Mikrobiologie: Bacillus anthracis, B. cereus und Listeria

Bacillus anthracis: Merkmale und Infektion

Sporen können durch die Haut, den Magen-Darm-Trakt und die Atemwege (weniger häufig, aber tödlicher) in den Körper gelangen.

• Grampositive Bazillen
• Fakultativ anaerob
• Sporen können Jahre überleben
• Anspruchslos im Wachstum
• Besitzt eine Polypeptidkapsel (bestehend aus Poly-D-Glutaminsäure)
• Kodiert durch Layer-3-Gene: CAPB, Capco (Plasmid 1)
• Plasmid 2 (Virulenzfaktor von B. anthracis)

Kodiert 3 Exotoxine

1. Schützendes Antigen (PA): Vermittlung der Aufnahme in die Wirtszelle.
2. Ödemfaktor (EF)
3. Letalfaktor (LF)

Ödemtoxin

Das Ödemtoxin (Ödemfaktor + Schützendes Antigen) ist verantwortlich für schwere, charakteristische Ödeme bei einer Infektion.

Letaltoxin

Das Letaltoxin (Schützendes Antigen + Letalfaktor).

Avirulente Stämme

Avirulente Stämme entstehen durch die Eliminierung von einem oder beiden Plasmiden (schaden nicht). Plasmid 1 kodiert die Kapsel, Plasmid 2 kodiert die Exotoxine.

Pathogenese und Immunität

• Die Kapsel hemmt die Phagozytose.
• Das Ödemtoxin wirkt als Adenylatcyclase.
• Das Letaltoxin ist eine Zink-Metalloprotease. (Stimuliert Makrophagen zur Freisetzung von TNF-alpha und Interleukin.)

Infektionswege beim Menschen

• Kutane Infektion (Inokulation)
• Verschlucken (Ingestion)
• Inhalation

3 Zyklen von B. anthracis in der Natur

1. Multiplikation der Sporen im Boden.
2. Infektion von Tieren (Nahrungskette).
3. Infektion beim Menschen.

Arten von Milzbrand (Anthrax)

Hautmilzbrand (Kutaner Anthrax)

Inkubationszeit: 1–12 Tage. Beginnt mit einer Papel, die sich zu einer Pustel entwickelt (typischerweise mit klarem Exsudat).

Magen-Darm-Milzbrand (Gastrointestinaler Anthrax)

Inkubationszeit: 1–7 Tage. Beginnt mit unspezifischen Symptomen (Fieber, Übelkeit, Bauchschmerzen).

Inhalationsmilzbrand (Pulmonaler Anthrax)

Latenzzeit: Bis zu 2 Monate, oft asymptomatisch. (Tödlichste Form).

Erste Phase

Unspezifische Symptome: Fieber, Kurzatmigkeit, Husten, Kopfschmerzen, Erbrechen, Schüttelfrost, Bauch- und Brustschmerzen.

Zweite Phase

Verschlechterung der Symptome, Auftreten von Ödemen, signifikanter mediastinaler Lymphadenopathie, begleitet von Symptomen einer Meningitis, Schock und Tod.

Prävention

Impfung von Tieren und gefährdeten Personen (z. B. Personen, die mit Rindern arbeiten). Infizierte Kadaver sollten verbrannt werden, um die Sporenbildung zu verhindern.

Bacillus cereus: Merkmale und Toxine

• Opportunistischer Erreger
• Geringe Virulenz
• Grampositiver Sporenbildner
• Fakultativ anaerob
• Anspruchslos

Risikogruppen und Infektionswege

• Verzehr kontaminierter Lebensmittel (Reis, Fleisch, Gemüse, Soßen)
• Penetrierende Verletzungen der Augen
• Intravenöse Injektionen

Toxine von B. cereus

• Hämolysin: Zerstörung roter Blutkörperchen (RBC).
• Letalfaktor: Kann bei Tieren (z. B. Ratten) zum Tod führen.
• Gefäßpermeabilitätsfaktor: Verursacht Veränderungen in den Blutgefäßen.
• Nekrotisches Toxin: Verursacht Nekrose, insbesondere im Darm.

Lebensmittelvergiftung durch B. cereus

Emetische Form (Erbrechen)

Verursacht durch den Verzehr von Reis, der mit hitzeresistenten Sporen kontaminiert ist. Inkubationszeit: 1–6 Stunden.

Diarrhöische Form (Durchfall)

Verursacht durch den Verzehr von kontaminiertem Fleisch, Gemüse oder Soßen.

Listeria monocytogenes

Listerien (geringe Kontamination von tiefgekühlten Lebensmitteln).

• Der Haupterreger für den Menschen ist Listeria monocytogenes.
• Kleine, grampositive Bazillen
• Fakultativ anaerob
• Isoliert, in Paaren oder kurzen Ketten
• Beweglich bei Raumtemperatur (20–25 °C)
• Stationär bei 37 °C

Risikogruppen

Neugeborene, ältere Menschen, Schwangere, Immunsupprimierte.

Infektionsmechanismus

Wird in die Zelle eingeführt durch Internaline, die mit Glykoprotein-Rezeptoren auf der Oberfläche der Wirtszelle interagieren.

Habitat

Grundwasser, Vegetation, Darminhalt von Säugetieren, Vögeln und Fischen. 1–5 % der gesunden Männer sind Träger.