Fimbrien/Pili Fimbrien / Pili (lat.: Franse/ Härchen) Aufbau

Fimbrien/Pili
Fimbrien / Pili (lat.: Franse/ Härchen)
Aufbau:
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dünne, proteinogene Filamente, ähnlich Flagellen, aber nur bedingt zur Fortbewegung
entspringen Plasmamembran
Länge: ca. 0,1 µm; Durchmesser: ca. 2-8 nm
Grundsubstanz Pilin (helical angeordnete Pilinproteine) mit Lectin (erkennt Oligosaccharide) an Spitze
verschiedene chromosomal codierte Typen (Typ I – Typ IV)
Vorkommen:
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ein bis mehrere 100 pro Organismus, typisch bei Gram negativen Bakterien
können in Büscheln angeordnet sein , oder über ganze Zelloberfläche verteilt (Bsp. E.coli)
Verteilung abhängig von Position des Flagellums
Funktion:
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dienen der Adhäsion an Grenzflächen
o Feststoff – Flüssigkeit: Bakterium haftet an einer Stelle, vorbeifließende Nahrungspartikel in
Flüssigkeit werden aufgenommen
o
Gas – Flüssigkeit:
Nähstoffe können aus der Flüssigkeit entnommen
werden und Gasen aus der Luft (z.B. Sauerstoff)
dienen Zell – Zell Adhäsion (Pathogenität, Konjugation)
F-Pilus:
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F-Pilus (=fertility Pilus) dient der Konjugation
Aufbau gleicht einer hole Röhre
meist 1 F-Pilus pro Bakterium, höchstens 20
nur bei Bakterien mit F-Faktor (übertragbares ringförmiges DNA-Element)
Konjugation: Donator-Bakterium bildet Pilus chemotaktisch (in Richtung eines
Stoffkonzentrationsgradienten (z.B. Lockstoffe)) ausKontakt mit AkzeptorPilus wird von Donator
abgebautAbstand zwischen den Bakterien verringert sich Plasmabrücke wird
ausgebildetGenetisches Material wird über Plasmabrücke, nicht Pilus ausgetauscht (z.B. F-Plasmid)
k eine geschlechtliche Fortpflanzung, da einseitiger Gentransfer und keine Genkombination erfolgt
F-Plasmid kann in Bakterienchromosom integriert werden, Hfr (= high frequency of recombination)
Zellen entstehen
Medizinische Relevanz:
Schon 1955 wurde von der WHO vorgeschlagen den Antibiotikaeinsatz weltweit zu reduzieren um der Selektion
von resistenten Bakterien entgegen zu wirken. Betont wurde, das Hauptaugenmerk auf alternative Forschung
zu richten.
Aktuelle Forschungen diesbezüglich:
Die Adhärenz ist essentiell für die pathogenität der Bakterien. Fimbrien „erkennen“ Adhärenzrezeptoren mit
einem Kohlehydratteil auf der Zelloberfläche. Wenn es gelänge die Adhärenz der Bakterien zu unterbinden,
würde eine Infektion unmöglich gemacht werden.
Bei Tests mit verschiedenen Kohlenhydraten stellte sich heraus, dass einige die Bindungsstellen der Fimbrien
blockierten und somit Adhärenzhemmend wirkten. Ein besonders wirksame Blockierer ist das saure
Oligonukleotid Galfres.
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Eine zur Zeit umstrittene These ist die Wirksamkeit von Cranberry Juice gegen Harnwegsinfektion,
welche durch Eschericha coli verursacht werden. Bekannt ist, dass E. coli über zwei Fimbrientypen
verfügen kann:
 Typ I: kann durch Mannose gehemmt werden, da sie durch spez.
Zuckerfrequenzen am Epithel haften
 Typ II: ist mannoseresistent, da sie über Glykolipidrezeptoren am Epithel haften
Cranberry Juice enthält in geringen Mengen D-Mannose. Einige Thesen besagen, dass die D-Mannose
des Cranberry Juices die Typ I Fimbrien blockiert. Hierdurch kann E.coli nicht am Epithel binden und
wird aus dem Körper ausgeschieden. Im Gegensatz dazu gibt es andere Parteien die besagen, dass die
Cranberries den Urin ansäuern , eine Nahrungsgrundlage für E.coli schaffen und somit die Infektion bis
hin zum Nierenversagen verschlimmern.