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Pathologie: Exogene Noxen

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Das Kapitel Exogene Noxen überschneidet sich mit den medizinischen Fächern der Traumatologie, der Biophysik und Radiologie, der Medizinischen Mikrobiologie, der Pharmakologie und Toxikologie, der Arbeits- und Umweltmedizin sowie der Rechtsmedizin.

Ziel dieses Kapitels kann es also nur sein, einen (unvollständigen) Überblick zu geben über die wichtigsten pathologisch relevanten Noxen. Für detaillierte Informationen sei auf die genannten Fachrichtungen hingewiesen.

Physikalische Noxen

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  • Mechanisch -> Dekubitus (Druckgeschwür), Trauma (Verletzung, operativer Eingriff)
  • Hitze -> Verbrennung, Verbrühung, Hitzeschaden
  • Kälte -> Erfrierung, Hypothermie
  • Elektrizität -> Verbrennung, Herzrhythmusstörungen
  • Druck
    • Anstieg -> Barotrauma (Hämatotympanon)
    • Abfall -> Gasembolie (CAISSON'sche Krankheit)
  • Strahlung
    • Ionisierende Strahlung -> Strahlenkrankheit, Tumorinduktion
    • UV-Strahlung (Sonne, Solarium) -> Sonnenbrand, Tumorinduktion (malignes Melanom, Plattenepithelkarzinom der Haut), solare Elastose mit vorzeitiger Hautalterung.
    • Infrarot-Strahlung (Wärmestrahlung) -> Glasbläserkatarakt, Erythema ab igne (Wärmflasche).
 
Verbrennung 2. Grades.
 
Sonnenbrände in der Kindheit erhöhen das spätere Hautkrebsrisiko.
 
Erythema ab igne durch Wärmflasche.
 
Solare Elastose. H&E.
 
Idem.

Chemische Noxen

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  • Säuren -> Koagulationsnekrosen
  • Laugen -> Kolliquationsnekrosen
  • Anorganische Verbindungen
    • Metalle
      • Blei -> Saturnismus (chronische Bleivergiftung): Neurologische Schäden, Störung der Häm-Synthese, Infertilität
      • Cadmium -> Itai-Itai-Krankheit: Schmerzen, Knochenerweichung, Nierenversagen
      • Quecksilber
        • -> Akute Vergiftung: Übelkeit, Neurologie, Metallgeschmack, Mukositis, Koliken, blutige Diarrhoe, Erbrechen, Nierenversagen, Kreislaufzusammenbruch, Tod.
        • -> Chronische Vergiftung: Müdigkeit, Kopf- und Gliederschmerzen, Stomatogingivitis mit dunklen Säumen am Zahnfleisch, Zittern, Neurologie, Tod.
        • Amalgam
      • Chrom-VI-Verbindungen -> Ulzera nach Bagatellverletzungen
      • Mangan -> PARKINSON-Syndrom
    • Stäube
      • Quarzstaub -> Silikose: Lungenfibrose
      • Stein-Stäube (Steinbruch, Steinschleifer) -> Zahn-Abrasionen
      • Asbest -> Asbestose (Lungenfibrose durch Asbest), Lungenkrebs, Pleuraerguss, Pleuraplaques, diffuse Pleuraverdickung, Pleuramesotheliom
      • Hartmetallstäube -> Lungenfibrose
      • Aluminiumoxid -> Lungenfibrose
      • Kohlenstaub -> Anthrakose: inert, kein Krankheitswert
    • Gase
      • Kohlenmonoxid (CO) -> Bindung an Hb -> Hypoxidose
      • Chlorgas (Cl2) -> Reizt Atemwege, Augen, Haut, ab 0,5 Vol% in der Atemluft tödlich
      • Stickoxid (NO-Verbindungen) -> Lungenödem
      • Schwefeldioxid (SO2) -> Kopfschmerzen, Übelkeit, Bronchial- und Lungenschäden
      • Ozon (O3) -> Atemwegsirritation
    • Pentachlorphenol (PCB) -> Allgemeinsymptome
    • Cyanide/Blausäure (CN-) -> „Bittermandelgeruch“, Bindung an das Eisen-III der Cytochromoxidase -> Innere Erstickung
    • Melamin -> Nierensteine
    • Anorganische Kanzerogene
      • Cadmium
      • Arsen
        • Akute Vergiftung: -> Krämpfe, Übelkeit, Erbrechen, innere Blutungen, Durchfall und Koliken, bis hin zu Nieren- und Kreislaufversagen, Koma, Tod durch Nieren- und Herz-Kreislaufversagen. Arsenwasserstoff: Hämolyse
        • Chronische Vergiftung: -> Hauterkrankungen, Blutgefäßschäden mit ischämischer Nekrose (Black Foot Disease), Krebs (z.B. Hautkrebs).
  • Organische Verbindungen
    • n-Hexan -> Polyneuropathie
    • Alkohol -> Zelltoxisch
    • Xylol -> Schädigt Haut, Atemwege, Nervengewebe
    • Benzol -> DNA-Schäden, Krebs (Leukämie), Knochenmarkschädigung, neurologische Symptome
    • Phosgen (Kampfgas) -> Lungenverätzung, -ödem
    • Benzochinon -> Hornhautschäden
    • Styrol (Vinylbenzol) -> Reizungen von Haut- und Schleimhäuten
    • Organische Pestizide
      • Pentachlorphenol (PCB)(Fungizid) -> Allgemeinsymptome
      • Paraquat (Herbizid) -> Ätzwunden, kanzerogen
      • E605/Parathion (Insektizid, Kontaktgift!) -> blauer Schaum/Speichel, AChE-Hemmer -> Cholinerges Syndrom, Krämpfe, Atemlähmung, Tod
    • Organische Kanzerogene
      • Aromatische Amine wie z.B. Anilin, beta-Naphtylamin (Farbindustrie) -> Urothelkarzinom
      • N-Nitrosoverbindungen wie z.B. Nitrosamine (Pökelsalz) -> Magenkrebs
      • Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe wie z.B. Benzpyren (Zigarettenrauch, Teerdämpfe, Abgase) -> Bronchialkarzinom
      • Vinylchlorid -> Hämangiosarkom der Leber
      • Chlorkohlenwasserstoffe
 
Lungenasbestose, H&E.

Biologische Noxen

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Biologische Gifte

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  • Bakterielle Gifte
    • Tetanospasmin und Tetanolysin - Clostridium tetani -> Risus sardonicus, Trismus, Opisthotonus, Atemversagen.
    • Diphterietoxin - Corynebacterium diphteriae -> Epiglottitis, Myokarditis
    • Botulinumtoxin - Clostridium botulinum -> Paralyse durch Hemmung der Acetylcholin-Sekretion (stärkstes bekanntes Gift, LD50 1ng/kgKG!)
  • Pilzgifte
    • α-Amanitin - Knollenblätterpilz -> Hepatotoxisch
    • Secale-Alkaloide - Mutterkorn -> Wirkung an Serotonin- und Katecholamin-Rezeptoren -> Darmkrämpfe, akrale Ischämie mit Nekrosen, Halluzinationen
    • Aflatoxin - Aspergillus flavus -> Kanzerogen (Leberkrebs), allergisierend
  • Pflanzengifte
    • Digitalis - Fingerhut -> Hemmung der Na-K-Pumpe -> Erhöhte intrazelluläre Na-Konzentration -> Hemmung des Na-Ca-Antiports -> Anstieg der intrazellulären Ca-Konzentration -> Neurotoxisch, kardiotoxisch (Herzrhythmusstörungen).
    • Atropin - Tollkirsche -> M-Blocker, anticholinerges Syndrom
    • Colchizin - Herbstzeitlose -> Mitosespindelgift
    • Ameisensäure - Brennnessel, Ameisen -> Hautreizend
  • Tierische Gifte
    • Schlangengifte - Giftnattern (neurotoxisch), Vipern und Ottern (gewebetoxisch, thrombotisch)
    • Nesselgift - Quallen

Prionen

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-> Transmissible spongiforme Enzephalopathie (TSE): BSE, neue Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (nvCJD), Kuru

Viren

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Schädigungsmechanismen:

  • Ausbeutung des Zellstoffwechsels für die virale Proteinsynthese.
  • Zytopathischer Effekt (CPE)
    • Bildung von zytoplasmatischen (Bsp.: Negri bodies in Neuronen bei Tollwut) oder intranukleären (Cowdry bodies bei HSV und VZV) Viruseinschlußkörperchen wahrscheinlich durch Aggregation von viralem Protein.
    • Zytolyse bei lytischer Virusvermehrung. Bp.: HSV, VZV
    • Karyopyknose (Kernschrumpfung durch Chromatinkondensation).
    • Zellfusion mit Bildung von Riesenzellen. Bsp.: Masern-Virus
  • Proliferation und Tumorinduktion (Onkoviren). Bsp.: EBV, HPV, HBV, HCV, HHV8, HTLV1, MCV.
  • Abwehrreaktion des Wirts (Entzündung, Zellzerstörung, Narbenbildung). Bsp.: MHC-I-vermittelte Zerstörung virusinfizierter Zellen durch CD8+ zytotoxische T-Zellen.

Spezies und typische Erkrankungen:

  • DNA-Viren
    • Parvoviridae - Erythroviren - Parvovirus B19 -> Ringelröteln
    • Adenoviridae - Adenoviren -> Respiratorische und gastrointestinale Infekte, Keratokonjunktivitis epidemica
    • Papovaviridae - Papovaviren - Humane-Papilloma-Viren (HPV) -> Warzen, Condyloma accuminatum, Zervixkarzinom
    • Hepadnaviridae - Orthohepadnaviren - Hepatitis-B-Virus (HBV) -> Hepatitis B
    • Herpesviridae
      • Alphaherpesvirinae
        • Simplexviren
          • Herpes-simplex-Virus 1 (HSV-1, HHV-1) -> Herpes simplex, Stomatitis aphtosa, Herpes neonatorum (Enzephalitis)
          • Herpes-simplex-Virus 2 (HSV-2, HHV-2) -> Herpes simplex, Herpes genitalis, Herpes neonatorum (Enzephalitis)
        • Varicelloviren
          • Varizella-Zoster-Virus (VZV, HHV-3) -> Windpocken, Herpes zoster (Gürtelrose)
      • Betaherpesvirinae
        • Zytomegalievirus (CMV, HHV-5) -> Zytomegalie, opportunistische Infektionen z.B. bei AIDS
        • Roseoloviren
          • Humanes-Herpesvirus 6 und 7 (HHV-6 und HHV-7) -> Drei-Tage-Fieber (Exanthema subitum)
      • Gammaherpesvirinae
        • Lymphocryptoviren
          • EPSTEIN-BARR-Virus (EBV, HHV-4) -> PFEIFFERsches Drüsenfieber, BURKITT-Lymphom, Nasopharynxkarzinom (in Asien)
        • Rhadinoviren
          • Humanes Herpesvirus 8 (HHV-8) -> KAPOSI-Sarkom
    • Poxviridae
      • Orthopox-Variola-Virus -> Pocken
      • Molluscipoxvirus -> Molluscum contagiosum (Dellwarze)


  • RNA-Viren
    • Reoviridae - Rotaviren –> 70 % der GIT-Infekte bei Kindern: Wässrige Diarrhoe, Erbrechen, Fieber
    • Picornaviridae
      • Rhinoviren -> Erkältung, Schnupfen
      • Hepatoviren -Hepatitis-A-Virus (HAV) -> Hepatitis A
      • Enteroviren
        • Poliovirus -> Poliomyelitis (Kinderlähmung)
        • Coxsackieviren A und B -> Myokarditis, Meningitis, „Sommergrippe“, Herpangina (Coxsackie A)
        • ECHO-Viren -> Meningitis, grippale Infekte, Exanthem
        • Enteroviren -> Paralysen, Konjunktivitis, Pneumonie, aseptische Meningitis
    • Astroviridae - Astroviren -> (bes. Kleinkinder) wässrige Diarrhö mit Fieber und Erbrechen
    • Caliciviridae
      • Caliciviren
        • Hepatitis-E-Virus (HEV) -> Hepatitis E
        • Norovirus -> Krämpfe, Brechdurchfälle, Fieber
    • Flaviviridae
      • Hepaciviren
        • Hepatitis-C-Virus (HCV) -> Hepatitis C
        • Hepatitis-G-Virus (HGV) -> Hepatitis G
      • Flaviviren
        • FSME-Virus -> Frühsommer-Meningoenzephalitis
        • Dengue-Virus -> Dengue
        • West-Nil-Virus -> West-Nil-Fieber
        • Gelbfieber-Virus -> Gelbfieber
        • Japan-B-Enzephalitis-Virus -> Japanische B-Enzephalitis
    • Togaviridae - Rubiviren - Rubellavirus -> Röteln
    • Coronaviridae
      • SARS-Virus -> SARS (severe acute respiratory syndrome)
      • Coronaviren -> (bei Kindern) Atemwegsinfekte, nekrotisierende Enterokolitis
    • Orthomyxoviridae
      • Influenza-A-Viren (H1N1, H3N2, H5N1) -> Influenza (Grippe)
      • Influenza-B- und C-Viren -> Influenza (weniger relevant)
    • Paramyxoviridae
      • Paramyxoviren - Parainfluenza-Virus -> Parainfluenza
      • Morbilliviren - Masernvirus -> Masern
      • Rubulaviren - Mumpsvirus -> Mumps
      • Pneumoviren - Respiratory-Syncytical-Virus (RSV) -> Respiratorische Infekte
    • Bunyaviridae
      • Krim-Kongo-Fieber-Virus -> Krim-Kongo-Fieber
      • Hantaviren -> Hämorrhagisches Fieber
    • Rhabdoviridae - Lyssaviren - Rabies-Virus -> Tollwut
    • Filoviridae
      • Marburg-Virus -> Hämorrhagisches Fieber
      • Ebola-Viren -> Hämorrhagisches Fieber
    • Arenaviridae - Arenaviren - Lassa-Virus -> Lassa-Fieber
    • Retroviridae
      • Lentiviren - HI-Virus -> AIDS
      • HTLV -> T-Zell-Leukämie

Bakterien

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Schädigungsmechanismen:

  • Toxin-Bildung
  • Begleiteffekte der Immunreaktion (Gewebsschädigung durch freigesetzte Proteasen, Schock bei massiver Zytokinfreisetzung).
  • Tumorinduktion bei chronischer Entzündung. Bsp.: Helicobacter pylori

Spezies und typische Erkrankungen:

Gram-Positive

  • Staphylococcus aureus -> Eitrige Infektion, Toxinbedingte Fernwirkung (Toxic Shock Syndrome, Scaled Skin Syndrome), Intoxikation (Lebensmittelvergiftung)
  • Staphylococcus epidermidis -> Opportunistische und neonatale Infektionen, Fremdkörperinfektion, Biofilmbildung
  • Streptococcus pyogenes (β-häm. Gruppe A) -> Pharyngitis, Tonsillitis, Scharlach (nur best. Stämme), Erysipel, Phlegmone, Impetigo contagiosa, Fasciitis necrotisans (FOURNIER'sche Gangrän), Rheumatisches Fieber, Glomerulonephritis
  • Streptococcus agalactiae (β-häm.B) -> Neonatalsepsis und -meningitis
  • α-hämolysierende Streptokokken
    • Viridans-Gruppe -> Karies, Endokarditis lenta
    • Streptococcus pneumoniae -> Pneumonie, Meningitis, Otitis media
  • Enterokokken -> nosokomiale Infektionen
  • Corynebacterium diphtheriae -> Toxin -> Diphtherie (Rachen-, Haut-)
  • Listeria monocytogenes -> Opportunistisch: Sepsis, Meningitis, granulomatöse Hepatitis, Schwangerschaft: Abort, granulomatöse Neonatalerkrankung
  • Bacillus anthracis -> Milzbrand (Lungen-, Haut-, Darm-)
  • Aktinomyzeten - Meist aerob-anaerobe Mischinfektionen -> Fisteln, Abszesse
  • Nocardien -> Subakute Bronchopneumonie, Endokarditis, Hirnabszesse
  • Mykobakterien - Mycobacterium tuberculosis -> Tuberkulose
  • Clostridium tetani -> Tetanospasmin -> Tetanus (Trismus, Risus sardonicus, Opisthotonus)
  • Clostridium botulinum -> Botulinumtoxin -> Schlaffe Lähmung, anticholinerges Syndrom
  • Clostridium perfringens, C. septicum, C. histolyticum -> Gasbrand
  • Clostridium difficile -> Antibiotika-assoziierte pseudomembranöse Colitis
  • Andere Anaerobier - Oft Mischinfektionen (Bauch, gynäkologisch, oropharyngeal)

Gram-Negative

  • Neisseria gonorrhoeae -> Gonorrhoe
  • Neisseria meningitidis (Meningokokken) -> Meningitis
  • Bordetella pertussis -> Pertussis-Toxin -> Keuchhusten, Pneumonie
  • Brucella sp. -> Zoonose, zyklische Allgemeininfektion, multipler Organbefall
  • Campylobacter -> Brechdurchfall, GUILLAIN-BARRÉ-Syndrom
  • Helicobacter pylori -> B-Gastritis, MALT-Lymphom, Magenkarzinom
  • Legionella pneumophila u.a. -> Atypische Pneumonie, Mitbeteiligung anderer Organe
  • Haemophilus influenzae B -> Meningitis, Sepsis, respiratorische und HNO-Infekte, akute Epiglottitis
  • Anaerobier - oft Mischinfektionen
  • Pseudomonas aeruginosa (ubiquitär, Feuchtkeim) -> Opportunistische Infektionen, Sepsis, Otitis externa, chronische Pyelonephritis, Wundinfektionen
  • Vibrio cholerae -> Toxin -> Cholera
  • Enterobacteriaceae
    • Escherichia coli -> Fäkalindikator, nosokomiale Infektionen, Harnwegsinfekte
      • Obligat enteropathogene Stämme: EPEC, ETEC (Reisediarrhoe), EHEC (HUS) u.a.
    • Typhöse Salmonellen - Typhus/Paratyphus
    • Enteritische Salmonellen - Enteritis
    • Shigellen -> Shigellen-Ruhr, HUS
    • Yersinia enterocolitica -> Gastroenteritis, intestinale Lymphadenitis
    • Yersinia pestis -> Pest (Lungen-, Beulen-)

Atypische

  • Chlamydia psittaci (Vögel) -> Atypische Pneumonie
  • Chlamydia trachomatis -> Trachom (-> Erblindung)
  • Chlamydia pneumoniae -> Atypische Pneumonie
  • Mykoplasmen -> Atypische Pneumonie, Urethritis
  • Rickettsien (Läuse, Flöhe, Zecken) -> Fleckfieber
  • Bartonella quintana -> Fünftagefieber, Wolhynisches Fieber
  • Bartonella henselae -> Katzenkratzkrankheit
  • Coxiella burnetii -> Q-Fieber
  • Ehrlichia -> Ehrlichiose
  • Tropheryma Whippelii -> Morbus WHIPPLE (Malabsorption, Diarrhö, Polyarthritis, Uveitis)
  • Spirochäten
    • Treponema pallidum -> Lues (Syphillis)
    • Borrelia burgdorferii -> Lyme-Borreliose
    • Leptospiren -> Morbus Weil (Zoonose): Generalisierte Vasculitis, fulminanter Beginn

Protozoen

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Schädigungsmechanismen:

  • Zellzerstörung z.B. im Rahmen der Vermehrung. Bsp.: Plasmodien
  • ...

Spezies und typische Erkrankungen:

  • Plasmodien -> Malaria tertiana (P. vivax/ovale), quartana (P. malariae), tropica (P. falciparum)
  • Trypanosoma sp.
    • Trypanosoma brucei gambiense und rhodesiense -> Schlafkrankheit, Überträger: Tsetse-Fliege
    • Trypanosoma cruzi -> CHAGAS-Krankheit, Überträger: Raubwanzen
  • Leishmania sp., Überträger: Sandmücken
    • Leishmania tropica -> Orientbeule
    • Leishmania donovani -> Kala Azar (viszerale Leishmaniose)
  • Giardia lamblia -> Durchfall, Fieber
  • Entamoeba histolytica -> Amöbenruhr
  • Toxoplasma gondii -> Toxoplasmose (ZNS-Befall embryonal, bei AIDS)
 
Plasmodium vivax, Trophozoit.
 
Toxoplasma gondii.

Pilze

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Schädigungsmechanismen:

  • Gewebszerstörung durch oberflächliches bis (v.a. bei kompromittierter zellulärer Immunität) invasives Wachstum. Bsp.: Dermatophyten, Candida, Aspergillus
  • Toxin-Bildung. Bsp.: Aspergillus flavus (Aflatoxine)
  • Begleiteffekte der Immunreaktion. Bsp.: Allergische Bronchopneumopathie durch Inhalation von Aspergillus fumigatus-Bestandteilen.

Spezies und typische Erkrankungen:

  • Candida albicans -> Soor, Candidasepsis (bei Immundefizienz)
  • Cryptococcus neoformans -> Pneumonie, Meningitis (bei Immundefizienz)
  • Aspergillus fumigatus -> Allergische Bronchopneumopathie mit Asthma, Farmers Lung, Aspergillom (nicht invasiver Pilzball in Lunge (Tbc-Kavernen), Nasennebenhöhlen), invasive Aspergillose (bei Immundefizienz)
  • Pneumocystis carinii -> Pneumocystis carinii-Pneumonie (PCP) bei AIDS
  • Pityrosporum sp. -> Pityriasis versicolor (Kleienpilzflechte)
 
Candidiasis im Ösophagus, PAS.
 
Invasive Lungenaspergillose bei Patient mit interstitieller Pneumonie, Autopsiematerial, Grocott-Methenamin-Silber-Färbung.

Helminthen (Würmer)

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Schädigungsmechanismen:

  • Zell- und Gewebszerstörung bei Wanderung und Ausbreitung im Körper.
  • Durch Immunreaktion
  • Tumor-Induktion bei chronischer Entzündung. Bsp.: Blasen-Billharziose

Spezies und typische Erkrankungen:

  • Trematoda (Saugwürmer)
    • Schistosoma sp. (Pärchenegel) -> Billharziose
    • Fasciola sp. (Leberegel)
  • Cestoda (Bandwürmer)
    • Taenia saginata (Rinderbandwurm)
    • Taenia solium (Schweinebandwurm)
    • Echinococcus multilocularis (Fuchsbandwurm) -> Alveoläre Echinokokkose (diffus wachsend)
    • Echinococcus granulosus (Hundebandwurm) -> Zystische Echinokokkose (eher abgegrenzt)
  • Nematoden (Fadenwürmer)
    • Enterobius vermicularis (Madenwurm) -> Bei Kindern, harmlos
    • Trichuris trichiura (Peitschenwurm)
    • Ascaris lumbricoides (Spulwurm)
    • Trichinella -> Trichinellose (intestinale und muskuläre Symptome)
    • Filarien -> Filariose, Elephantiasis
 
Kalzifizierte Eier von Schistosoma japonicum in der Colonsubmukosa, autoptischer Zufallsbefund, H&E.
 
Idem.

Arthropoden

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Schädigungsmechanismen:

  • Zell- und Gewebszerstörung durch Bisse, Stiche (Toxine), Eindringen in den Körper
  • Übertragung von Krankheitserregern
  • Durch Immunreaktion

Spezies und typische Erkrankungen:

  • Insekten
    • Pediculidae (Läuse) -> Überträger des Fleckfiebers (Kleiderlaus)
    • Flöhe -> Überträger der Pest
    • Dasselfliegen
  • Spinnentiere
    • Sarcoptes scabei (Krätzmilbe) -> Scabies (Krätze)
    • Ixodida (Zecken) -> Überträger von FSME, Borreliose


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