Bakteriologie.

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Bakteriologie

https://www.dobendan.de/warum-dobendan/unterschied- viren-und-bakterien/

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Bakteriologie

• Kleinste Mikroorganismen mit eigenem Stoffwechsel

• Größe: 0,5-20 Mikrometer (1 Mikrometer = 1 tausendstel mm)

• Gewicht: ca. 0,45pg (Piktogramm, 1 billionstel Gramm)

• Hundert Millionen Bakterien passen auf einen Stecknadelkopf

• Gesamte Besiedelung des Menschen (Haut-, Schleimhaut- und Darmflora zusammen) wiegt 700g

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https://de.dreamstime.com/vergleich-von-gr%C3%B6%C3%9Fen-blutzellen-virus-und-bakterie-illustration-d-eines- gr%C3%B6%C3%9Fenvergleiches-unter-hiv-e-coli-image142628259

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Definition

Obligat menschenpathogene Keime:

• Können gesunde Menschen infizieren, gehören nicht zur Menschlichen Flora

Fakultativ pathogene Keime:

• Gehören zur menschlichen Flora, aber das im Darm harmlose Escherichia coli führt in Harnröhre zu massivem Harnwegsinfekt

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Aufbau eines Bakteriums

Zellwand:

• bei gramnegativen Bakterien: außen Zellmembran

• Bei grampositiven nur Zellwand

https://www.mikroskop-center.de/newsblog/gramfaerbung

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Periplasmatischer Raum und Zellmembran

• Zwischen Zellwand und Zellmembran (Zytoplasmamembran)

• Zellmembran ist für B. Lebenswichtig (vgl. unsere Haut) Semipermeable Membran:

• verhindert unkontrolliertes Einströmen von Wassermolekülen in Bakterieninneres

• Ermöglich über spezifische Transportsysteme lebenswichtigen Stofftransport

• Sitz von: Enzymen für Verdauung von Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren

• Aufrechterhaltung elektrisches Potential welches Ionentransporte ermöglicht und Energiehaushalt stabilisiert

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https://www.planet-wissen.de/natur/mikroorganismen/bakterien_urkeime_helfer_erreger/pwiedieverschiedenenzelltypen100.html

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Zellorganellen

• Ribosome (Eiweißherstellung)

• Enzyme

• Systeme für Stoffwechsel

• Ringförmiges Chromosom (Erbgut des Bakteriums)

• Kein Zellkern -> Prokaryoten

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„Sonderausstattung“ verschiedener Keime

Haftorgane:

• Sogenannte Pili (kurz) oder Fimbrien (länger)

• Können sich damit an belebte oder unbelebte Oberflächen anheften Geißeln:

• Grampositive Kokken benutzen Adhäsine (Klebstoffe)

• Andere besitzen Geißeln, die sie aktiv bewegen und sich damit fortbewegen können

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Kapsel:

• Kann aus Polypeptide und Polysacchariden bestehen

• Umgibt Bakterium rundherum

• Sinn der Kapsel: in heikler erster Phase der Infektion von körpereigener Abwehr nicht erkannt zu werden

• Getarnte ungestörte Vermehrung, bis körpereigene Abwehr es entdeckt und Gegenmaßnahmen beginnt

• Besserer Schutz vor Umwelteinflüssen Aktive Oberflächenproteine:

• Verhindern Verdauung in Makrophagen

• Überleben dadurch

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Sporen als bakterielle „Konserven“

• Sind resistente Dauerformen der Bakterien

• So können diese auch unter widrigen Umständen überleben -> Trockenheit, Gegenwart von Alkohol, knappe Nahrungsvorräte

• Bacillus und Clostridien können Sporen bilden

• Bei günstigen Bedingungen keimt Spore aus -> nimmt Stoffwechsel auf, teilt sich

• Sporen können Jahrzehnte auskeimfähig und infektionstüchtig bleiben

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Clostrideum perfringens

Desinfektionsmittelresistenz:

• Bakterien selbst nicht Desinfektionsmittelresistent

• Sporen sehr resistent

• Können mit Aldehyden und Sauerstoffabspaltern inaktiviert werden

• Desinfektionsmittel wirken nicht Übertragungswege:

• Kontamination von Wunden mit Erde oder Fäkalien (BSP: Mistgabel)

• Über Lebensmittel, die mit Erde, Schmutz, Staub in Kontakt kamen (Kartoffeln, Konserven!)

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Krankheitsbilder:

• Gasbrand

• Schwere Wundinfektion, die in 3 Phasen abläuft:

• Phase 1: einfache Wundinfektion

• Phase 2: Gasbildung ohne Invasion in gesundes Gewebe

• Phase 3: Gasbrand (Nekrose, Toxinämie)

• Hygienemaßnahmen: Basishygiene, immer Hände waschen (Sporen)

• Im OP gelten Patienten als Septisch!

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Nachtrag Gasbrand

• Die Bakterien werden mit dem betreffenden Lebensmittel aufgenommen, vermehren sich und bilden im Darm ein Gift, wie es bei einer Lebensmittelvergiftung mit Clostridium perfringens der Fall ist.

• Lebensmittelvergiftung durch Clostridium perfringens

Eine Lebensmittelvergiftung durch Clostridium perfringens (eine Art von Gastroenteritis) kann entstehen, wenn Menschen ein Nahrungsmittel (in der Regel Rindfleisch) zu sich nehmen, das Clostridien enthält. Die Clostridien entwickeln sich aus Sporen, welche die hohen Temperaturen beim Kochen überleben können. Wenn

Lebensmittel, die Sporen enthalten, nicht unmittelbar nach dem Erhitzen verzehrt werden, entwickeln sich die Sporen zu aktiven Clostridia-Bakterien, die sich dann in dem Nahrungsmittel vermehren. Wenn die

Nahrungsmittel unaufgewärmt verzehrt werden, werden auch die Clostridien aufgenommen. Diese vermehren sich dann im Dünndarm und erzeugen ein Toxin, das flüssigen Durchfall und Bauchkrämpfe hervorruft.

Eine Lebensmittelvergiftung mit Clostridium perfringens nimmt in der Regel einen milden Verlauf und geht innerhalb von 24 Stunden vorbei. In seltenen Fällen kann sie aber auch einen schweren Verlauf nehmen, vor allem bei sehr jungen und bei älteren Menschen.

Normalerweise vermutet der Arzt eine Lebensmittelvergiftung mit Clostridium perfringens bei einem lokalen Ausbruch der Krankheit. Die Diagnose wird bestätigt, indem verunreinigte Nahrungsmittel oder Stuhlproben von Betroffenen auf Clostridium perfringens und das entsprechende Toxin untersucht werden.

Quelle: https://www.msdmanuals.com/de-de/heim/infektionen/bakterielle-infektionen-anaerobe-bakterien/%C3%BCberblick-%C3%BCber-clostridieninfektionen

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Wiederholung

Was sind Obligat menschenpathogene Keime?

Können gesunde Menschen infizieren, gehören nicht zur Menschlichen Flora.

Was sind Fakultativ pathogene Keime?

Gehören zur menschlichen Flora, aber das im Darm harmlose Escherichia coli führt in Harnröhre zu massivem Harnwegsinfekt.

Nenne eine Sonderausstattung von Bakterien und deren Funktion.

Haftorgan, Geißel, Kapsel, aktive Oberflächenproteine.

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Lebensansprüche der Bakterien

• Passen sich meist optimal an Lebensumstände an Temperatur:

Nach bevorzugter Wachstumstemperatur unterscheidet man:

• Psychrophile (in Kälte lebende) Bakterien (Kühlschrank)

• Mesophile (mittlere Temperatur) Bakterien (alle menschenpathogenen)

• Thermophile (wärmeliebende) Bakterien (heiße Quellen)

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Sauerstoff:

• Obligate Aerobier: können ohne Sauerstoff gar nicht oder langsam wachsen

• Fakultative Anaerobier: Sauerstoff ist egal (meiste Menschenpathogene Bakterien)

• Obligate Anaerobier: Sauerstoff ist Gift (beim Menschen im Dickdarm und in den Zahntaschen)

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pH-Wert:

Meiste menschenpathogene Bakterien tolerieren nur bestimmte saure oder basische Umgebungen. Bevorzugtes Spektrum zwischen 6 und 9.

https://www.seilnacht.com/Lexikon/pH-Wert.htm

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• pH 7 ist besonders günstig

• Z.B. Laktobazillen bevorzugen saures Milieu (pH 4,5)

• Hautflora bevorzugt ebenfalls sauer (pH 5,5) -> erschwert Besiedlung durch Krankheitserreger

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Licht und Wasser:

• Bakterien benötigen kein Licht zum Wachsen

• UV-Licht kann bakterielles Erbgut schädigen (Desinfektion)

• Sonnenstrahlung reduziert durch Kombination von UV-Licht, Wärme und Wasserverdunstung Keimzahl auf Gegenständen

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Wachstum von Bakterien

• In neuer Umgebung benötigen Bakterien Zeit, um eigenen Stoffwechsel auf neue Umgebung einzustellen (lag-Phase)

• Danach erste Teilung

• Vermehren sich durch Zweiteilung

https://studyflix.de/biologie/bakterienzelle-2080

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• Aus Mutterzelle entstehen zwei Tochterzellen

• Tochterzellen teilen sich nach 20 Minuten bis 24 Stunden wieder -> Exponentielles Wachstum

• Ist kritische Masse erreicht, werden nur noch absterbende Bakterien ersetzt

• Mit Nährstoffverbrauch sinkt Zahl allmählich

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Veränderung bakterieller Gene

• Vermehren sich durch identische Teilung

• Können trotzdem neue Gene Aufnehmen und für eigene Zwecke verwenden

Transformation:

• Aufnahme von Plasmiden (ringförmige DNA-Moleküle, z.B. mit Antibiotikaresistenzen)

Konjugation:

• Übertragung von genetischem Material durch „Sexpilus“

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Mutation:

• Veränderung des bakteriellen Erbguts Transduktion:

• Bakteriophagen (Viren, die Bakterien infizieren) übertragen Gene

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Pathogenität und Virulenz

Pathogenitätsfaktoren:

• Pili und Fimbrien als Haftorgane

• Kapsel als Schutz vor Phagozytose

• Toxine zur besseren Vermehrung im unfreiwilligen Wirt

• Endotoxine: werden freigesetzt, wenn Erreger tot ist und zerfällt

• Meist Lipopolysaccharide, verursachen Fieberschübe (daher: Pyrogene), beeinflussen Organfunktionen in höheren Dosen signifikant

• Exotoxine: werden vom Erreger aktiv freigesetzt

• Intrazelluläre Vermehrung in Makrophagen oder anderen Körperzellen, die eigentlich Bakterien vernichten soll

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Virulenz:

• Ausmaß der Pathogenität

• Je virulenter ein Bakterienstamm ist, desto schwerer verläuft die Infektion

• Verlauf und Folgen einer Infektion auch immer abhängig von Wirtsdisposition (Allgemeinzustand des Erkrankten)

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Video Studyflix

• https://www.youtube.com/watch?v=_OZpMj_OZGI

• 6:75 Minuten

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Diagnostik von Bakterien

• Kultivierung auf Spezialnährböden (Agar Agar, Blut)

• Hier auch Diagnose ob Gramnegativer oder Grampositiver Stamm -> Antibiotikaauswahl

• PCR-Test (Polymerase chain reaction)

• Serologie (Antigen-Antikörper-Reaktion in vitro)

• Im OP: Abstriche aus Wunden, werden ebenfalls kultiviert

• Blutkultur (mikrobiologische Untersuchung des Blutes)

• Uvm.

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Virologie

• Viren werden biologisch nach ihrem Aufbau eingeteilt

• Haben Erbsubstanz (Genom)

• Erbsubstanz bei Menschen und Bakterien aus DANN

• Bei Viren DNA oder RNA, als Einzel- oder Doppelstrang

• Um Genom Kapsid aus Eiweißmolekülen (Schutz) und darum herum haben manche Viren Hülle aus Lipidschicht

• Darin Zucker-Eiweiß-Moleküle (Glykoproteine)

• Damit können Viren an Zellen andocken

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• Daher: Einteilung in nicht-umhüllte und umhüllte Viren

• + In Viren mit DNA oder RNA

• Umhüllte Viren weniger stabil gegen Umwelteinflüsse

• Lipidhülle ist empfindlich gegen fettlösende Substanzen, lässt sich mit Desinfektions-

mittel leicht zerstören

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• Kapsid besteht aus Eiweißen und ist robuster

• Virusfamilien: Gruppe von ähnlichen Viren

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Virusvermehrung

Vermehrung in der Zelle:

• Können sich im Gegensatz zu den meisten Bakterien nicht frei vermehren

• Müssen in Körperzellen gelangen

• Binden dazu an Molekül auf Oberfläche einer Zelle, den Rezeptor

• Viren gelangen über Transportwege, die auch von anderen Substanzen genommen werde, in Wirtszelle

• Bei umhüllten Viren verschmilzt Virushülle in Zellmembran

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• Dadurch gelangen Kapsid und Virusgenom in Zytoplasma

• Im Zellinneren sorgen Virusproteine manchmal mit Hilfe zelleigener Proteine das neue Kopien des Virusgenoms und der Virusproteine gebildet werden

• Virusgenom und Proteine setzten sich dann zu Viruspartikeln zusammen und verlassen Zelle

• In jeder infizierten Zelle werden Tausende Viruspartikel gebildet

• Virusvermehrung führt häufig zu Zelluntergang der Wirtszelle

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Virusausbreitung im Körper

Virämie:Phase einer Virusinfektion, in der sich Viren im Blut befinden und das Blut daher infektiös ist.

• Bei akuten Infektionen Virämie nur wenige Tage, bei chronischen Erkrankungen ständig Viren im Blut

• Können häufig nur bestimmte Zelltypen infizieren und sich darin vermehren

• Führt zu Symptomen an bestimmten Organen

• Grippeviren vermehren sich im Epithel der Atemwege, Hepatitisviren in der Leber, Noroviren im Damrgewebe

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Akute und persistierende Virusinfektionen

• Meistens schnelle Erholung nach akuter Erkrankung

• Vollständige Vernichtung der Viren durch Immunabwehr

• Häufig keine vollständige Beseitigung der Viren durch den Körper

• Bleiben dann ein Leben lang im Körper -> Persistenz

• Infektion mit persistierenden Viren kann manchmal sogar ein Leben lang verborgen (latent) bleiben

• BSP: Epstein-Barr Virus (Pfeiffersches Drüsenfieber), Zytomegalievirus (während Schwangerschaft -> Fehlbildungen beim Kind)

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• Können auch viele Jahre nach Infektion Symptome machen

• BSP: Varizella-Zoster-Virus Windpocken -> Gürtelrose Impfstoffe:

• Masern, Mumps, Röteln

• Windpocken

• Kinderlähmung

• Hepatitis A und B

• Grippe

• Rotavirus

• Humane Papillomaviren

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Therapie mit Medikamenten

• Meiste virale Infekte nicht therapierbar

• Für Varizella-Zoster-Virus, Herpes-Simplex, Zytomegalievirus, Grippeviren und HIV gibt es Medikamente

• Postexpositionsprophylaxe für HIV

• Prophylaktische Gabe von Antikörperpräparaten und Immunseren gegen Hepatitis A und B, Tollwut und Respiratorischens Syzytienvirus bei Frühgeborenen

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Diagnose von Viruskrankheiten

• Manche leicht zu diagnostizieren wie: Herpesviren oder Windpocken

• Für andere braucht es Laboruntersuchungen

• Erfolgt mit serologischen Testverfahren

• Bestimmung von Antikörpern durch

• Abstriche oder Spülflüssigkeit aus der Nase oder dem Rachen (Atemwege)

• Blutserum/Blutplasma (HIV, Hepatitis)

• Rachenabstrich, Rückenmarksflüssigkeit (Hirn, Hirnhäute)

• Material muss rasch ins Labor gebracht werden

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Herpesviren

• Große DNA-Viren

• Weite Verbreitung unter der Bevölkerung

• Persistieren nach Infektion ein Leben lang im Körper

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Herpes-Simplex-Virus

• HSV 1 (Kindesalter) und HSV 2 (sexuelle Übertragung)

• Infektion meist über Rachen, wird über Nerven transportiert und bleibt in den Nervenzellen

• Von dort aus Reaktivierung und zurück in Mundbereich Hygienemaßnahmen:

• Basishygiene, bei Neugeborenen-Herpes zusätzlich Mund-Nasen- Schutz

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Varizella-Zoster-Virus

• Windpocken

• Hochinfektiös als aerosol übertragen

• Auch bei flüchtigem Kontakt kann Übertragung stattfinden

• Ebenfalls Transport über Nerven, gelangen in Nervenzellen

• Dann im hohen Alter und bei Immunschwäche reaktivierung als Gürtelrose

Hygienemaßnahmen:

• Basishygiene, nicht immune Beschäftigte FFP2 Maske

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Desinfektion gegen Viren

• Meiste der im Kkh übertragenen Viren werden direkt oder indirekt über Tröpfchen übertragen (Grippe, Erkältungsviren, Rotaviren,

Noroviren)

• Besondere Rolle: über Blut übertragene Viren (HIV, Hep C,B)

• Wichtig: Desinfektion der Hände, Oberflächen, Instrumenten

• Besonders gefährdet: Infektionsstation, Pädiatrie, Neonatologie, ITS, Augenheilkunde

• Nicht umhüllte (Noroviren, Adenoviren, Rotaviren) sind

widerstandsfähiger gegen Desinfektionsmittel als umhüllte (HIV, Grippe, Herpes, Hep B)

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• Flächendesinfektion: die meisten Desinfektionsmittel sind gegen Viren wirksam. Mindesteinwirkzeit beträgt zw. 30 sec und 5 min.

• Wäsche: muss gekocht werden (100°C)

• Instrumente und Anästhesiegeräte: thermische Desinfektion 5-10 min bei 90-93°C (übliches Verfahren)

• Arbeitsweise: bei Infektions- und Übertragungsgefahr mit Einmalhandschuhen arbeiten, alle Weiteren Hygiene- und Schutzmaßnahmen einhalten!