurde 1869 durch den Norweger G. Armauer Hansen entdeckt und ist der Erreger der Lepra (Aussatz), an der in den Tropen immer noch sehr viele Menschen erkrankt sind.

Morphologie und Eigenschaften: Ähnlich wie bei anderen Mycobakterien. M. leprae lässt sich allerdings nicht auf Nährböden anzüchten.

Krankheitsbild: Mycobacterium leprae ist der Erreger der Lepra, einer seit der Antike bekannten Infektionskrankheit. Sie wird auch als Hansen-Krankheit, Aussatz oder Miselsucht (engl. leprosy) bezeichnet. Die Inkubationszeit beträgt mehrere Monate, manchmal auch Jahre. Für die Übertragung bzw. Infektion mit dem Erreger bedarf es eines längerfristigen Kontakts mit einem Infizierten.

Pathogenese: Die Leprabakterien zerstören die Nerven. Die resultierende Polyneuropathie mit Sensibilitätsverlust führt zu unbemerkten Verletzungen, Verstümmelungen und Infektionen.

Die Symptome der Lepra variieren stark. Auf dem VI. Internationalen Lepra Kongress 1953 in Madrid wurde folgende Einteilung vorgschlagen:

• Indeterminierte Lepra (Frühstadium)
• Tuberkoloide Lepra
• Lepromatöse Lepra
• Borderline

Indeterminierte Lepra (Frühstadium)

Im Frühstadium spricht man von indeterminierter Lepra. Sie äußert sich in unscharf abgegrenzten Flecken auf der Haut. Bei dunkelhäutigen Menschen sind diese heller als die gesunde Haut, bei hellhäutigen sind sie gerötet. Die Flecken selbst fühlen sich für den Erkrankten taub an. In dieser Phase kann die Krankheit stagnieren, spontan abheilen oder zur tuberkoloiden, lepromatösen oder Borderline Lepra weiterentwickeln.

24jähriger mit lepromatöser Lepra (Aufnahme aus dem 19. Jahrhundert).

Typische Hauterscheinungen bei Lepra.

Tuberkoloide Lepra Die asymmetrischen Hautflecken sind hier erhaben und rau. An den betroffenen Stellen fallen die Haare aus. Neben der Haut sind vor allem die peripheren Nerven knotig verdickt. Der Befall ist auch hier asymmetrisch. Mit fortschreitender Krankheit nimmt der Tastsinn bis zur Empfindungslosigkeit ab. Die Folge sind oft schwere Verletzungen und daraus resultierend weitere Verstümmelungen. Der Befall motorischer Nerven äußert sich in Muskelatropie und Paresen.

Borderline Lepra Die Borderline Lepra gilt als instabile Krankheitsvariante, die sich je nach Immunitätslage weiterentwickelt. Bei intaktem Immunsystem bildet sich die bakterienarme, tuberkoloide Form heraus. Bei geschädigtem Immunsystem vermehren sich die Bakterien nahezu ungestört und es kommt zur Ausbildung der bakterienreichen, ansteckenden lepromatösen Form. Die Symptome im Borderline Stadium können sowohl denen der tuberkoloiden Lepra ähneln als auch deutlich Abweichungen zeigen. So können die Hautflecken symmetrisch sein, auch der Befall der Nerven kann symmetrisch erfolgen.

Lepromatöse Lepra Die lepromatöse Lepra ist die schwerste Form der Krankheit. Die sich ungehemmt vermehrenden Bakterien verbreiten sich über Blutbahn, Nervengewebe, Schleimhäute und Lymphsystem im ganzen Körper. Die Haut ist stark verändert und von Knoten und kleinen Flecken überzogen. Charakteristisch sind die hellroten bis braunen Leprome, die das Gesicht und andere Körperteile zersetzen. Besonders im Gesicht verschmelzen diese zu einem "Löwengesicht" (Facies leonina). Im weiteren Verlauf kann ein geschwüriger Zerfall mit Befall von Knochen, Muskeln und Sehnen und einem Befall der inneren Organe erfolgen.

Der Tod tritt nicht unmittelbar durch den Erreger ein, sondern durch Sekundärinfektionen.

Geschichte:

Lepra ist eine der ältesten bekannten Krankheiten und wird schon in den frühesten Schriften erwähnt. Neuesten Forschungsergebnissen zufolge liegt die Wiege der Lepra wahrscheinlich in Ostafrika. Mit den Völkerwanderungen vor Zehntausenden von Jahren hätten sich die Bakterien von dort aus nordwestwärts nach Europa und Richtung Osten nach Indien und Asien ausgebreitet.

Im Alten Testament wird im 3. Buch Mose (Levitikus) Kapitel 13 Vers 1–46 ausführlich beschrieben, woran Aussatz zu erkennen ist und wie mit den Erkrankten zu verfahren sei. Allerdings wird nicht streng zwischen Lepra und anderen Hautkrankheiten unterschieden. Aufgrund des damals unvollständigen medizinischen Wissens wurden viele Hautkrankheiten als Lepra bezeichnet, die tatsächlich vorliegende Krankheit ist nicht immer nachvollziehbar. In Griechenland und in Italien zu Ciceros Zeiten scheint Lepra häufig vorgekommen zu sein. Später, im 7. und 8. Jahrhundert, war sie unter den Langobarden sehr verbreitet, und in Bremen wurden schon im 9. und in Würzburg im 11. Jahrhundert Hospitäler für Leprakranke gegründet. Das Leprosorium Aachen-Melaten wurde lt. Ausgrabungsergebnis im 8. Jh. an der Königsstraße nach Maastricht gegründet. Die allgemeinere Verbreitung des Aussatzes in Europa im Mittelalter wird oft den Kreuzzügen zugeschrieben. Sie erreichte ihren Höhepunkt im 13. Jahrhundert und verschwand mit dem Ende des 16. Jahrhunderts fast ganz aus der Reihe der chronischen Volkskrankheiten in Mitteleuropa.

Übersicht über Neuinfektionen mit Lepra im Jahr 2003.

Allerdings weist Meyers Konversationslexikon von 1888 darauf hin, dass Lepra in Skandinavien, auf Island und der Iberischen Halbinsel, in der Provence und an den italienischen Küsten, in Griechenland und auf den Inseln des Mittelmeers regelmäßig vorkommt. Im Verlauf der Kolonialisierung gelangte der Erreger nach Westafrika und Amerika und durch den weiteren Sklavenhandel in die Karibik und nach Brasilien. Am verbreitetsten jedoch sei die Krankheit im 19. Jahrhundert in Norwegen gewesen, wo man 1862 noch 2.119 Aussätzige bei nicht ganz 2 Millionen Einwohnern zählte. In Deutschland wurden zur gleichen Zeit nur vereinzelte Fälle registriert. Insgesamt hat sich der Lepraerreger in der Zeit seiner weltweiten Ausbreitung genetisch kaum verändert, was für Bakterien extrem ungewöhnlich ist. Dennoch ließ sich mit den winzigen genetischen Unterschieden der Verbreitungsweg der Lepra nachträglich mit hoher Genauigkeit feststellen.

Andere neue Forschungen gehen davon aus, dass die Lepra hauptsächlich durch die Tuberkulose zurückgedrängt wurde. Die von der Lepra geschwächten Patienten wurden oft auch von der Tuberkulose befallen, welche die Patienten wesentlich schneller tötete als die Lepra und so eine Ausbreitung der Lepra verhinderte.

Therapie früher:

Ein erster großer Fortschritt im Kampf gegen die Lepra war die Entdeckung des Krankheitserregers M. leprae durch den norwegischen Arzt Gerhard Armauer Hansen im Jahr 1873. Der deutsche Dermatologe Eduard Arning begann am 28. September 1884 ein vierjäriges Menschenexperiment an dem damals 48jährigen gesunden Polynesier Keanu, das den Nachweis der Übertragbarkeit der Lepra erbrachte.

Erste wenngleich wenig erfolgreiche Therapieansätze gab es schon in den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts. Die Sulfonamidtherapie brachte der Lepratherapie in den 40er Jahren einen Durchbruch. 1947 führte Archie Cochrane Dapson (DDS) in die Therapie ein, das bis heute bedeutsamste Sulfonamid.

Therapie:

Die Heilungsaussichten sowie die geeignete Therapieform hängen ab von der Erscheinungsform und dem Fortschritt der Erkrankung. Zur Klärung wird hierzu ein Lepromintest durchgeführt. In Abhängigkeit von der Diagnose ist eine monate- bis jahrelange Kombinationstherapie mit den Medikamenten Dapson, Clofazimin (ab 1962) und Rifampicin (ab 1971) erforderlich. Es kommt vor, dass ein Wechsel der Immunitätslage zu einer Verschlechterung des Zustandes führt. Diese Veränderung wird Lepra-Reaktion genannt und erforderte eine gute Therapieführung.

In den 70er Jahren wurden Kombinationstherapien mit mehreren Antibiotika entwickelt und in einem mehrjährigen Feldversuch auf Malta erfolgreich getestet. Daraufhin empfiehlt die WHO seit 1982 die Polychemotherapie in einer bis heute kaum abgewandelten Form.

Obwohl es immer noch Versorgungsschwierigkeiten mit den benötigten Medikamenten in armen Ländern gibt, konnte die Lepra in den 1990er Jahren weiter zurückgedrängt werden. Die WHO hat sich die Ausrottung der Seuche zum Ziel gesetzt.

Sonstiges: Eine Anzüchtung des Erregers in vitro ist bis heute noch nicht gelungen. Seit 1960 gelang es jedoch M. leprae in Mäusepfoten zu züchten. Wegen ihrer ungewöhnlich niedrigen Körpertemperatur sind seit 1971 neunbändige Gürteltiere die für die Anzüchtung des Erregers geeignete Tiergruppe. Dies macht sie auch unverzichtbar bei der Erforschung von Impfstoffen.

Literatur und Weblinks:

• RKI - Lepra
• Dissertation über Lepra im Mittelalter
• Lepramuseum Münster - Gesellschaft für Leprakunde e. V.

Obligat anaerobe Stäbchen

Clostridien

Während alle anderen Anaeobier eher eitrige und/oder septische Erkrankungen hevorrufen, lösen die sporenbildenden Clostridien schwere toxinvermittelte Krankheitsbilder aus.

Clostridium tetani

Clostridium tetani
Clostridium tetani
Systematik
Domäne: Bacteria Abteilung: Firmicutes Klasse: Bacilli Ordnung: Bacillales Familie: Clostridiales Gattung: Clostridium Art: Clostridium tetani (FLUGGE 1886) BERGEY et al. 1923

Morphologie und Eigenschaften: Clostridium tetani ist ein keulenförmiges, grampositives Stäbchen, obligat anaerob und bildet terminale Endosporen aus.

Vorkommen: Im Darm von Tieren und ubiquitär im Erdreich

Virulenzfaktoren: Das Bakterium bildet vor allem die Toxine Tetanospasmin (Nervengift) und Tetanolysin (Hämolysin).

Krankheitsbilder: Wundstarrkrampf (Tetanus) (von τετανος (griech.): Krampf).

Pathogenese: Das für die Krankheitserscheinungen ursächliche Toxin, das Tetanospasmin, wird entlang von Nervenbahnen oder über das Blut zur grauen Substanz des Rückenmarks transportiert. Dort spaltet es das Synaptobrevin (VAMP), welches an der Ausschüttung von Neurotransmittern beteiligt ist. Hierdurch werden inhibitorische Synapsen an Motoneuronen blockiert, wodurch das Nervensystem nicht mehr hemmend auf den betroffenen Muskel einwirken kann.

Klinik: Klinische Krankheitszeichen beginnen mit Kopfschmerzen und gesteigerter Reflexauslösbarkeit, die Krämpfe nehmen häufig an Kau- und Schlundmuskulatur ihren Ausgang. Schrittweise folgt die Ausbildung des Trismus (Kieferklemme durch Tonuserhöhung der Kaumuskulatur) und des Risus sardonicus (Teufelsgrinsen, bewirkt durch die Kontraktion der mimischen Muskulatur). Im Endstadium treten generalisierte und äußerst schmerzhafte Krampfanfälle, die den Kranken in überstreckter Rückenlage nur noch auf Kopf und Fersen ruhen lässt (Opisthotonus) mit typischer Stellung der Arme. Die Letalität liegt trotz Intensivtherapie bei 10 bis 20%.

Neonataler Tetanus mit Opisthotonus.

Epidemiologie: In Deutschland erkranken 10 bis 15 Menschen pro Jahr. Nach Schätzungen der WHO sterben weltweit pro Jahr über eine Million Menschen am Tetanus.

Diagnostik: Die Diagnose wird v.a. klinisch gestellt.

Therapie: Isolierung in einem schallisolierten dunklen Raum, Sedierung, Muskelrelaxantien, hochkalorische parenterale Ernährung und Volumentherapie, chirurgische Herdsanierung, frühzeitige Antitoxingabe, Antibiose (Penicillin G, Metronidazol), Intubation und Beatmung.

Prophylaxe: Aktive Immunisierung, bei Exposition und unklarem Impfstatus kombinierte Aktiv-Passiv-Impfung.

Weblinks: RKI - Tetanus

Clostridium botulinum

Clostridium botulinum
Clostridium botulinum
Systematik
Domäne: Bacteria Abteilung: Firmicutes Klasse: Bacilli Ordnung: Bacillales Familie: Clostridiales Gattung: Clostridium Art: Clostridium botulinum (VAN ERMENGEM 1896) BERGEY et al., 1923

Clostridium botulinum bildet das Botulinumtoxin und löst die Krankheit Botulismus aus.

Morphologie und Eigenschaften: C. botulinum ist ein grampositives, obligat anaerobes und sporenbildendes Stäbchenbakterium.

Vorkommen: Das Bakterium kann sich unter Sauerstoffabschluss, z.B. in geschlossenen Konserven oder im Zentrum von großvolumigen Lebensmitteln, wie z.B. Rohschinken, wenn das Lebensmittel nicht gekühlt wird, vermehren und Toxine bilden, die eine Lebensmittelintoxikation auslösen können (Lebensmittelbotulismus). Eine sehr seltene Form des Botulismus ist der sogenannte Wundbotulismus. Dabei wird eine Wunde mit Sporen von C. botulinum kontaminiert. In der anaeroben Wundumgebung können diese in die vegetative Form übergehen und Toxine bilden.

Virulenzfaktoren: Das Bakterium produziert sieben verschiedene Toxine, wovon 5 humantoxisch sind. Botulinustoxine (Botox) sind die stärksten bekannten Gifte mit LD50-Werten um die 0,1-1ng/kg. Das präformierte, hitzelabile Toxin gelangt nach Ingestion über den Blutweg an die motorische Endplatte (und die vegetativen Ganglien) und wird durch rezeptorvermittelte Endozytose in die Nervenzelle aufgenommen. Toxinwirkung: Die Verschmelzung des ACh-Vesikels mit der Membran erfordert verschiedene Proteine (Synaptobrevin, Syntaxin, SNAP-25), die durch Botulinumtoxin gespalten werden. Die ACh-Freisetzung kommt dadurch zum Erliegen.

Die Sporen sind meist harmlos, da sie sich im Darm wegen der übrigen anaeroben Flora nicht ausbreiten können. Ausnahme ist der Säuglingsbotulismus (Honig).

Krankheitsbilder: Der Botulismus ist gekennzeichnet durch zunehmende schlaffe Lähmungen (Frühsymtom Doppelbilder) und anticholinerge Symptome (Mundtrockenheit, Schwindel, Mydriasis, Obstipation).

C. botulinum kann sich anders als bei Erwachsenen im Darm von Säuglingen auch vermehren und zum tödlichen Säuglingsbotulismus führen. Säuglinge im ersten Lebensjahr sollten daher keinesfalls Bienenhonig erhalten, da dieser nicht selten mit C. botulinum belastet ist. Erstes Symptom ist eine hartnäckige Verstopfung.

Diagnostik: Die Diagnose wird primär klinisch gestellt.

Therapie: Trivalentes Antitoxin vom Pferd (gegen A, B, E), Intensivtherapie, Antibiotika nutzlos (präformiertes Toxin)! Die Erkrankung ist meldepflichtig!

Weblinks: RKI - Botulismus

Clostridium perfringens (C. septicum, C. histolyticum)

Clostridium perfringens
Clostridium perfringens.
Systematik
Domäne: Bacteria Abteilung: Firmicutes Klasse: Clostridia Ordnung: Clostridiales Familie: Clostridiaceae Gattung: Clostridium Art: Clostridium perfringens VEILLON & ZUBER 1898

Clostridium perfringens

Clostridium perfringens, C. septicum, C. histolyticum und C. novyi sind die wichtigsten Erreger des Gasbrandes.

Morphologie und Eigenschaften: Clostridium perfringens ist ein stäbchenförmiges, grampositives, sporenbildendes Bakterium. Das Tierchen ist ein strikter Anaerobier, der das kurzzeitige Aussetzen in sauerstoffreicher Atmosphäre problemlos überlebt. Auf Blutagar macht C. perfringens eine Doppelhämolyse (durch die zwei unterschiedlich schnell wandernden Bakterientoxine α-Toxin (eine Phospholipase C) und τ-Toxin = Perfringolysin O, ein Thiol-aktiviertes Zytolysin). In Flüssigkultur beobachtet man eine starke Gasbildung. Histologisch findet sich eine Kolliquationsnekrose mit dem typischen Fehlen von Entzündungszellen, da sie durch das Toxin sofort abgetötet werden.

Vorkommen: Der Organismus kann im Boden (anaerobe Zonen), in Wasser, Staub und Lebensmitteln, aber auch im Darm von Mensch (zu 90 %) und Tier nachgewiesen werden (1000-10.000 Keime/g Fäzes). Im Boden zählen Clostridien zu den wichtigsten anaerob Cellulose-abbauenden Mikroorganismen. Das Temperaturoptimum von C. perfringens liegt bei ca. 43 bis 47°C (mit Generationszeiten von 8 bis 12min) mit Extrembereichen zwischen minimal 10 bis 18°C und maximal 50 bis 52°C. Die Sporen können, abhängig von diversen Umweltfaktoren, Temperaturen von 60°C überleben. Die Hitzeresistenz ist je nach Stamm sehr variabel und kann bei 100°C bis zu 60 Minuten betragen. Das Toxin ist hitzelabil (4min bei 60°C). Als D-Wert werden 15 bis 145min bei 90°C und 0,31 bis 38min bei 100°C angegeben.

Pathogenitäts- und Virulenzfaktoren:

• C. perfringens bildet für den Menschen pathogene Exotoxine (Enterotoxine) der Serotypen A, B, C, D und E. Gasbrandbazillen bilden mindestens 12 verschiedene Toxine, die als Proteasen, Kollagenasen, Desoxyribonukleasen und Phospholipasen wirken. Die Enzyme bauen entsprechend Gewebe ab und führen zu liquiden Nekrosen im betroffenen Gewebe. Serotyp C verursacht die sogenannte Enteritis necroticans (Darmbrand).
• Polysaccharidkapsel

Krankheitsbilder: Der Gasbrand entsteht bevorzugt in sauerstoffarmem Mileu, z.B. in stark traumatisierten Wunden mit zerfetzten Wundrändern, Quetschwunden, Bisswunden u.ä.. Charakteristisch sind ein fühlbares Knistern unter der Haut, eine ödematös geschwollene, dunkelrot bis livide verfärbte, sezernierende Wunde bzw. Extremität und eine rasche Zustandsverschlechterung des Patienten.

Weitere Erkrankungen sind die Enteritis necroticans und Nahrungsmittelvergiftungen.

Epidemiologie: In Deutschland gibt es etwa 100 Gasbrandfälle pro Jahr.

Diagnostik: Klinische Diagnose!

Therapie: Die großzügige chirurgische Eröffnung und Reinigung der Wunde zur Verbesserung des Sauerstoffeintritts ist die wichtigste Massnahme, nachfolgend offene Wundbehandlung, Antibiose (Penicillin G, evtl. plus Clindamycin, alternativ Tetrazykline, Carbapeneme), polyvalentes Antiserum, Schocktherapie. Die Prognose ist ungünstig.

Nahrungsmittelvergiftungen sind selbstlimitierend, eine Antibiose ist nicht notwendig.

Prophylaxe: Adäquate Wundtherapie, perioperative Antibiotikaprophylaxe („single shot“).

Clostridium difficile

Clostridium difficile
Clostridium difficile, EM.
Systematik
Domäne: Bacteria Abteilung: Firmicutes Klasse: Bacilli Ordnung: Bacillales Familie: Clostridiales Gattung: Clostridium Art: Clostridium difficile (HALL and O'TOOLE 1935) PREVOT 1938

Clostridium difficile

Morphologie und Eigenschaften: Clostridium difficile ist ein anaerobes, grampositives und sporenbildendes Stäbchenbakterium.

Vorkommen: Die Sporen von Clostridien kommen überall auf der Erde im Boden, in Schmutz oder Staub vor. 1 bis 4 % der gesunden erwachsenen Bevölkerung tragen C. difficile unbemerkt im Darm, aber 15 bis 25 % der Erwachsenen, die mit Antibiotika behandelt werden und 25 bis 60 % der Kleinkinder. Letztere erkranken allerdings trotzdem selten, da die Toxinrezeptoren euf den Enterozyten noch unzureichend ausgebildet sind.

Pathogenitäts- und Virulenzfaktoren: Enterotoxin TcdA (Endotoxin A) und Zytotoxin TcdB (Endotoxin B -> Mikrofilamentdepolymerisation) führen zur Zerstörung der Darmzellen. Als weiterer Virulenzfaktor konnte das binäre Toxin CDTA/B, eine ADP-Ribosyltransferase identifiziert werden.

Besonders der neue und aggressive Stamm PCR-Ribotyp 027 bildet alle 3 Toxine (Toxinotyp III) und diese in hohen Mengen, was man mit einer 18-bp-Deletion im Gen tcdC in Verbindung bringt, das den negativen Regulator TcdC kodiert.

Krankheitsbilder: Antibiotika-assoziierte Colitis und Antibiotika-assoziierte pseudomembranöse Colitis, zusammengefasst als Clostridium difficile assoziierte Durchfallerkrankungen (CDAD). Durch die Beeinträchtigung der normalen Darmflora unter Antibiotikatherapie kann C. difficile einen Wachstumsvorteil gewinnen und zur Erkrankung führen.

Seit dem Jahre 2000 beobachtet man in den USA und Kanada kleinere CDAD-Epidemien mit einer Zunahme der Inzidenz um das 5-20-fache und einer 3- bis 5-fach erhöhten Letalität von 14 bis 22 % durch den PCR-Ribotyp 027. Auch in Europa wurde Ribotyp 027 schon mehrfach gesichtet. In Deutschland nimmt die Zahl der Fälle von CDAD stark zu.

Klinik: Das typische Krankheitsbild der C. difficile-Infektion ist die Colitis mit Diarrhoe, Fieber und Bauchkrämpfen mit meist mildem bis mittelschweren Krankheitsverlauf. Der schwere Verlauf bildet die sog. pseudomembranöse Colitis. Dabei kommt es zu einer Ausschwitzung von Fibrin aus der entzündeten Darmwand, das sich zusammen mit Granulozyten und zerstörten Darmzellen zu einer weissen Schicht auf der Darmwand verbindet. Komplikationen sind das toxische Megacolon, die Darmperforation und die Sepsis.

Diagnostik: Kultur auf Selektivmedium, Toxinnachweis (EIA) im Stuhl, Coloskopie

Therapie: Volumentherapie und Elektrolytausgleich, Absetzen der laufenden Antibiose. Clostridien-Antibiose: keine oder Metronidazol, Vancomycin oral oder Fidaxomicin. Aufbau einer normalen Darmflora z.B. mit Saccharomyces-Präparaten oder einer Stuhltransplantation von einem gesunden Spender.

Literatur und Weblinks:

• RKI - Informationen zu Clostridium difficile
• CDC - Clostridium Difficile Infections
• Clostridium difficile Support (UK)
• Mylonakis E et al. “Clostridium difficile--Associated diarrhea: A review”. Arch Intern Med, 161(4):525-33, Feb 26 2001. PMID:11252111

Propionibacterium spp.

Propionibakterien wie P. acnes, P. avidum und P. granulosum sind obligat anaerobe, Gram-positive Stäbchen und Teil der Normalflora. Unter Umständen können sie eine pathogene Rolle bei schweren Formen der Akne und Fremdkörper-assoziierten Infektionen spielen.

Therapie: Tetrazykline und Makrolide, ferner eignen sich Cotrimoxazol und Vancomycin. Gegen Metronidazol sind Propionibakterien resistent.

Quellen

Hauptseite - Spezielle Bakteriologie - Grampositive Kokken - Grampositive Stäbchen - Gramnegative Kokken - Gramnegative Stäbchen - Atypische Bakterien - Sitemap - Regal Medizin

Haftungsausschluss und allgemeiner Hinweis zu medizinischen Themen: Die hier dargestellten Inhalte dienen ausschließlich der neutralen Information und allgemeinen Weiterbildung. Sie stellen keine Empfehlung oder Bewerbung der beschriebenen oder erwähnten diagnostischen Methoden, Behandlungen oder Arzneimittel dar. Der Text erhebt weder einen Anspruch auf Vollständigkeit noch kann die Aktualität, Richtigkeit und Ausgewogenheit der dargebotenen Information garantiert werden. Der Text ersetzt keinesfalls die fachliche Beratung durch einen Arzt oder Apotheker und er darf nicht als Grundlage zur eigenständigen Diagnose und Beginn, Änderung oder Beendigung einer Behandlung von Krankheiten verwendet werden. Konsultieren Sie bei gesundheitlichen Fragen oder Beschwerden immer den Arzt Ihres Vertrauens! Wikibooks und Autoren übernehmen keine Haftung für Unannehmlichkeiten oder Schäden, die sich aus der Anwendung der hier dargestellten Information ergeben. Beachten Sie auch den Haftungsausschluss und dort insbesondere den wichtigen Hinweis für Beiträge im Bereich Gesundheit.