wand die Fusion von Vakuole und Lysosom und kann

sich so in den Makrophagen vermehren. Legionellen

finden sich weltweit in Erd- und Gewässerproben

und gelten als Infektionsquelle für den Menschen in

Klimaanlagen, Kühltürmen und Warmwasserleitun­

gen mit nicht ausreichend erhitztem Wasser (<70 C).

So kann dieser Keim auch die Ursache nosokomialer

Infektionen (7 Abschn. 1.1.8) sein.

44Die Bildung von Enzymen:

55Ein Bakterium produziert bestimmte Eiweißstoffe,

um Substanzen des Wirtes zu spalten; beispiels­

weise Hämolysin zum Auflösen von Erythrozyten,

Koagulase zur Verklumpung von Plasma oder

H

­ yaluronidasen zur Zersetzung von Gewebe.

Veränderung bakterieller Gene

Manche Bakterien sind zur Aufnahme, Neukombination und

Austausch von genetischem Material fähig, dadurch konnten

sie sich ständig wechselnden Gegebenheiten anpassen. Diese

Mechanismen können auch die Pathogenität und die Antibio­

tikaresistenz nachhaltig verändern.

7

1.1 · Allgemeine Hygiene

44Transformation: Bakterienstämme nehmen freie DNAMoleküle aus zugrunde gegangenen Bakterienzellen in

sich auf, bauen diese in ihr Chromosom ein und gewin­

nen damit neue Eigenschaften.

44Transduktion: Werden Bakterien von Viren befallen,

­bewirken bestimmte Viren (Bakteriophagen) eine Über­

tragung von Erbinformationen bei Bakterien.

44Konjugation: Manche Bakterien können einen sog.

Pilus bilden. Das ist eine kleine Röhre, der als Sexpilus

bezeichnet wird. Damit kann genetisches Material

­weitergegeben werden, z. B. die Möglichkeit der Anti­

biotikaresistenz.

44Spontanmutation: Erbinformationen von Bakterien

können sich im Rahmen der Zellteilungen verändern.

Diese Veränderungen sind zum größten Teil auf zufällige

Fehler bei der Verdoppelung (Replikation) der DNA zu­

rück zu führen.

Infektion und Kolonisation

Es entsteht eine Infektion, wenn Erreger über eine Eintrittspforte in einen Organismus eindringen können. Das kann

über Tröpfchen in der Luft (Husten und Niesen), über Blut

oder Blutprodukte (Operationsinstrumente, Stichverletzun­

gen) oder direkten Kontakt (mangelhafte Händehygiene, Se­

xualverkehr) geschehen. Im Organismus vermehren sich die

Krankheitserreger und rufen eine Abwehrreaktion hervor, oft

eine Entzündung oder eine Antikörperbildung.

Wenn Mikroorganismen der Normalflora, z. B. durch

Veränderungen der Abwehrlage oder durch medizinische

Maßnahmen in sterile Bereiche des menschlichen Organis­

mus vordringen, können sie dort Infektionen hervorrufen.

Diese Infektion wird dann als endogen (von innen) bezeich­

net, im Gegensatz zur exogenen Infektion, die durch von

außen kommende, wirtsfremde, Mikroorganismen verur­

sacht wird.

Anders zu betrachten ist die sog. Kolonisation (Besied­

lung). Krankheitserreger können den Menschen besiedeln

ohne dass es zu einer Infektion kommt, weil die Erreger nicht

in das Gewebe eindringen. So sind Krankenhausmitarbeiter

häufig mit dem Eitererreger Staphylococcus aureus besiedelt

oder intubierte Patienten mit dem Keim Pseudomonas aeru­

ginosa kolonisiert.

Die Mikroorganismen der Normalflora werden insgesamt

auch als residente Flora, die kolonisierenden Mikroorganis­

men insgesamt auch als transiente Flora bezeichnet.

>>Um eine Infektion entstehen zu lassen bedarf es immer

zwei Faktoren:

55 Exposition: Kontakt mit dem Erreger,

55 Disposion: die individuelle Abwehrlage.

Mikroorganismen, die nur bei einer besonderen Abwehrlage

(Abwehrschwäche), nicht jedoch bei einem gesunden Men­

schen eine Infektion verursachen, werden als Opportunisten

oder fakultativ pathogene Erreger bezeichnet. In den letz­

ten Jahren nahmen Infektionen bei abwehrgeschwächten Pa­

tienten, z. B. Patienten mit Diabetes, Tumorerkrankungen

oder HIV durch solche opportunistischenErreger zu.

Darstellung, Anzüchtung und Bestimmung

von Bakterien

j

jDas mikroskopische Präparat

Ein mikroskopisches Präparat wird direkt vom menschlichen

Probematerial (z. B. Eiter, Sputum, Liquor), aber auch von

Bakterienkolonien hergestellt. Durch Anfärben der Präparate

nach Gram können die Bakterien unter dem Mikroskop sicht­

bar gemacht werden (Gramfärbung).

Für einige Bakterienarten wie den Tuberkuloseerreger,

gibt es jedoch spezielle Färbemethoden, da die Gramfärbung

hier nicht aussagefähig ist (s. u.).

Im klinischen Probematerial lassen sich die typischen

Bakterienformen (Stäbchen und Kokken) und deren Anord­

nung (Haufen, Ketten etc.) feststellen, sodass das Grampräpa­

rat bereits eine vorläufige Diagnose ermöglichen kann (z. B.

gramnegative Diplokokken im Liquorpunktat bei Verdacht

auf eitrige Meningitis). So kann eine Behandlung mit einem

geeigneten Antibiotikum unverzüglich begonnen werden.

j

jAnzüchten von Bakterien auf Nährböden

Seit Robert Koch werden klinisch-bakteriologische Untersu­

chungsmaterialien auf festen, sterilen Nährböden in sog. Pe­

trischalen ausgestrichen. Der Vorteil dieser Methode liegt

darin, dass die Bakterien zu sichtbaren Kolonien heranwach­

sen und nachfolgend durch gezielte Untersuchung identifi­

ziert werden können.

Neben festen Nährböden werden auch flüssige Medien

(Bouillon) eingesetzt, die sich zur Anreicherung von Mikro­

organismen eignen. Die Bouillon wird bei Keimwachstum

trüb und wird anschließend wiederum zur Herstellung von

Reinkulturen auf Nährböden ausgestrichen.

j

jBiochemische Testungen zur Bestimmung der

­Bakterienart

Nach der Einteilung in gramnegative und grampositive Bak­

terien werden die unterschiedlichen Stoffwechselleistungen

überprüft, um festzustellen, ob das isolierte Bakterium ange­

botene Substanzen abbauen kann oder bestimmte Stoffwech­

selprodukte synthetisiert. Dazu wird Bakterienmaterial einer

Einzelkolonie auf verschiedene Nährböden übertragen, de­

nen Stoffe (z. B. bestimmte Arten von Zucker) zugegeben wer­

den. Zur Sichtbarmachung dieser chemischen Vorgänge wer­

den Farbindikatoren eingesetzt. Durch den Umschlag des

Indikators ist zu erkennen, ob dieser Stoff abgebaut worden

ist, d. h. ob aus Zucker Säure entstanden ist. Durch den Abbau

bzw. Nichtabbau entsteht ein bestimmtes Farbmuster, aus

dem auf die Art des Erregers geschlossen werden kann, das

gab diesen Tests den Namen «bunte Reihen». Zur Bestim­

mung von Erregergruppen gibt es industriell vorgefertigte

Diagnostik-Kits.

j

jBestimmung der Empfindlichkeit gegenüber

­Antibiotika

Bei allen Erregern im Untersuchungsmaterial, denen eine

krankmachende Bedeutung beigemessen wird, wird in der

Regel die Empfindlichkeit gegenüber bestimmten Antibiotika

geprüft. Eine Möglichkeit bietet hier der sog. «Agardiffu­

1

8

1

Kapitel 1 · Hygiene

sionstest». Dazu wird Nährbouillon mit dem zu testenden

Bakterium auf einem festen Nährboden gleichmäßig ausge­

strichen und Antibiotikablättchen auf den Festnährboden

aufgebracht. Nach einer Bebrütung für 12 Stunden bei 36 °C

im Brutschrank kann festgestellt werden, inwieweit das Bak­

terium in seinem Wachstum durch die Antibiotikablättchen

und die daraus ausgetretenen Testantibiotika gehemmt wur­

de. Ist das Bakterium gegen das Antibiotikum auf einem der

Papierblättchen resistent (widerstandsfähig), wächst es an das

Blättchen heran. Ist der Keim dagegen empfindlich, kann er

nur bis zu einem gewissen Abstand zu dem Papierblättchen

wachsen. Es entsteht ein sog. «Hemmhof». Die Resistenztes­

tung gibt wichtige Hinweise für die Auswahl eines wirksamen

Antibiotikums. Zudem gibt die statistische Auswertung der

Testergebnisse Auskunft über die Entwicklung und Verbrei­

tung resistenter Bakterien.

j

jSerologische Bestimmungsmethoden

Mit einem serologischen Test werden Antikörper im Serum

und anderen Körperflüssigkeiten (z. B. Liquor) nachgewie­

sen, die sich gegen einen besonderen Erreger gebildet haben.

Nach einer Infektion dauert es mehrere Tage, bis der Kör­

per eine Antikörperantwort entwickeln kann. Dieser Zeit­

raum wird als «diagnostisches Fenster» bezeichnet. Bei einer

HIV-Infektion beträgt dieses Fenster 2–6 Wochen. Die heute

verwendeten Screening-Tests werden bereits 3 Wochen nach

Infektion positiv. Ein weiterer Test (z.B. Western Blot) muss

dann das positive Ergebnis bestätigen.

Diese Antikörper stellen einen Teil der Antwort des Im­

munsystems des Körpers auf einen Infektionserreger (Anti­

gen) dar. Mit schon bekannten Antikörpern (Antiseren) kann

man das unbekannte Antigen (Bakterium, Virus) reagieren

lassen. Passen Antikörper und Antigen zusammen, kommt es

zu einer Reaktion, die z. B. als Agglutination (Verklumpung)

sichtbar gemacht werden kann (Agglutinationstest).

Weitere serologische Bestimmungsmethoden sind der

Enzym-Immuntest, englisch Enzyme-Linked immunosor­

bent Assay (ELISA) oder Enzyme-Immuno-Assay (EIA) ge­

nannt.

j

jKeimbestimmung durch direkten Nachweis des

­Bakterienchromosoms

Neben biochemischen und serologischen Methoden spielen

molekularbiologische Verfahren eine zunehmende Rolle bei

der Diagnostik von Infektionskrankheiten.

Die Polymerase-Kettenreaktion («polymerase chain reac­

tion», PCR) kommt insbesondere bei Virusinfektionen zum

Einsatz. Bei bakteriellen Infektionen wird die PCR bei aus­

bleibendem Bakterienwachstum (z. B. bei bereits mit Antibio­

tika «anbehandelten» Patienten) verwendet. Mit der PCR

lassen sich sehr kleine Mengen DNS in kurzer Zeit so oft

­kopieren, dass sie mit den üblichen Labormethoden unter­

sucht und z. B. die Abfolge ihrer Bausteine festgestellt wer­

den können. Die ständige Verdopplung von bestimmten

­Proteinen wird von den Polymerasen bewirkt. Theoretisch

genügt dafür ein einziges DNS-Molekül. Die PCR ist damit

eine der empfindlichsten biologischen Techniken überhaupt.

Beispiele wichtiger bakterieller Erreger

beim Menschen

j

jGrampositive Kokken

Der Staphylococcus aureus ist ein Kugelbakterium, das in

traubenartigen Haufen gelagert ist. Weil er in der Kultur meist

eine goldgelbe (lat. aureus) Farbe zeigt, bekam er diesen Na­

men. Er gilt als ein typischer Erreger eitriger Infektionen wie

z. B. Nagelbettentzündung, Abszessen und postoperative

Wundinfektionen. Der Keim kann aber auch schwere Allge­

meininfektionen (Sepsis) verursachen.

Viele Menschen (ca. 30% der Bevölkerung) sind jedoch

«nur» im Nasenvorhof mit S. aureus besiedelt (kolonisiert),

darunter besonders Krankenhauspersonal (bis zu 90%!).

Auch wenn sie selbst nicht erkranken, können sie jedoch v. a.

durch mangelnde Händehygiene den Keim auf Patienten

übertragen, wo er krankmachende Eigenschaften hat. So

kann eine nosokomiale Infektion entstehen (7 Abschn. 1.1.8).

S. aureus kann auch auf unbelebten Flächen problemlos

drei bis sechs Wochen überleben, deshalb kann er jederzeit

z. B. mit den Händen aufgenommen und weiterverbreitet

werden.

Der Staphylococcus epidermidis gehört als weitere Sta­

phylokokkenart zur Normalflora der Haut und ist weniger

virulent als der S. aureus. Dennoch gilt er gerade im Kranken­

haus als Erreger nosokomialer Infektionen, denn er kann

durch die Bildung eines Biofilms an Plastikmaterialien (z. B.

venöse Katheter, Plastikkomponenten von Gelenkprothesen)

anhaften. Diese Biofilmbildung schützt den Keim auch vor

dem Zugriff durch Antibiotika, deshalb bleibt bei einer Sepsis

oft nur die Entfernung des Plastikmaterials, um therapeutisch

eingreifen zu können.

Der Chirurg Theodor Billroth sah 1874 erstmalig in Prä­

paraten von Wundeiterungen Erreger, denen er wegen ihrer

Ähnlichkeit mit aufgereihten Perlen den Namen «Streptokokken» gab.

Streptokokkeninfektionen des Rachens gehören zu den

häufigsten Infektionskrankheiten (Angina).

Der Streptokokkus pyogenes (A-Streptokokken) kann

außerdem für ca. 60% aller Pyodermien – v. a. Impetigo kon­

tagiosa, Erysipel und Phlegmone – verantwortlich gemacht

werden. Der Keim wird bevorzugt von Mensch zu Mensch

weitergegeben, z. B. durch das Einatmen von erregerhaltigem

Aerosol (Tröpfcheninfektion). Auch auf Gegenständen ver­

mögen diese Keime eine Zeitlang zu überleben. A-Strepto­

kokken sind in der Lage, über eine Antigen-Antikörper-­

Reaktion sog. Nach- oder Folgeerkrankungen wie die akute

Glomerulonephritis oder das rheumatische Fieber auszu­

lösen.

Enterokokken gehören zur Normalflora des mensch­li­

chen Darms. Sie können Infektionen verursachen (z. B. Chole­

cystitis, Peritonitis, Zystitis), wenn sie in andere Körper­

regionen gelangen.

j

jGramnegative Kokken

Neisseria gonorrhoeae ist der Erreger der Geschlechts­

krankheit Gonorrrhoe (Tripper), einer auch heute noch welt­

weit verbreiteten Geschlechtskrankheit. Der Keim stirbt in

9

1.1 · Allgemeine Hygiene

der Außenwelt schnell ab und wird nahezu ausschließlich

durch Geschlechtsverkehr übertragen.

Neisseria meningitides ist ein häufiger Erreger der eitri­

gen Hirnhautentzündung (Menigitis). Die Übertragung er­

folgt durch Tröpfcheninfektion.

j

jGrampositive Stäbchen

Clostridien sind obligat anaerobe Bakterien und in der Lage,

bei ungünstigen Umweltbedingungen Sporen zu bilden. Es

gibt etwa 100 Clostridienarten, sie kommen überall in der

Umwelt, v. a. im Erdboden, vor. Arten wie Clostridium per­

fringens und Clostridium difficile können zur Normalflora

des menschlichen Darmes gerechnet werden. Neben diesen

beiden können die üblicherweise pathogenen Arten Clostridium tetani und Clostridium botulinum beim Menschen

lebensbedrohliche Erkrankungen verursachen (Tetanus bzw.

Botulismus).

Der Tetanuserreger (Clostridium tetani) kommt als Spo­

re im Erdboden vor. Zur Übertragung kommt es, wenn Spo­

ren durch eine Bagatellverletzung eindringen. Typisch sind

Verletzungen durch Holzsplitter, rostige Nägel, Rosendornen,

aber auch Kratz-, Schürf- und Bisswunden. Da die Erreger

kaum lokale Entzündungszeichen verursachen, können sich

die Bakterien im Wundbereich vermehren. Sie bilden durch

ihre Vermehrung im Gewebe ein hochwirksames Exotoxin,

das zu einer spastischen Lähmung der motorischen Muskula­

tur führt. Nach wie vor ist eine Tetanusinfektion extrem

schwer zu therapieren (Relaxation, Narkose,