Bakterienformen
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Allgemeine Bakteriologie Formen Färbbarkeit Lebensbedingungen BASISSCHULUNG BRAMITOB® BASISSCHULUNG BRAMITOB® Bakterienformen Kokken (Kugeln) Haufenförmig gelagert = Staphylokokken BASISSCHULUNG BRAMITOB® Bakterienformen In Ketten gelagert = Streptokokken BASISSCHULUNG BRAMITOB® Bakterienformen In Zweierform = Diplokokken BASISSCHULUNG BRAMITOB® Bakterienformen Stäbchen, sie können dick,kurz,lang mit oder ohne Geißeln sein. BASISSCHULUNG BRAMITOB® Bakterienformen Schrauben = Spirochäten BASISSCHULUNG BRAMITOB® Färbemethoden Die Gram- Färbung ist die geläufige Routinefärbung Sie erlaubt die Unterteilung der Bakterien in zwei große Gruppen Grampositive Bakterien (blau) Gramnegative Bakterien (rot) BASISSCHULUNG BRAMITOB® Gramfärbung BASISSCHULUNG BRAMITOB® Resultat Die Färbung gibt Aufschluss über die Struktur der Zellwand Grampositve Bakterien besitzen eine dicke Zellwand aus Peptidoglykan (aus bis zu 40 Schichten und einer Dicke von 15 - 80 nm) Gramnegative Bakterien besitzen eine dünne Zellwand aus wenigen Schichten Peptidoglykan (mit einer Dicke von 10 - 20 nm) BASISSCHULUNG BRAMITOB® Zellwandstruktur BASISSCHULUNG BRAMITOB® Grampositive Bakterien Sie besitzen eine sehr dicke Zellwand und eine zytoplasmatische Membran mit PBP(Penicillinbindeproteine) Sie besitzen Teichonsäuren und Lipoteichonsäuren, letztere sind wichtig bei der Interaktion der Bakterienzelle mit der Wirtszelle(z.B. Adhäsion der Bakterien an Epithelzellen).Sie lösen beim Menschen eine fieberhafte Reaktion aus und stellen somit ein exogenes Pyrogen dar. BASISSCHULUNG BRAMITOB® Gramnegative Bakterien Sie besitzen eine dünne Zellwand aber eine zusätzliche Außenmembran (Lipiddoppelschicht) mit eingelagerten Porinen, sowie eine zytoplasmatische Membran. Porine sind spezialisierte Proteinkanäle welche die Lipiddoppelschicht durchziehen und einen geregelten Stoffaustausch ermöglichen Besonderheit, diese Kanäle sind bei dem Erreger Pseudomonas aeruginosa sehr eng und selbst für Betalaktamantibiotika schwer zu passieren BASISSCHULUNG BRAMITOB® Bakterienaufbau BASISSCHULUNG BRAMITOB® Bakterienaufbau Bakterien sind Prokaryonten, sie besitzen keinen richtigen Zellkern. Geißeln, sie dienen der Beweglichkeit. Fimbrien, Pili sind notwendig für die Adhäsion an Schleimhautzellen. Sexpili sind für den Transfer von Plasmiden notwendig. Plasmide (extrachromosomale Gene) eine Bakterienzelle kann mehrere Kopien oder manchmal auch mehrere Plasmide besitzen. Durch Konjugation, bei der sich zwei Bakterienzellen aneinander lagern, kann Plasmid- DNA übertragen werden. Sind auf diesen Plasmiden Informationen über Antibiotikaresistenzen vorhanden, so können sich diese innerhalb einer Spezies und auch auf andere Arten ausbreiten. BASISSCHULUNG BRAMITOB® Bakterienaufbau Ribosomen, sie dienen der Proteinbiosynthese und unterscheiden sich deutlich von menschlichen Ribosomen. Die Bakterien besitzen 70 S Ribosomen mit 30 S und 50 S Untereinheiten, die menschliche Zelle besitzt 80 S Ribosomen mit 40 S und 60 S Untereinheiten. Hierauf basiert die selektive Wirkung einiger Antibiotika(Aminoglykoside wirken auf die 30 S Untereinheiten). BASISSCHULUNG BRAMITOB® Lebensbedingungen Die meisten Bakterien bevorzugen einen neutralen pH-Wert • Aerobe Bakterien nutzen Sauerstoff als Akzeptor für Protonen • Anaerobier nutzen organische Stoffe (Pyruvat,Laktat) als Protonenakzeptor • Das Wachstumsoptimum pathogener Bakterien liegt bei 37 Grad Celsius • Die Reduplikationsgeschwindigkeit der schnellwüchsigen Bakterien beträgt unter günstigen Bedingungen ca. 20 Minuten BASISSCHULUNG BRAMITOB® Spezielle Bakteriologie Pseudomonas (falsche Urkörperchen) gramnegative bewegliche aerobe Stäbchen Sie haben eine Größe von 0,5- 5,0 μm Sie werden unterteilt in Pseudomonas aeruginosa und Burkholderia cepacia BASISSCHULUNG BRAMITOB® Spezielle Bakteriologie Pseudomonas aeruginosa • Er ist der Verursacher des blaugrünen Wundeiters • Seine Nährstoffansprüche sind sehr bescheiden deshalb ist es der typische Nass- oder Pfützenkeim • Er ist ein bedeutender Hospitalismuserreger BASISSCHULUNG BRAMITOB® Spezielle Bakteriologie P.aeruginosa besitz eine Reihe unverwechselbarer Eigenschaften Er wächst in Flüssigkeiten an der Oberfläche Er hat einen eindringlich süßlicharomatischen Geruch Er bildet einen Farbstoff der die Nährlösung färbt (blaugrün) BASISSCHULUNG BRAMITOB® Spezielle Bakteriologie Typische Krankheiten sind: - Otitis externa (Schwimmbadbesuch) - postoperative Wundinfektionen(typischer Eiter) - Infektionen der Respirationsorgane durch kontaminierte Inhalationsgeräte, Ultraschallvernebler, Klimaanlagen, Inkubatoren, Intubation u.ä. - Lungeninfekte bei CF, nicht selten mit Staph.aureus hartnäckige Harnwegsinfekte Endokarditiden und Septikämien bei Drogenabhängigen BASISSCHULUNG BRAMITOB® Pathogenität P.aeruginosa, die Pathogenität dieses Erregers beruht auf das invasive Vorgehen mit ausgeprägten lokalen Entzündungen bis zur Sepsis und der Produktion von Endo- und Exotoxinen und zahlreichen Enzymen. Er besitzt eine Schleimschicht aus Alginat die die Vertreibung von der Epitheloberfläche verhindert Exotoxin A, führt zu Schäden in der Schleimhaut Bei chronischer Besiedelung können bakterielle Produkte in der Schleimhaut eine immunologisch induzierte Entzündung verursachen BASISSCHULUNG BRAMITOB® Burkholderia cepacia • • • • • • • Gramnegatives Stäbchen mit polaren Geißeln Vorkommen in fließenden Gewässern, Fluss-Sedimenten, Verursacher der Zwiebelfäule auch im Nasentrakt opportunistischer Keim Verursacher von nosokomialen Infektionen, nekrotisierenden Pneumonien, Harnwegsinfekt, Enterocolitis, Meningitis, Wundinfektionen Fähigkeit zur Biofilmausbildung BASISSCHULUNG BRAMITOB® Staphylococcus aureus • grampositives Kugelbakterium (Micrococcacae) • Vorkommen: Hautflora, Nasennebenhöhlen, Mandeln, Vagina, Analregion • überlebt lange auf Kleidung, im Staub, in der Luft • typischer Eitererreger (Furunkel, Karbunkel) • verursacht auch tiefere systemische Prozesse (Endokarditis, Pneumonie, Otitis, Sepsis) • Reservoir in Nasennebenhöhlen bei 30% der Gesunden • endogene Infektion • bei CF-Patienten auch normale Hautflora und Kolonisation in den Nebenhöhlen, wandert in unteren Respirationstrakt ein • bei CF kann S. aureus eine chronische Lungeninfektion verursachen • 3 Phasen der Erkrankung: Kolonisation, Gewebsschädigung, Persistenz BASISSCHULUNG BRAMITOB® S. aureus - typischer Erreger von Furunkeln, Wundinfektionen BASISSCHULUNG BRAMITOB® Staphylococcus aureus - Virulenzfaktoren Kolonisation/Infektion wird durch folgende Faktoren begünstigt: Störung der mukoziliären Clearance, Bindung an Mukusbestandteile vorangegangene Virusinfektion (RSV), Bindung an virusinfizierte Epithelzellen Ausbildung einer Zuckerkapsel (Phagozytose, Penetration erschwert) Ausbildung von SCV (small colony variant) Ausbildung von MRSA Beta-Lactam-AB Resistenz Gene BASISSCHULUNG BRAMITOB® Wirkmechanismus der Antibiotika BASISSCHULUNG BRAMITOB® Wirkqualität Bakterizid; direkt tödlich für den Erreger, sie werden unterteilt in: - primär bakterizid, sie wirken auch gegen ruhende Keime (Aminoglykoside) - sekundär bakterizid, die nur bei proliferierenden Bakterienpopulationen zum Zuge kommen (Penicilline, Cephalosporine) Bakteriostatisch; sie unterdrücken das Wachstum der Keimpopulation, sie hält nur so lange vor, wie eine ausreichende Konzentration des Wirkstoffes am Wirkort vorhanden ist. BASISSCHULUNG BRAMITOB® Antibiotika bakteriostatisch wirkende AB: Tetracycline Makrolide Sulfonamide Chloramphenicol Fusidinsäure bakterizid wirkende AB: Penicilline Cephalosporine Fosfomycin Aminoglykoside Chinolone (Gyrasehemmer) Glycopeptide BASISSCHULUNG BRAMITOB® BASISSCHULUNG BRAMITOB® Wirkungsweise Störung der Zellwandsynthese - keine Quervernetzung des Mureins(Peptidoglykans) - enzymatische Zerstörung des Mureins - Lyse der Zelle aufgrund des hohen osmotischen Druckes, bedingt durch die fehlerhafte Zellwand Betalaktamantibiotika: Peniciline, Cephalosporine, Carbapeneme, Monobactame Glykopeptidantibiotikum: Vancomycin BASISSCHULUNG BRAMITOB® Wirkweise Störung der bakteriellen Proteinsynthese: Tetracycline Makrolide Clindamycin Aminoglykoside BASISSCHULUNG BRAMITOB® Wirkweise Störung der bakteriellen DNA- Struktur: Chinolone(Gyrase Hemmer) Nitroimidazole Rifampicin BASISSCHULUNG BRAMITOB® Wirkweise Störung der bakteriellen Folsäuresynthese: Sulfonamide Trimethoprim BASISSCHULUNG BRAMITOB® BASISSCHULUNG BRAMITOB® BASISSCHULUNG BRAMITOB® Resistenz Eine Bakterienresistenz liegt vor, wenn Bakterien in Anwesenheit therapeutisch relevanter Konzentrationen eines Antibiotikums ihre Vermehrung nicht einstellen. BASISSCHULUNG BRAMITOB® Ursachen für Resistenzen Natürliche Resistenzen: natürliche,genetisch fixierte Eigenschaften des Bakteriums bieten keinen Angriffspunkt für das Antibiotikum z.B. Penicillin G wirkt nicht auf Gramnegative Bakterien, weil die Substanz die äußere Membran nicht überwinden kann Persister: in jeder Bakterienpopulation existieren gegen das Antibiotikum unempfindliche Individuen. Sie vermehren sich unter Antibiose aufgrund ihres Selektionsvorteils und werden dann zum Problem BASISSCHULUNG BRAMITOB® Ursachen der Resistenz Erworbene (übertragene,sekundäre) Resistenzen: Hier spielt der Austausch genetischen Materials zwischen einzelnen Bakterienzellen via Plasmide eine wichtige Rolle. Auf diese Weise können Keime Mehrfachresistenzen ausbilden BASISSCHULUNG BRAMITOB® Ursachen der Resistenz Induzierte Resistenz: Alle gramnegativen Stäbchen besitzen eine chromosomal kodierte Information für eine Betalaktamase (Enzym das den Ring der Betalaktamantibiotika spaltet). Unter einer Therapie mit solchen Stoffen, wenn diese z.B. unzureichend dosiert sind, können empfindliche Keime daraufhin ihr Verhalten (Resistenz) ändern. BASISSCHULUNG BRAMITOB® Resistenzmechanismen Die vier wichtigsten Mechanismen sind: - Produktion antibiotikaabbauender Enzyme - Ausbildung antibiotikaunempfindlicher Zielstrukturen - Abriegelung der Zelle (Permeabilitätsbarriere) - Mechanismen eingedrungene Antibiotika sofort wieder aus der Zelle herauszubefördern (aktiver Efflux) BASISSCHULUNG BRAMITOB® BASISSCHULUNG BRAMITOB® Antibiogramm/Resistenztestung Kalkulierte Therapie: sie basiert auf Erfahrungen, oft werden Antibiotikakombinationen eingesetzt Gezielte Therapie: sie beruht auf einer klaren Diagnose und einem Antibiogramm. Hierzu wird die minimale Hemmkonzentration(MHK) im Nährmedium ermittelt. Die Bestimmung der MHK ergibt das exakte Maß für die Empfindlichkeit eines Erregers gegenüber einem bestimmten Präperat. BASISSCHULUNG BRAMITOB® Antibiogramm/Resistenztestung Diese exakten Werte kommen aber unter artefiziellen Bedingungen zustande. Für die praktische Beurteilung des Wertes eines Antibiotikums ist nicht allein die MHK, sondern die Tatsache wichtig, ob im Serum eines Menschen überhaupt ausreichende Wirkspiegel erreicht werden können. BASISSCHULUNG BRAMITOB®
