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Protozoen als Krankheitserreger Portfolio: Verfasser: Kulac Cengiz Betreuungslehrer/Beurteiler: Prof. Kals Jahr/Klasse: 2003/5C Inhaltsverzeichnis 1. Vorwort ................................................................................................................................3 2. Übersicht über die Mikroorganismen als Erreger von Infektionskrankheiten ................................................................................4 3. Protozoen .............................................................................................................................5 3.1. Allgemein ..........................................................................................................................5 3.2. Gruppen ............................................................................................................................5 3.2.1. Flagellaten .......................................................................................................................5 3.2.2. Rhizopoden .....................................................................................................................6 3.2.3 Sporozoen ........................................................................................................................6 3.2.4 Ciliaten .............................................................................................................................6 3.3. Der Unterschied zu Metazoen .........................................................................................7 4. Krankheiten .........................................................................................................................7 4.1. Malaria ..............................................................................................................................7 4.1.1. Allgemeines ................................................................................................................................ 7 4.1.2. Arten ...............................................................................................................................8 4.1.3. Lebenszyklus des Erregers und Krankheitsverlauf .........................................................9 4.1.4. Prophylaxe u. Therapie ...................................................................................................9 4.2. Schlafkrankheit ................................................................................................................10 4.2.1. Allgemeines ....................................................................................................................10 4.2.2. Arten ...............................................................................................................................10 4.2.3. Lebenszyklus und Krankheitsverlauf..............................................................................11 4.2.4. Prophylaxe und Therapie ................................................................................................11 4.3. Weitere Krankheiten .......................................................................................................11 4.3.1. Toxoplasmose .................................................................................................................11 4.3.2. Amöbenruhr ....................................................................................................................11 5. Quellen .................................................................................................................................12 Cengiz Kulac Kl: 5C 2003 -3- Vorwort Warum habe ich gerade dieses Thema gewählt ? Ich finde sehr interessant über das Thema zu recherchieren. Manch einer würde bei diesem Thema lauthals anfangen zu lachen, denn Einzeller sind nicht gerade immer sehr spannend. Das stimmt auch zum Teil, denn diese Lebewesen sind nur indirekt interessant, jedoch sobald man von Malaria oder der Schlafkrankheit spricht (Einzeller sind die Erreger dieser Krankheiten) spitzt jeder die Ohren. Außerdem habe ich dieses Thema gewählt, da mich alles Kleine anspricht, egal ob es nun in den Bereich der Quantenphysik oder in den Bereich der Mikrobiologie fällt. Denn der, der die Basis aller Dinge (Atome, Bakterien, Zellen) kennt, sieht das Universum nicht als Wirrwarr sondern als Landkarte. Alles lässt sich dann wie ein Buch lesen, das Komplizierte wird zum Komplexen .- Genug philosophiert. Das Schwerste an der Arbeit war Textverarbeitung und Formatierungen und ein geeignetes Titelphoto zu finden. Das Leichteste beim Erarbeiten des Themas war das recherchieren, es gab genug Unterlagen. Ich hätte wohl noch gerne mehr über das Thema Malaria und Schlafkrankheit geschrieben, aber die Vorlage für die Textmenge hatte es mir nicht gestattet. Das soll keine Kritik an den Portfoliokriterien sein, aber persönlich würde ich es anders gestallten. Dennoch nehme ich die Vorlagen hin, aber liebgewonnen habe ich sie nicht. Außerdem möchte ich jedem dafür danken, der mich zu diesem Thema überredet hat. In diesem Sinne wünsche ich jedem, der dieses Portfolio liest, angenehmes lesen und das er/sie sich angesprochen fühlt. Cengiz Kulac Kl: 5C 2003 -4- 2. Überblick über die verschiedenen Mikroorganismen als Erreger von Infektionskrankheiten Es gibt sechs verschiedene Gruppen von Mikroorganismen, nämlich Viren, Bakterien, Protozoen, Rickettien, Prionen u. Pilze. wesen; Prionen sind Proteinstäbchen; Bakterien u. Rickettien sind Eukaryonten; Protozoen sind einzellig; Pilze sind vielzellig. Diese Gruppen weisen kaum Ähnlichkeiten auf, denn Viren sind keine Lebe Erreger Wirkungsweise, Bschreibung Protozoen Diese Erreger sind Einzeller ,,TITELTHEMA’’ und leben parasitär. Sie bewohnen Darm, Blut u. Gewebe wodurch Infektionen hervorgerufen werden können Bakterien Sie stören den Stoffwechsel u. vergiften durch abgesonderte Stoffe (Toxine) und zerstören Gewebe Pilze Pilze leben parasitisch und siedeln sich im Körpergewebe an, vor allem auf der Haut Prionen Prion- Theorie nach Prusiner (1982):Prionen sind veränderte Proteine und dadurch eine neue Form von Erregern, da sie keine DNA besitzen Rickettien Diese Art von Erreger sind den Bakterien nahe stehende Lebewesen und leben in Parasiten (z.B.: Zecken , Milben, Läusen, Flöhen) Viren Cengiz Kulac Vermehrung Krankheiten Längsteilung (ungeschlechtlichasexuell) Schlafkrankheit, Malaria Amöbenruhr, Toxoplasmose Geschlechtlich Cholera, Diphterie, Tetanus, Typhus, Ruhr, Tuberkulose (TBC) Asexuell Unbekannt Teilung Viren dringen in Zellen ein Durch Manipulation der und ändern deren Stoff DNA der Wirtszelle wechsel, dadurch können Vi- produziert diese Virusren sich vermehren. eiweiß, wodurch sich die Zelle selbst zerstört. Kl: 5C Hautpilzerkrankungen, Soor, Geschlechtskrankheiten hervorgerufen durch Candida- Pilze BSE ,Traberkrankheit Creutzfeldt- Jakob Fleckfieber AIDS, Hepatitis (A-G) Kinderlähmung, Grippe, Masern, Mumps, FSME, Gelbfieber, Herpes, Ebola, Maul- und Klauenseuche 2003 -5- 3. Protozoen 3.1. Allgemein 3.2. Gruppen Protozoen (Einzeller) gehören zu den Eu- 3.2.1. Flagellaten karyonten. Wie das deutsche Wort schon sagt, sind es einzellige Lebewesen. Allerdings sind sie alles andere als nur eine Zelle, denn im Gegensatz zu Körperzellen müssen Protozoen sich von etwas ernähren und müssen daher Nahrung aufnehmen, egal ob autotroph oder heterotroph. Hier wird die Grenze zwischen Tier und Sie besitzen Organellen, wie Mitochond- Pflanzenreich gezogen, denn Flagellaten rien oder einen Zellkern. Protozoen sind ernähren sich sowohl autotroph wie auch Überlebenskünstler. Sie leben auch para- heterotroph. Außerdem gibt es auch Fla- sitisch oder in Symbiose. Als Parasiten gellaten sind sie Krankheitserreger Es gibt Tau- (Zooflagellaten) oder nur autotroph (Phy- sende Sie toflagellaten) ernähren. Sie tragen eine verteilen sich überall auf der Welt und oder mehr Geißeln. Flagellaten vermeh- man kann sie überall vorfinden ob in der ren sich durch Längsteilung. Die Meisten Drecklacke oder im Menschen. Die Einen ihrer Art leben parasitisch wie zum Bei- sind harmlose Tierchen die anderen kön- spiel Trypanosomen und Leishmanien. nen wiederum tödliche Erreger von Krankheiten wie Kala Azar (Milz wird Krankheiten sein. Protozoen teilen sich in vergrößert, vier Gruppen auf: Schlafkrankheit oder Orientbeule (Ge- verschiedene Klassen Flagellaten Protozoen. Deutsche Bezeichnung Beispiel für Krankheitserreger Geißeltiere Trypanosomen die sich nur Fieberschübe, heterotroph Anämie); schwüre) oder auch die Chagas-Krankheit wird durch Flagellaten hervorgerufen. 3.2.2 Rhizopoden Rhizopoden Wurzelfüßer Amöben Sporozoen Sporentierchen Plasmodien Amöben sind durch Scheinfüßchen ge- Cilliaten Wimperntierchen Balantiden kennzeichnet. Es fehlt ihnen eine feste Außenschicht, daher können sie ihren Cengiz Kulac Kl: 5C 2003 -6Körper stark verändern. Der Körper ist im Prinzip ein Schleimklümpchen, der wurzelähnliche Fortsätze besitzt. Die ständige Veränderung der Amöbe dient zur Fortbewegung und zur Nahrungsaufnahme. Amöben vermehren sich ebenfalls durch Teilung. Bei schlechten Lebensbedingungen bilden sie Zysten, sie kapseln sich ein. Amöben leben meist dort, wo es Wasser gibt, im Süßwasser, im Meer und im feuchten Boden. 3.2.4. Ciliaten Viele Amöben leben als Symbionten im Darm höherer Tiere, wie auch beim Menschen. Allerdings gibt es eine Art, die Amöbenruhr hervorruft. Amöbenruhr ist eine chronische Darmerkrankung. Sie besitzen meist zahlreiche Wimpern (daher Wimpertierchen), die oft zusammen kleben. Auffallende Merkmale bei Ciliaten sind: 1. das sie zu meist zwei Zellkernarten (bezeichnet mit dem soge3.2.3. Sporozoen nannten Kerndualismus) besitzen: einen vegetativen Großkern (Makro-nucleus) Diese Protozoengruppe lebt parasitisch. und einem kleinen Ge-schlechtskern (ge- Sie vermehrt sich sowohl asexuell als nerativen auch sexuell. Plasmodien, die Erreger Befruchtung erfolgt durch Kopie eines von Malaria und Toxoplasmen, die Erre- Wanderkerns, es gibt keine Geschlechter. Mikro-nucleus). 2. ger von Toxoplasmose gehören zu dieser Gruppe. Cengiz Kulac Kl: 5C 2003 die -73.3. Der Unterschied zu den Metazoen Einzeller allein keine Arbeitsteilung von Zellverbänden oder von Gewebe über- Es lässt sich schwer erahnen wie aus Pro- nehmen. Allerdings sind bei manchen tozoen Metazoen wurden. Im Gegensatz Protozoen Ansätze von Vielzelligkeit besitzen die Protozoen keine Organe son- bzw. Zellkolonien erkennbar. dern Organellen. Außerdem kann ein 4. Krankheiten 4.1. Malaria 4.1.1. Allgemeines 1880 wurde der Malariaerreger von Charles Louis Alphonse Laveran entdeckt. Neben Aids und Tuberkulose (TBC) zählt Malaria zu den schlimmsten Seuchen. Die Erreger von Malaria sind Plasmodien, diese zählen zur Klasse der Sporozoen, werden durch einen Stich der Anopheles-Mücke übertragen und gelanCengiz Kulac Kl: 5C 2003 -8gen dadurch in den menschlichen Blut- Schüttelfrost und hohes Fieber und Fie- kreislauf. Jährlich erkranken zwischen berschübe im 48 Stunden Takt. 50 % aller 300 und 500 Millionen Menschen an Ma- Malaria Infizierten tragen diese Art mit laria in den Tropen und Subtropen und sich, 90 % der Todesfälle macht Plasmo- bis jetzt konnte kein effektives Medika- dium falciparum aus. Die Inkubationszeit ment gegen Malaria erprobt werden. liegt zwischen 8 und 15 Tagen. Der Erre- Allerdings sind Reisende sogar weniger ger ist in sämtlichen Tropen und Sub- betroffen, da diese genügende Vorbeu- tropenregionen aufzufinden. gemöglichkeiten haben. Es gibt allerdings B) Plasmodium vivax ein großes Restrisiko, da es ja keine Er ist zu meist nicht direkt lebensbedroh- 100% Prophylaxe gibt. lich. Es setzen ebenfalls Fieberschübe in 48-stündigem Abstand ein, aber uncha- 4.1.2. Arten rakteristisches Initialfieber. Die Inkubationsdauer liegt zwischen 12 und 20 Es gibt vier verschiedene Arten des Erre- Tagen. Die Latenzperiode kann bis zu 38 gers von Malaria: Tage andauern und es kann 8 Jahre nach A) Plasmodium falciparum der Erstinfektion zu einer erneuten Er- Diese Art des Erregers ist die gefährlichs- krankung führen. Der Erreger ist für 40% te Variante, bei einer Infektion besteht aller Erkrankungen verantwortlich. Das akute Lebensgefahr. Das zeigt sich durch Hauptverbreitungsgebiet ist in Asien. Cengiz Kulac Kl: 5C 2003 -9C) Plasmodium malariae durch eine Mücke werden die Plasmo- Die Inkubationszeit ist 18 bis 20 Tage. dien aufgenommen und in der Mücke Der Erreger kann, wenn er unbehandelt vermehren sich Plasmodien geschlecht- bleibt bis zu 30 Jahre in der Leber über- lich und damit beginnt der Zyklus von dauern, dadurch besteht die Gefahr einer neuem. Neuinfektion. Plasmodium malariae ist für 7 % aller Krankheitsfälle verantwortlich. Die häufigste Ansteckungsursache ist die Übertragung durch Blutkonserven D) Plasmodium ovale. Die Inkubationsperiode ist 11 bis 16 Tage. Merkmal sind Fieberschübe im Abstand von 72 Stunden. Weniger als 1 % der Infektion macht Plasmodium ovale aus. 4.1.3. Lebenszyklus und Krank- Infizierte rote Blutkörperchen heitsverlauf Mit dem Stich eines durch Malaria Blutkörperchen Anopheles- infizierte rote Weibchens (Mücke) gelangen die Plasmodien in das Blut des Menschens, diese 4.1.4. Prophylaxe und Therapie arbeiten sich dann in die Leber vor und vermehren sich dort unbemerkt. Die Inkubationszeit ist dann beendet, wenn sich die Plasmodien erneut in den Blutkreislauf ergießen und in die Erythrozyten eindringen und das Hämoglobin abbauen. Die Folge sind dann Fieberschübe, wenn die Erreger gleichzeitig die aufgebrauchten Erythrozyten verlassen und dann neue befallen. Nachdem dieser Vorgang des öfteren geschehen ist, bilden sich Geschlechtsformen aus und bei einem erneuten Stich Cengiz Kulac Für Reisende gibt es mehrere Medikamente zur Prophylaxe, diese sind aber nicht immer sicher. Vorbeugende Impfstoffe gegen Malaria gibt es nicht. Allerdings gibt es mehrere Therapiemöglichkeiten. Die meisten aller Therapiemöglich- keiten beruhen noch immer auf Medikamenten, die in der ersten Hälfte des 20. Jhd. entwickelt wurden. Zum Beispiel fand 1934 Bayer-Forscher Dr. Hans Andersag einen Malaria Wirkstoff aus Kl: 5C 2003 - 10 dem ,,Süßen Wermut’’ (Artemisia an- 4.2. Schlafkrankheit nua) Es gibt natürlich viele Wirk-stoffe, zum Beispiel: 4.2.1 Allgemeines A) Chinin und Derivate 1820 isolierten 2 Franzosen aus der Rin- Oft wird diese Krankheit mit Malaria de des ,,Chinarindenbaumes’’ diesen verwechselt, diese Krankheiten unter- Wirkstoff, das Alkaloid Chinin. Dieser scheiden sich aber grundlegend, denn die Wirkstoff wurde teilweise in den 30er- Erreger der Schlafkrankheit, Trypano- Jahren verwendet, heute wird er wieder somen, gehören zu den Flagellaten, und verwendet und in Kombination ver- Plasmodien zu den Sporozoen. Außer- abreicht, aus einem einfachen Grund, die dem wird die Schlafkrankheit von der Erreger werden resistent. Tsetsefliege übertragen und Malaria wie B) Artemesinin und Derivate schon oft erwähnt von der Anopheles- Es wird aus dem Süßem Wermut ge- Mücke. wonnen und dieser wird seit Jhd. in China gegen Fieber genutzt. In China 4.2.2. Arten wurde 1972 ein Wirkstoff (Sesquiterpenlacton Artemisinin) isoliert der gegen Von Trypanosomen gibt es zwei Arten Malaria zur Wirkung kommt. Dieser nämlich Trypanosoma brucei gambiense Wirkstoff ist nicht zu Gänze erforscht. und T. brucei rhodesiense. Sie sind beide C) Folsäureantagonisten unterschiedlich Diese Substanz ist im Zweiten Weltkrieg Krankheitsverlauf von den Briten gegen Malaria eingesetzt schnell. Beim ersteren Fall tritt der Tod worden. In den 70er Jahren wurde daran in ohne Behandlung nach einem halben Jahr Afrika geforscht. In Afrika werden noch ein und diese Art ist in Westafrika anzu- immer Kombinationen basierend auf die- treffen. Bei dem T. brucei rhodesiense ser Forschung verabreicht. kann der Tod erst nach Jahren eintreten D) Antibiotika und dieses Flagellat ist in Ostafrika be- Antibiotika hemmen die Proteinsynthese heimatet. in den Erregern. Es werden zum Beispiel verschiedenen Glossinas (Tsetse-fliege) Antibiotika wie Tetracyclin und Doxycyc- übertragen. T. b. gambiense wird von lin angewendet. Glossina palpalis und Gl. tachinoides und Die lokalisiert ist Arten und der unterschiedlich werden von T. b. rhodesiense von Gl. morsitans. Cengiz Kulac Kl: 5C 2003 - 11 4.2.3. Lebenszyklus und 4.3. Weitere Krankheiten Krankheitsverlauf 4.3.1. Toxoplasmose Durch das Blutsaugen der Tsetse-Fliege gelangt der Erreger, der sich im Speichel Toxoplasmen sind die Erreger dieser der Fliege befindet in den menschlichen Krankheit und gehören der Klasse der Blutkreislauf. Zu diesem Zeitpunkt sind Sporozoen an. Es ist sehr schwer diese die Trypanosomen nicht infektiös. Sobald Krankheit zu diagnostizieren, da vorerst der Erreger ins Blut gelangt ist, wandert keine Symptome zu erkennen sind. Selten dieser in den Darm und in die Bauchspei- schwellen die Lymphknoten an und man cheldrüse(Pankreas). Dort er-langen sie kann Bronchitis, Durchfall usw. bekom- erst durch Zweiteilung die infektiöse men. Bei schwangeren Frauen kann es Wirkung Die Krankheit betrifft das Im- bei einer Erstinfektion zu Totgeburten munsystem Lymphatische bzw. zu Fehlgeburten oder auch zu Miss- System. Es treten Entzündungsreaktionen bildungen des Gehirns und der Netzhaut in verschiedenen Organen auf. Wie z.B. beim Fötus kommen. Der Erreger gelangt im Herz und im ZNS (Zentrales Nerven- über Haustiere und durch das Essen roher system ,Rückenmark und Gehirn). Durch tierischer Produkte in den Menschen. und das eine Entzündung der Herzwand kann sie zum Tod führen. 4.3.2 Amöbenruhr 4.2.4. Prophylaxe und Therapie Amöbenruhr wird wie in dem Wort enthalten von Amöben verursacht. Die Im frühen Stadium der Krankheit wird Übertragung dieser Krankheit erfolgt Suriamin veabreicht. Sobald der Erreger über schmutziges Trinkwasser und unge- in die Gehirnhäute vordringt, wird Eflor- waschenes Obst und Gemüse. Der Erre- nithin verwendet. Der Erfolg hängt von ger zerstört die Darmschleimhaut und die einer möglichst frühzeitigen Therapie ab. Folge davon ist Durchfall. Die Mittel wirken oft nicht und durch massive Entzündungsreaktionen kann die Schlafkrankheit tödlich verlaufen. Prophylaxe gibt es nicht. Cengiz Kulac Kl: 5C 2003 - 12 - 5. Quellenverzeichnis 1.) Frank, Werner/Lieder Johannes: Taschenatlas der Parasitologie. Stuttgart: Kosmos, 1986. 2.) Gschöpf, Sibylle: Erlebnis Natur. 2. Aufl. Bd. 2 Wien: Pädagogischer Verlag, 1997. 3.) Unger, Beatrix/Richter Margot: Biologie und Ökologie. Bd. 1. Linz: Trauner Schulbuch Verlag, 1999. 4.) Rietschel, P./Rohde ,K.: Die einzelligen Tiere. In: Grzimeks Tierleben. Niedere Tiere. Dr. Dr. H. C. Benhard Grzimek u.a.. Bd. 1. München: dtv, 1976. 5.) Falke, D./H. Hahn u.a.: Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. Aufl. Berlin: 2001. 6.) Springer, Heiner u.a.: Süßer Wermut bringt Hoffnung. In: research (Das BayerForschungsmagazin). Ausgabe 14. Okt. 2002. S. 74f. 7.) GlaxoSmithKline Pharma GmbH (2002). Malaria. Online im Internet: URL: http://www.malaria.at/ [Stand: 15.4.2003] 8.) Boeringer Ingelheim Pharma GmbH: Malaria. Online in Internet: URL: http://www.medworld.de/[Stand: 14.04.2003]. 9.) Dr. Schauer, Christian u.a.: Malaria. Online in Internet: URL: http://www.med. at/search.php [Stand: 13.04.2003]. 10.) Ahlheim, Karl-Heinz: Der Mensch und seine Krankheiten. 5. Aufl. Mannheim.: Mayers Lexikonverlag, 1994 (= Wie funktioniert Das?). 11.) Hirsch-Kaufmann, Monica u.a.: Biologie für Mediziner und Naturwissenschaftler. 3. Aufl. Stuttgart: Georg Thieme Verlag, 1996. Cengiz Kulac Kl: 5C 2003
