ZELLBIOLOGISCHE ASPEKTE DER EXOTOXINE

ZELLBIOLOGISCHE
ASPEKTE DER
EXOTOXINE
Durch bakteriellen Exotoxine hervorgerufene
Krankheitsbilder. Schutzimpfungen
Ablauf einer Infektion
Adhärenz
Invasion
Etablierung
Schädigung
Adhärenz
Adhäsine- Fimbrien
Rezeptoren auf Zielzellen
Mannosesensitive/ Mannoseresistente
Rezeptoren
Organotropismus
Peristaltik kann die Bakterien nicht
wegschwemmen
Enzyme, Toxine werden in der Nähe der
Rezeptoren
Schädliche Wirkung wird mehr effektiv
Invasion
Infektionen ohne Invasion
Clostridium tetani
Vibrio cholerae
Invasion
Beweglichkeitsorganellen
Geiβeln
Shigella sp. Rearrangement der Aktinfasern
Enzyme
Hyaluronidase, Kollagenase, Elastase, Lipase, DNase
Phagozytoseinduktoren
Etablierung
Schutz vor der Wirtsabwehr 1.
Störung der Phagozytenfunktionen
S. aureus Fibrinogen Schutzschicht
Kapsel
Evasion aus dem Phagosom (L. monocytogenes)
Hemmung der Phagolysosomverschmelzung
Inaktivierung der intrazellulären
Abtötungsfaktoren (katalase)
Zerstörung der Leukozyten
Leukozidin S. aureus
Haemolysin E. coli
Lecithinase C. perfringens
Etablierung 2.
Hemmung der Antikörperwirkung
IgAasen N. gonorrhoeae
ProteinA S.aureus
Antigenvariationen
N. gonorrhoeae
B. recurrentis
Schädigung
Erreger schädigt der Wirt direkt
Durch intrazelluläre Vermehrung ( T. pallidum,
Chlamydien)
Durch Toxine (Exotoxine, Endotoxine)
Erreger induziert eine Entzündungsreaktion
Akute rheumatische Fieber (S.pyogenes)
Arthritis (Y.enterocolitica)
Toxine
Endotoxine
Von abtöteten GBakt.
LipidA
Hitzeresistent
Nicht gute Antigene
Kein Toxoid
Unspezifische
Wirkung
Exotoxine
Von viele
Bakterienarten
Proteine
Empfindlichkeit für
Hitze
Gute Antigene
Toxoid
Spezifische
Wirkungen
Exotoxine
Aktiv sezerniert
Nach dem Tod des Erregers freigesetzt
Tetanustoxin, Botulinustoxin
An der Bekterienoberfläche fixiert
Diphterietoxin
Kontaktzytolysin von Shigella
Lokal wirken, oder nach hämatogener
Verteilung
Exotoxine
Innerhalb des infizierten Wirtsorganismus
gebildet
Auβerhalb des lebenden Organismus gebildet
S.aureus Enterotoxin
B. cereus Enterotoxin
Botulinustoxine
Aspergillus flavus Aflatoxin
Lebensmittelvergiftung
Extrazellulär wirksame
Exotoxine
Wirken an der Zellmembran der Wirtszelle
Membranabbauende Toxine
Phospholipase C von C. perfringens
Lipidspaltung
Porenbildende Toxine –Zelluläre Tropismus
S. aureus α-Toxin
Thrombozyten, Monozyten, Endothelzellen
E. coli Hämolysin
Monozyten, PMG, Endothelzellen, NierenTubulusepithelzellen
Intrazellulär wirkende
Exotoxinen
Wirkung von A-Komponente
Proteasen
Botulinustoxine, Tetanustoxin
ADP- Ribosylierung
Elongationsfaktor 2
G-Protein
Botulinustoxin C2
Glykosylierung
Choleratoxin, Pertussistoxin, Botulinustoxin C3
Aktin
Diphtherietoxin, Pseudomonas-Exotoxin-A
C. difficile ToxinA
N-Glykosidase Spaltung
Shigatoxin, Shiga-like Toxin
Superantigene
Antigenunabhängi
ge Vernetzung
•
Poliklonale
Aktivierung der TZellen
•
Überproduktion
von Lymphokinen
(TNFα)
•
Endotoxin Wirkung
Lipid A komponente aus der äuβeren
Membran gramnegativer Bakterien
Sie gelangen ins Milieu beim Absterben der
Bakterienzelle
LipidA Rezeptoren
Monozyten/Makrophagen
Endothelzellen
Freizetzung IL-1,TNF-α, IL-6, IL-12
Granulozyten adhärieren an der Gefäβwand in
Herdnähe, und durchwandern
Endotoxinwirkung
Komplementaktivation C5a » chemotaktische
Wirkung auf PMKG
Gewebeschädigende Inhaltsstoffe werden aus
den PMKG freigesetzt
Freisetzung von Kininen
Vasodilatation
Permeabilitätsstörungen
Kontraktion der glatten Muskelfasern
Aktivierung der Blutgerinnung, Bildung von
Mikrothromben, störung der Mikrozirkulation
Verbrauchskoagulopathie, Schock,
Multiorganversage
Durch bakteriellen Exotoxine
hervorgerufene Krankheitsbilder
Gram+
S. aureus
S. pyogenes
C. diphtheriae
L. monocytogenes
B. anthracis
B. cereus
C. botulinum
C. tetani
C. difficile
Gasbrand Clostridien
Gram
E. coli
Enteritis Salmonellen
Shigella sp.
Vibrio cholerae
P. aeruginosa
C. jejunii
H. pylori
B. pertussis
S. aureus
Hämolysine » Membranschädigung
Leukozidin
Shädigen die Endigungen des N.vagus im Magen
Superantigene » IL2 Übelkeit, Erbrechung, Fieber
Exfoliatin A, B » Staph. Scalded Skin Syndr.
Zerstört PMKG und Makrophagen
Enterotoxine (A, B, C1, C2, C3, D, E) »
Nahrungsmittelintoxikationen
α- Hämolysin zerstört Erythrozyten und Phagozyten
β,γ,δ-Hämolysine zerstört Erythrozyten
Löst sich Stratum corneum vom Stratum granulosum
TSST
Superantigen
S. pyogenes
Streptolysin O (ohne Sauerstoff)
Erythrozyten, Körperzellen, Granulozyten
AST
Streptolysin S
Erythrozyten
Kein Ag
Erythrogene Toxine (Streptococcal pyrogenic
exotoxins)
β Prophag lisogenisiert
SPE- A, B, C
Scharlach
Superantigen Streptococcal TSS (SPE-A,C)
Listeria monocytogenes
Listeriolysin
Erzeugt Poren in der
Membran der
Phagosomen
Lebt frei in der
Zytoplasma
Polare aktinbindende
Protein
Bildet sich ein Schweif
aus Aktin, formt
Ausspültungen der
Wirtszelle, induziert die
Aufnahme durch die
Nachbarzelle
Breitet sich von Zelle zu
Zelle aus, ohne Kontakt
mit extrazellulären
Abwehrmechanismen
Corynebacterium diphtheriae
Diphtherietoxin
β Prophag
lisogenisiert
AB Toxin
Rezeptor für das DT.
ist der
heparinbindende
EpidermalWachstumsfaktorVorläufer
(Rachenepithel, Herz,
Nieren)
ADP-Ribosylierung
von EF2
Pseudomembran
Cäsarenhals
Diphtheriekrupp
Myokarditis
Nierenversagen
Bacillus cereus
Nahrungsmittelintoxikation
Emetisches Toxin (in Reis)
1-6 Stunde nach der Nahrung, Erbrechen
Diarrhoe Toxin
10-12 Stunde später, Bauschmerzen, wässrige
Durchfälle, Übelkeit
In Gemüse und Fleisch
Bacillus anthracis
Anthraxtoxin
Plasmidkodiert
3 Anteilen:
Ödemfaktor
Protektives Antigen
Letalfaktor
Clostridium botulinum
9 verschiedene
Neurotoxinen
•
A, B, C1, C2,
C3, D, E, F, G
•
Schlaffe
Lähmungen
•
Nahrungsmittelintoxikation
•
•
Wundbotulismus
Säuglingsbotulismus
•
Clostridium tetani
Tetanospasmin
Erreicht entlang den Nervenbahnen, hämatogen
die Vorderhornzellen der grauen Subtanz des
Rückenmarks
Spaltet Syneptobrevin
die Freisetzung der Neurotransmitter (Glycin,
GABA) durch Exozytose gestört ist
Unkontrollierte Aktivierung der alphaMotoneuronen und zu tonischen (andauernden)
und klonischen (zuckenden) Verkrampfungen
Clostridium perfringens
Zahlreiche Toxine (α-ι)
Membranschädigung
α- Toxin » Lezitinase
β-Toxin » Porenbildung
Gasbrand, Myonekrose
Intestinale Infektionen (Darmbrand)
Clostridium difficile
Antibiotika-assoziierten Kolitis
Nosokomiale Infektionen
Toxine
A Toxin » Enterotoxin
B Toxin » Zytotoxin
Fieber mit blutigen Durchfallen, krampfartigen
Bauchschmerzen
Pseudomembranöse Kolitis
Shigella dysentheriae, flexneri,
boydii, sonnei
Shiga Toxin (2 Komponente)
Zytotoxisches Protein (EHEC)
Enterotoxische Komponente (EIEC)
Enterotoxine
Hypersekretion von Flüssigkeit
Hypersekretion
Ruhr
Bauchschmerzen, Diarrhö, Fieber
Wäβrig, schleimig, blutig Stuhl
Vibrio cholerae (ETEC)
Choleratoxin
AB Toxin
A1 ribosyliert das Regulatorprotein G der
Adenylatzyklase
Daueraktiviert Adenylatzyklase vermehren cAMP
Na+ Rückresorption wird gehemmt
Chlorid, Bikarbonat und Kalium werden sezerniert
Reiswasserartige Durchfälle
Flüssigkeitsverlust, Exsikkose, hypoton Schock,
Tod
E. coli
Fakultativ pathogene Stämme
Hämolysine
Obligat pathogene Stämme
(EPEC ( kein Toxin), Adhärenz schädigt den
Bürstensaumsstruktur)
EAggEC
ETEC
LT(Hitzelabil) Choleratoxin Homolog
ST(Hitzestabil) aktiviert Guanilatzyklase
EIEC
Enterotoxin, Hämolysin
Shigella Enterotoxin
EHEC
Shigatoxin
Hämolysin
Enteritis Salmonellen
3 Exotoxine
Salmonella Enterotoxin
Salmonella-Zytolysin
Verursacht Sekretion von Cl- und Na+, damit
Flüssigkeit
Auflockerung der Mukosa
Salmonella-Zot-like Toxin (zonula occludens)
Erhöht die Permeabilität
P. aeruginosa
ExotoxinA
Ribosylierung des EF2
Hemmung der Proteinsynthese
Campylobacter jejunii
Enterotoxin
Zytotoxin ist serologische ähnlich mit Shigatoxin
Krankheiten
Durchfall
(Guillain-Barré Syndrom
Segmentale Demyelinisierung
Axonale Degeneration
Peripheren überwiegend motorischen Polyneuropathie
Antikörper gegen LPS von C.j. kreutzreagiert mit
Myelinganglioside)
Helicobacter pylori
Zytotoxin VacA-Toxin
Ulkusentstehung
Bordetella pertussis
Pertussis toxin
Lymphocytosis Promoting Faktor
Sensibilisiert den makroorganismus gegenüber Histamin
Verstärkt Insulin-Sekretion, hervorruft Hypoglikämie
Adenilat-Zyklase Toxin
ADP-Ribosyl-Transferase
ribosyliert G-Proteine, hemmt Signalübertragung
Induziert einen Ansteig von cAMP in Granulozyten, Makrophagen,
Lymphozyten
Hemmt Phagozytose, andere Immunreaktionen
Tracheales Zytotoxin
Zyliostase
Schädigung der zilientragenden Zellen
Dermonekrotisches Toxin
Schutzimpfungen
obligatorisch
freiwillig
BCG
DTPa-IPV-HIb
alterstuf
0-6. Woche
PCV
DTPa-IPV-HIb
2. Monat
3.Monat
DTPa-IPV-Hib
PCV
4.Monat
MMR
PCV
15.Monat
DTPa-IPV-HIb
18.Monat
DTPa-IPV
6.Jahr
DTPa
11.Jahr
MMR
11.Jahr
Hepatitis B
13.Jahr