Die Immunologische Seite von Infektionskrankheiten Wo haken
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Die Immunologische Seite von Infektionskrankheiten Wo haken Kräuter und Co ein? camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Die Immunologische Seite von Infektionskrankheiten 1. Aufbau und Aktivierung des Immunsystems 2. Pflanzen, die das Immunsystem unterstützen 3. Entgleisungen des Immunsystem am Beispiel Lunge (Asthma, COB) 4. Pflanzen, die diese Entgleisungen positiv beeinflussen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem NK M0 Körperoberfläche unspezifisches, angeborenes IS Haut Schleimhaut DC Lymphbahnen naïve B und T Zellen Lymphknoten spezifisches, erworbenes IS Blutbahn mit • Granulozyten, • Komplementsystem Knochenmark mit Vorläuferzellen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem Erkennung von Pathogenen Erkennen von Erregern über spezifische Rezeptoren Viren: TLR3, TLR7, TLR9 Bakt: TLR2, TLR4, TLR5, TLR6, TLR9 Dendritische Zelle DC camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem – Bedeutung der Zytokine Körperoberfläche NK M0 unspezifisches IS angeborenes IS Haut Schleimhaut DC Zytokine Lymphbahnen Lymphknoten naïve B und T Zellen spezifisches IS erworbenes IS camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem Bedeutung der Zytokine Produktion von Zytokinen intrazelluläre Erreger Viren oder Bakterien TNF intrazelluläre Bakterien IL-12 extrazelluläre Bakterien, Parasiten IL-4 Viren IFN, Dendritische Zelle DC camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem – Aktivierung von Lymphozyten NK M0 Körperoberfläche unspezifisches, angeborenes IS DC Lymphbahnen naïve B und T Zellen Lymphknoten spezifisches IS erworbenes IS camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystems Aktivierung von Lymphozyten Antigen-Präsentation Antigen MHC Dendritische Zelle DC camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem Körperoberfläche aktivierte B- und TLymphozyten NK M0 DC Lymphbahnen naïve B und T Zellen Lymphknoten spezifisches IS erworbenes IS camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem Effektorzellen Intrazell Virus Bakt Extrazell NK B Pathogen CTL Th1 Th1 B Th1 B Zelluläre Immunität Intrazelluläre Pathogene: Viren, Bakterien Th2 Th2 Th2 Humorale Immunität Extrazelluläre Pathogene: Bakterien, Parasiten, Pilze camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem virale Infektion Körperoberfläche CTL CTL IFN M0 CTL Virus CTL NK B und T Zellen CTL NK Johanniskraut Hypericum perforatum Grundmann et.al. TNF Lymphknoten Sonnenhut Echinacea purpurea (Yin et.al. Benson et.al.) camvet Jahrestagung 2014 Ingwer Zingiber officinale Ueda et.al. Sabine Vollstedt Das Immunsystem Pulver Pfd: 20 g / 500 kg Hd: 0.3 g / 10 kg Sonnenhut Echinacea purpurea Johanniskraut Hypericum perforatum Presssaft Pfd/Rd: 30 bis 40 ml / 500 kg Schw, Schf, Zg: 8 – 12 ml / 100 kg Kleintiere: 1 – 2 ml / 10 kg Pulver Pfd: 5 – 20 g Rd: 10 – 60 g Schw, Schf, Zg: 1 – 8 g Hd: 0.5 – 1 g camvet Jahrestagung 2014 Öl Pfd/Rd: 70 Tropfen / 500 kg Schw, Schf, Zg: 20 Tropfen / 100 kg Kleintiere: 3 Tropfen / 10 kg Sabine Vollstedt Das Immunsystem Ingwer (Aichberger et al) Großer Wiederkäuer Pferd kleiner Wiederkäuer Schwein Kleintier/Geflügel 15,0-25 g/500 kg KGW/Tag 15,0-25 g/500 kg KGW/Tag 4,0-8,0 g/ 100 kg KGW/Tag 4,0-8,0 g/ 100 kg KGW/Tag 0,7-1,5 g/ 10 kg KGW/Tag Appetitsteigerung, Dyspepsie, Reiseübelkeit camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem intrazelluläre bakterielle Infektion Körperoberfläche Th1 Th1 IL-12 M0 NK NK Intrazell Bakt IFN cDC Th1 B und T Zellen Lymphknoten Th1 Th1 Th1 Sonnenhut Echinacea purpurea Yin et.al., Benson et.al. camvet Jahrestagung 2014 Grüntee Camellia sinensis Heo et.al. Knoblauch Allium sativum Dong et.al. Sabine Vollstedt Das Immunsystem Knoblauch Dosierung: empfohlene Tagesdosis Tier frischer Knoblauch: großer Wiederkäuer 20,0-30,0 g Pferde 20,0 g Fleischfresser, Ferkel, Kaninchen, Geflügel 4,0 g Eine Knoblauchzehe wiegt zwischen 3-8 g, eine Knoblauchknolle durchschnittlich 60 g. camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem 1 TL Blätter auf 1/5 L Wasser (kann auch stärker konzentriert sein) Grüntee Camellia sinensis Hd: ½ Tasse 1 – 2 mal täglich Ktz: 1 TL 1 – 2 mal täglich Pfd, Rd: 1 – 1.5 L Schw, Schf, Zg: 0.5 L anregende Wirkung: bis 3 min ziehen lassen weniger anregend: mind. 10 min ziehen lassen Grüntee nicht mit kochendem Wasser übergiessen nicht bei Magengeschwüren geben camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Immunsystem extrazelluläre Infektion Körperoberfläche Th2 B Extrazell B IL-4 M0 NK Th2 Bakt B IL-10 Zimtrinde Kwon et.al. cDC B und T Zellen Lymphknoten Knoblauch Allium sativum Dong et.al. camvet Jahrestagung 2014 Sonnenhut Echinacea purpurea Yin et.al. Benson et.al. Sabine Vollstedt Das Immunsystem extrazelluläre Infektion Zimtrinde Zimtrinde des Stammes Cinnamomi cortex / Rougui • süss, bitter und heiss • wirkt innen • Infekten mit blass-bläulichen SH und Kälte • schwacher Puls Zimtrinde der Zweige Cinnamomi ramulus/ Guizhi • scharf, süss und warm • wirkt mehr aussen • beginnende Infekte mit bläulich oder rötlichen SH und Kälte • kräftiger Puls Hd: 2 – 5 g Ktz: 0.5 – 1 g Pfd, Rd: 25 – 30 g Schw, Schf, Zg: 5 – 10 g camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Beeinflussung des Immunsystems durch Phytotherapeutika Capsicum oleoresin heiss, scharf Knoblauch Kurkuma warm, scharf neutral, bitter, scharf 1. Dietary plant extracts improve immune responses and growth efficiency of pigs experimentally infected with porcine reproductive and respiratory syndrome virus. Liu Y, Che TM, Song M, Lee JJ, Almeida JA, Bravo D, Van Alstine WG, Pettigre JE, J Anim. Sci. 2013 2. Dietary plant extracts alleviate diarrhea and alter immune responses of weaned pigs experimentally infected with a pathogenic Escherichia coli. Liu Y, Song M, Che TM, Almeida JA, Lee JJ, Bravo D, Maddox CW, Pettigrew JE, , J Anim. Sci. 2013 Ingwer warm, scharf Kurkuma neutral, bitter, scharf Boosting of nonspecific host response by aromatic spices turmeric and ginger in immunocompromised mice. Chakraborty B, Sengupta M, Cell Immunol. 2012 camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Beeinflussung des Immunsystems durch Chinesische Kräuter Astragalus membranaceus Huang Qi warm, süss Effect of Astragaloside and β-elemene on the immune function of dendritic cells in mice. Lin L, Shen H, Wang LX, Southeast University: Medical Sciences 2011 Angelica sinensis Dang Gui warm, süss, scharf Angelica sinensis modulates immunohematopoietic response and increases survival of mice infected with Listeria monocytogenes. Queiroz ML, Torello CO, Constantino AT, Ramos AL, Queiroz JdeS, J Med Food 2010 camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Zusammenfassung Pathogene Viren intrazellulär IL-12 IFN Th1 CTL TNF IFN Zelluläre Abwehr extrazellulär IL-4 Th2 IL-4 IL-10 Humorale Abwehr camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Das Yin und Yang einer Immunantwort Allergie IFNγ IL-4 Intrazell Bkt Extrazell Th1 Th1 Th1 Th2 Th2 Bkt IL-12 Autoimmunerkrankung Th2 IL-4 B B B B B B B Pollen Staubpartikel Immunologie der Lunge Chronische Rhinitis und chronisches Asthma Hoher IgE-Titer humorale Immunantwort IL-4 Th2 Geringer IFN-Titer IL-4 IL-10 TGF Basophile und Mastzellen B •Hyperplasie und -trophie der glatten Muskelzellen und Drüsen •Verengung der Luftwege und Schleimproduktion •Fibrose Mastzellen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Immunologie der Lunge Chronisches Asthma Pollen Staubpartikel Th1 Grüntee (Camellia sinensis) Heo et.al. IFN IL-4 Th2 IL-4 IL-10 TGF Färberwaid (Isatis tinctoria) Brattström et.al. B •Hyperplasie und -trophie der glatten Muskelzellen und Drüsen •Verengung der Luftwege und Schleimproduktion •Fibrose Mastzellen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Pollen Staubpartikel Immunologie der Lunge Chronisches Asthma gealteter Knoblauch (Allium sativum) Zare et.al. IL-4 Th2 IL-4 IL-10 TGF Ingwer (Zingibera officinale) Ahui et.al. B •Hyperplasie und -trophie der glatten Muskelzellen und Drüsen •Verengung der Luftwege und Schleimproduktion •Fibrose Mastzellen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Pollen Staubpartikel Immunologie der Lunge Chronisch-obstruktive Bronchitis TNF Bronchiolitis mit CTL und M0 Emphysem IL-12 Th1 IFN IL-4 Th2 hpts. zelluläre Immunantwort IL-4 IL-10 TGF B •Hyperplasie und -trophie der glatten Muskelzellen und Drüsen •Verengung der Luftwege und Schleimproduktion •Fibrose Mastzellen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt intrazelluläres Pathogen extrazelluläres Pathogen Immunologie der Lunge Chronisch-obstruktive Bronchitis TNF Eukalyptusöl Sadlon et.al. IL-12 IL-4 Th1 Th2 IFN IL-4 IL-10 B CTL Teebaumöl Golab et.al. CTL camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Immunologie der Lunge Chronisch-obstruktive Bronchitis Eukalyptusöl Teebaumöl Inhalation Hd/Ktz: 0.25 ml / 2.5 L 2 – 3 x tägl. für 5 – 10 min Pfd: 1 ml auf 10 L 2 – 3 x tägl. für 5 – 10 min nicht bei Jungtieren Inhalation Hd: stark verdünnen (ca. 1/1000 oder mehr) Ktz: Vergiftungsgefahr!!! Pfd: einige Tropfen auf 1 Eimer Wasser nicht bei Jungtieren camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Immunologie der Lunge Chronisch-obstruktive Bronchitis intrazelluläres Pathogen extrazelluläres Pathogen TNF IL-12 Th1 IFN IL-4 Th2 Isländisch Moos Freysdottir et.al. IL-4 IL-10 Teeaufgüsse und Abkochungen Hd: 2 – 5 g Schw: 10 – 20 g Schf, Zg: 20 – 80 g Pfd: 15 – 100 g Rd: 30 – 150 g B camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Immunologie Die Kunst des Gleichgewichts camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Die Kunst des Gleichgewichts beim Fieber und im Darm camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Immunologisches Gleichgewicht bei der Temperaturregulierung Fieber: Ein Grund für NSAID und Antibiotika? Fieber bewirkt: • erhöhte Leukozytenmobilisierung • erhöhte Phagozytose • verminderte Endotoxineffekte • erhöhte T-Zellproliferation camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Fieber: Ein Grund für NSAID und Antibiotika? Fieber Ursache • exogene Pyrogene (Virulenzfaktoren) von pathogenen Erregern • Bindung an Rezeptoren von Dendritischen Zellen und Makrophagen • Produktion von Zytokinen (endogene Pyrogene: IL-1α,β, IL-6, IL-8, TNF-α,β, macrophage inflammatory protein-α,β, IFN Typ-1,2) • Diffusion aus Peripherie ins Blut • Diffusion durch Blut-Hirn-Schranke • Hypothalamus • • • • IL-1β regt Cyclooxygenase-2 in Makrophagen an Bildung von PGE2 Blut, Blut-Hirnschranke, Hypothalamus sekundärer Fieberanstieg über längeren Zeitraum Fieber: fein abgestimmte Kommunikation zwischen Immun- und Nervensystem camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Fieber: Ein Grund für NSAID? Spezies Infektion Antipyrese Ergebnis Mensch unkomplizierte Malaria Paracetamol Parasiten länger im Blut unter Paracetamol experimentelle Peritonitis mit Klebsiellen Körpertemperatur 37,5 oder 39,7 °C durch verschieden warme Umgebung bei wärmerer Körpertemperatur besseres Überleben und Bakterienabwehr Mensch Patienten mit Fieber auf einer Trauma-Intensivstation Randomisierte Studie: Aggressive Antipyrese ab 38,5°C oder fiebern lassen bis 40°C Studienabbruch wegen erhöhter Mortalität in der Antipyresegruppe Maus, Huhn experimentelle Grippe (Metaanalyse) Acetylsalicylsäure, Paracetamol, Diclofenac leicht erhöhte Grippeletalität unter Antipyrese Fiebernde kritisch Kranke (>48h Intensivstation) mit und ohne Sepsis Prospektive Beobachtungsstudie: Fieber mit/ohne Antipyrese und Mortalität Antipyrese erhöht Mortalität nur bei Patienten mit Sepsis Maus Mensch http://de.wikipedia.org/wiki/Fieber Fieber: Ein Grund für NSAID? Spezies Infektion Antipyrese Ergebnis experimentelle Sepsis mit dem Bakterium Pasteurella multocida Salicylsäure wesentlich schlechtere Bakterienabwehr unter Salicylsäure Kaninchen Mensch Sepsis durch Bakterien oder Pilze Einfluss der Körpertemperatur unter anderen Einflussfaktoren auf das Überleben Überlebenswahrscheinlichkeit steigt mit der Körpertemperatur Maus experimentelle Lungenentzündung mit Pneumokokken Acetylsalicylsäure doppelt so schlechtes Überleben und schlechtere Infektabwehr in der Lunge unter Acetylsalicylsäure Mensch Studie an Kindern von ein bis zwölf Jahren mit Windpocken Paracetamol oder Placebo längere Krankheitsdauer unter Paracetamol Acetylsalicylsäure, Paracetamol, Ibuprofen stärkere Nasenschwellung, längere Virusausscheidung, unterdrückte Antikörperbildung bei Acetylsalicylsäure und Paracetamol Mensch experimentelle Rhinitis mit Rhinovirus http://de.wikipedia.org/wiki/Fieber Erst Diagnose – dann Einsatz von NSAID und Antibiotika klinische Untersuchung Mikrobiologie Laboruntersuchung Immunstatus der Tiere Epidemiologie Erfahrungen Kenntnisse Diagnose Pharmakotherapie bei Haus- und Nutztieren, Löscher, Ungemach, Kroker 2010 camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Erst Diagnose – dann Einsatz von NSAID und Antibiotika Immunstatus der Tiere Anamnese • Alter • Leistungsanforderung • Infektanfälligkeit • Darmgesundheit • Vorerkrankungen • Vorbehandlungen Epidemiologie Management • Erkrankungen im Stall • Hygiene im Stall • Reisen/Turniere • Deckeinsatz klinische Untersuchung Mikrobiologie/ Laboruntersuchung Labor • Differentialblutbild • Vitamine • Mineralien/Spurenelemente • Hormone • Kotuntersuchung • Antibiogramm/Aromatogramm Klinik • Kälte/Wärme (Fieber) • Allgemein- /Ernährungszustand • Appetit • Kot- /Urinabsatz • Schmerzen • Lymphknoten camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt „Diaphoretika“ Holunder, Sambucus nigra Verwendeter Pflanzenteil: Blüten Holunder, Sambucus niger Inhaltsstoffe: Flavonoide wie Rutin, Isoquercitrin, Hyperosid, Astragalin, Kaliumsalze, Chlorogensäure, Phytosterole, Schleimstoffe, wenig ätherische Öle Traditionelle Anwendung: Infus bei fieberhaften Erkältungskrankheiten als schweißtreibendes Mittel; Belege für diese Wirkung fehlen; Positive Wirkungen auf den Verlauf der Erkrankung sind belegt: Immunstimulation, antivirale und sekretolytische Wirkungen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Dosierung (mittlere Tagesdosis): Pferde Schafe, Schweine Hunde 30,0-90,0 g 15,0-30,0 g 2,0- 7,0 g (Reichling et al.) Holunder, Sambucus niger Bewährte Kombinationen (Reichling et al.) Holunder- u. Lindenblüten, Hagebutten, Süßholz Holunder- u. Kamillenblüten Holunder- u. Lindenblüten, Pfefferminzblätter Holunder- u. Malvenblüten, Malven- u. Salbeiblätter camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt „Diaphoretika“ Winter-Linde, Tilia cordata; Sommer-Linde, Tilia platyphyllos Verwendeter Pflanzenteil: Blüten Inhaltsstoffe: Flavonoide wie Rutin, Quercitrin, Isoquercitrin, Hyperosid, Astragalin Ätherisches Öl; Phenolcarbonsäuren wie Kaffeesäure, Chlorogensäure; Gerbstoffe Schleimstoffe, v.a. Arabinogalactane Traditionelle Anwendung: als Infus bei fieberhaften Erkältungskrankheiten; soll diaphoretisch, expektorierend, reizlindernd, adstringierend, diuretisch, sedierend, schmerzlindernd, antimikrobiell wirken. Wissenschaftlich belegt: Schleimstoffe, v.a. Arabinogalactane sind erwiesenermaßen immunstimulierend! Positive Wirkungen auf den Verlauf der Erkrankung sind empirisch belegt. camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Winter-Linde, Tilia cordata Dosierung (mittlere Tagesdosis): (Reichling et al.) Gr. Wiederkäuer 5,0-15,0 g Pferde 2,0-5,0 g Kl. Wiederkäuer 2,0-5,0 g Schweine 0,5-1,0 g Hunde 0,5-1,0 g camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Westliche Kräuter zum Öffnen der Oberfläche “Diaphoretika” aus Sicht der TVCM kühle und scharfe Kräuter: Aussen-Syndrome mit Hitze Name Temperatur Geschmack TCM-Aktion westl. Funktion Holunder (Sambucus nigra) kühl leicht scharf, süss Ausleiten von Wind-Hitze immunmodulierend (1) scharf, süss Ausleiten von Wind- Hitze Aktivierung von Makrophagen (2) Lindenblüten (Tilia cordata/platyphylo s) kühl 1. The effect of herbal remedies on the production of human inflammatory and anti-inflammatory cytokines. Barak V, Birkenfeld S, Halperin T, Kalickman I, Isr Med Assoc J, 2002 2. "In vivo" murine macrophages activation by a dichloromethane extract of Tilia x viridis. Davicino R, Micucci P, Zettler G, Ferraro G, Anesini C, Immunopharmacol Immunotoxicol. 2010 camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Chinesische Kräuter zum Öffnen der Oberfläche “Diaphoretika” kühle und scharfe Kräuter: Aussen-Syndrome mit Hitze Name Temperatur Geschmack TCM-Aktion westl. Funktion Mentha (Bo He) kühl scharf Ausleiten von Wind-Hitze anti-allergisch anti-oxidativ Chrysanthemum (Ju Hua) kühl süss, bitter Ausleiten von Wind- Hitze anti-entzündlich Pueraria (Ge Geng) kühl scharf, süss Öffnen der Oberfläche anti-entzündlich Arctium (Niu Bang Zi) kalt scharf, bitter Ausleiten von Wind-Hitze pro-entzündlich camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Chinesische Kräuter zum Öffnen der Oberfläche “Diaphoretika” warme und scharfe Kräuter: Aussen-Syndrome mit Kälte Name Temperatur Geschmack TCM-Aktion westl. Funktion Zimtrinde (Gui Zhi) warm scharf, süss induziert Schwitzen anti-entzündlich anti-allergisch Schizonepeta (Jing Jie) warm scharf Ausleiten von Wind Perilla (Su Zi) warm scharf Ausleiten von Kälte immunmodulierend Ingwer (Sheng Jiang) warm scharf Öffnen der Oberfläche immunmodulierend camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Phytotherapie bei Fieber • • • • keine Unterdrückung sondern Unterstützung der Immunreaktionen Ungleichgewicht (zu viele Pathogene) wird korrigiert Ausleiten von Pathogenen und Hitze über die Oberflächen Herstellung des Gleichgewichts camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Immunologisches Gleichgewicht im Darm camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Immunologisches Gleichgewicht im Darm Hygiene-Hypothese (1989 von Strachan (1)) weniger Infektionen in früher Kindheit führen zu immunologischen Entgleisungen Asthma, Heuschnupfen, Typ-1 Diabetes, Multiple Sklerose, Depression, Tumore Alte-Freunde-Hypothese (2003 von Graham Rook (2)) weniger die Exposition von pathogenen Erregern, sondern die Exposition zur Mikrobiota führt zu einem gesunden Immunsystem keine crowd-diseases Mikrobielle-Diversität-Hypothese (Paolo Matricard (3) und von Hertzen (4)) Diversity und Turn-over der Mikrobiota im Darm 1. 2. 3. 4. Hay fever, hygiene and household size. Stachan DP, BMJ 1989 Mechanisms of disease: the hygiene hypothesis revisited. Guarner F, Bourdet-Sicard R, Brandtzaeg P, Gill HS, McGuirk P, van Eden W, Versalovic J, Weinstock JV, Rook GA, Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol, 2006 99th Dahlem conference on infection, inflammation and chronic inflammatory disorders: controversial aspects of the hygiene hyptothesis. Matricardi PM, Clin Exp Immunol. 2010 Natural immunity. Biodiversity loss and inflammatory diseases are two global megatrends that might be related. von Hertzen L, Hanski I, Haahtela T. EMBO 2011 camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Epithel Lamina propria GALT gut associated lymphoid tissue Darmlumen 1012 Bakterien / ml M-Zellen Peyersche Platte T-Zell Zone Lymphknoten B-Zell Follikel camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Geburt als einschneidendes Geschehen für das mukosale Immunsystem Fetus • keimfrei • alle Lymphozyten (B- und T-Zellen sind naiv) Geburt • erster Kontakt zu Keimen: Keime des Geburtstraktes, Fäkalkeime, Umgebungskeime • gesunde Keimflora der Mutter hat grossen Einfluss auf Darmgesundheit des Neugeborenen Kolostrum (1) • Antikörper • Lymphozyten • Dendritische Zellen, Makrophagen 1. Transfer of maternal colostral leukoytes promotes development of the neonatal immune system. Effects on monocyte lineage cells. Reber AJ, Donovan DC, Gabbard J, Galland K, Aceves-Avilla M, Hobert KA, Marshall L, Hurley DJ, Vet Immunol Immunopathol, 2008 camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Zirkulation von naiven Lymphozyten Thymus Knochenmark B-Zellen T-Zellen nicht-selbst reaktiv Lymphe Thymus: T-Zellen mit Rezeptoren für eigene Strukturen werden entfernt (T-Zellschule) Blut Lkn Lkn Knochenmark: Entstehen von B- und T-Zellen Maturieren von B-Zellen Lkn Lymphknoten: Eintritt der Lymphozyten über hochendotheliale Venolen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Wege der aktivierten Lymphozyten Knochenmark Peripherie: Verbleib von Gedächtnis-Zellen Peripherie Haut Schleimhaut Blut Lkn Lkn Lymphe Lkn camvet Jahrestagung 2014 Lymphknoten: Verbleib von Gedächtnis-Zellen Knochenmark: Verbleib von B-Gedächtnis-Zellen Sabine Vollstedt Lymphozyten T-Zellen CD8 CD8 T-Zelle: zytotoxische T-Zelle: Zelllyse von befallenen Zellen, bes. Viren CD4 CD4 T-Zelle: T-Helfer-Zelle (Th): Aktivierung von B und T-Zellen, Aktivierung von Makrophagen, Zytokinproduktion Treg T reg: regulierende T-Zelle: Inhibieren von aktivierten Zellen B-Zellen B B-Zelle: Vorläufer für Plasmazelle Plasmazelle: hohe Produktion von Antikörpern camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Immunologie der Darmzotte CD8 CD8 CD4 Treg Darm-Immunologie im Gleichgewicht • jeder Keim ruft eine Immunantwort hervor • hohe Anzahl an aktivierten CD8 T-Zellen im Epithel • Treg verhindert die Immunantwort bei fehlenden Virulenzfaktoren • DC orchestrieren diesen Zustand der Toleranz CD4 Treg Treg camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Epithel CD8 CD8 Lamina propria Darmlumen 1012 Bakterien / ml CD8 CD8 CD4 GALT gut associated lymphoid tissue Treg M-Zellen CD4 Peyersche Platte Treg Treg T-Zell Zone Lymphknoten B-Zell Follikel camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Superorganismus – Darmflora Mikroflora, Mikrobiota, Mikrobiom Zusammensetzung • Firmicutes (Streptokokken Staphylokokken, Enterokokken, Clostridien) • Bacterioidetes (Bacterioidia, Cytophagia, Flavobacteriia, Sphingobacteria) • Proteobacteria (Pseudomonaden, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, E. coli, Proteus, Pasteurella) • Actinebacteria (Bifidobacter) Aufgaben • Aufschluss von Futter • Versorgung mit Vitaminen • Verdauung von Nahrungsbestandteilen • Versorgung des Darmepithels mit Energie • Anregung der Darmperistaltik • Detoxifizierung von Xenobiotika • Training des Immunsystems • Verdrängung von pathogenen Erregern E. coli Streptokokken Pseudomonas camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Phytotherapie der Darmbiota Lini semen (Leinsamen) Fam: Linaceae kühl bitter, süss MDT Muzilaginosum, leichtes Laxans, unterstützt Darmflora Zusammensetzung: • Schleimstoffe 3 – 10 % • Ballaststoffe 25 % • fettes Öl 30 – 40 % • Proteine 25 % • Sterole • Triterpene Muzilaginosum (einhüllend) Laxans (abführend) Ω-3 Fettsären (anti-entzündlich) Ω-6 Fettsäuren (pro-entzündlich) anti-entzündlich camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Phytotherapie der Darmbiota Trigonellae foenugraeci semen (Bockshornkleesamen) Fam: Fabaceae warm leicht scharf, bitter Niere stärkt Niere, Muzilaginosum, unterstützt Darmflora • Schleimstoffe 25 – 45% Muzilaginosum, Katarrhe der oberen Luftwege • hoher Gehalt an Lysin und Tryptophan • Steroidsaponine Anregung des Milchflusses • wirkt auf Mikrobiom des Darmes Fenugreek seed affects intestinal microbiota and immunological variables in piglets after weaning Zentek et.al., Br J Nutr 2013 camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Bockshornklee, Trigonella foenum graecum camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Bockshornklee, Trigonella foenum graecum Familie der Schmetterlingsblütler, Fabaceae Vorkommen: Mittelmeergebiet bis China und Indien Geschichte Alte Kultur- und Heilpflanze Spielte in der Landwirtschaft der Antike eine Rolle Frische Schösslinge als Gemüse Nutzung des Samens bei Brandwunden bereits im Papyrus Ebers beschrieben Verbreitung nördlich der Alpen durch das Capitulare de villis Karls des Großen und Hildegard von Bingen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Verwendete Teile: Samen, (Blätter) Wichtige Inhaltsstoffe: Schleimstoffe (25-45%; Mannane, nach Hydrolyse Mannose, Galactose, Xylose); Quellungszahl ≥6 Proteine (25-30%; hoher Gehalt an Lysin und Tryptophan; wenig schwefelhaltige Aminosäuren wie Cystein und Methionin) Fettes Öl (6-10%) Glykoside Sterole (Cholesterol, Sitosterol), Steroidsaponine (bis 1,5%, v.a. Trigofoenoside) Flavonoide (u.a. Trigonellin) Bitterstoffe Spuren von ätherischem Öl camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Wirkspektrum: • antiphlogistisch • reizlindernd • antiseptisch • antiviral • antibakteriell • antifugal • antiödematös • antioxidativ • hepatoprotektiv • anticarcinogen • antiulcerogen • karminativ • galactogog Toxikologie: Proteinaseinhibitoren führen bei Überdosierung zu Verdauungsstörungen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Bockshornsamen wird eingesetzt innerlich • • • • • Diabetes (↑Insulinausschüttung, Blutzucker↓) Hyperlipoproteinämie (Fettaufnahme↓) Neigung zur Gallensteinbildung (Bildung von Cholesterolsteinen↓) Appetitlosigkeit (Sekretion aller Verdauungssekrete↑) Magengeschwüren (auch Blätter) Anwendungsform • Kaltwassermazerat (0,5 g/150 ml Wasser) • Aufguss (3 g auf eine Tasse heißes Wasser) Volksheilkunde • Milchmangel • Katarrhe der oberen Luftwege camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Bockshornsamenpulver wird eingesetzt äußerlich • • • • lokale Entzündungen der Haut eitrige Wunden Geschwüre (Furunkel) Panaritium Anwendung: • Breiumschläge 50 g mit 250 ml Wasser bis zum Aufkochen erhitzen; als feuchtwarmen Umschlag auflegen • Aufgüsse 1:10, als warme Aufschläge camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Dosierung bei innerlicher Anwendung: maximale einmalige Dosis (nach Reichling et al) großer Wiederkäuer Pferd kleiner Wiederkäuer Schwein Hund nach Fröhner, Thierärztliche Arzneimittellehre 1896 30,0 g 50,0 g 15,0 g 10,0 g 5,0 g großer Wiederkäuer 25,0 - 50,0 g Pferd 10,0 - 25,0 g kleiner Wiederkäuer 5,0 - 15,0 g Schwein 10,0 g Hund 5,0 g camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Rezepturbeispiele: Therapie der Druse: nach Fröhner E: Thierärztliche Arzneimittellehre. 4. Aufl. Enke Verlag, Stuttgart, 1896 Rp. Pulv Sem. Foenugraeci Pulv. Fruct. Anisi aa 100,0 g Natrii chlorati crudi 250,0 g Nimm Bockshornsamen gepulvert 100 g Anisfrüchte gepulvert 100 g Kochsalz 250 g M.D.S. Auf jedes Futter 2 EL für ein Pferd mit Druse Mische zu Pulver und gebe auf jedes Futter 2 Esslöffel. Für Pferde mit Druse Als adjuvante Therapie zu konventionellen Maßnahmen sinnvoll! camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Therapie des Milchmangels nach der Geburt nach Stather-Döderlein: Tierarznei-Rezepte, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1968 Rp. Nimm Fruct. Anisi plv. Fruct. Carvi plv. Fruct. Foeniculi plv. Fruct. Juniperi plv. Rad. Gentianae plv. Rhiz. Calami plv. Semin. Foenugr. plv. aa 50,0 Magnes. sulfuric. Natr. bicarbon. Natr. chlorat aa 150,0 Anisfrüchte gepulvert 50 g Kümmelfrüchte gepulvert 50 g Fenchelfrüchte gepulvert 50 g Wacholderbeeren gepulvert 50 g Enzianwurzel gepulvert 50 g Kalmusrhizom gepulvert 50 g Bockshornsamen gepulvert 50 g Magnesium sulfuricum 150 g Natrium bicarbonicum 150 g Natrium chloratum 150 g Mischen, 2 EL auf jedes Futter; für Tiere (Rinder) mit Milchmangel Beim Ausbleiben der Milch nach der Geburt, später durch Überanstrengung, bei geringem, schlechtem Futter, bei Verletzungen, Krankheit, Fieber, Schmerz, Angst Schreck, Kummer, Unbehagen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Beeinflussung der mukosalen Immunität im Darm • Peyer’s patch-mediated intestinal immune system modulation activity of pectic polysaccharide from peel of Citrus unshiu. Shu HJ, Yang HS, Ra KS, Noh DO, Kwon KH, Hwang JH, Yu KW, Food Chem 2013 Mandarinenschale Chen Pi warm, scharf, bitter • Atractylodis macrocephalae Koidz. polysaccharides enhance both serum IgG response and gut mucosal immunity. Xie F, Sakwiwatkul K, Zhang C, Wang Y, Zhai L, Hu S, Carobydr Polym. 2013 Atractylodes Bai Zhu warm, bitter, süss, scharf camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Der Darm mehr als nur ein Verdauungsorgan • Lebensgrundlage für unsere wichtigsten Mitbewohnern – den Kommensalen • Trainingsort für Immunzellen • Grundlage für ein gutes Immunsystem camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Der Biofilm Auf der Suche nach dem verlorenen Gleichgewicht aus Sicht der Bakterien camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm 1. Entstehung des Biofilms und Behandlungsansätze 2. Der nützliche Biofilm – Mund/Maulhöhle 3. Der pathologische Biofilm - Blase camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm Ein alt-bekanntes Phänomen • • • • • auf Steinen in stehenden Gewässern (gehören zur Nahrungskette der Fische) in heissen Quellen, in sehr sauren oder alkalinen Gletschern in der Dusche in Gasleitungen an Schiffen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm Ein alt-bekanntes Phänomen • • • • in Kläranlagen Trinkwasseraufbereitung in Seen mit Sandfiltern Beseitigung von Erdöl im Meer, bes. durch hydrocarbonoclastische Bakterien mikrobielle Brennstoffzellen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm Negative Auswirkungen auf Mensch und Tier • auf Lebensmittel • auf Medikamente • Zahnbelag (Bakterien und Pilze) camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Überlebensstrategie Biofilm • • • • • • • auf Endoprothesen, Katheter Zahnstein, Gingivitis Otitis media Sinusitis Cystitis Mastitis chronische Hautwunden camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt The importance of the viable but non-culturable state in human bacterial pathogens Li et.al., Front. Microbiol. 01 June 2014 VBNC: viable but non-culturable (lebensfähig aber nicht kultivierbar) stilles Lebenstadium, um ungünstige Lebensbedingungen auszusitzen Induktion des VBNC-Stadiums durch • Nährstoffentzug • extreme Temperaturen • inadequate pH- oder Salz-Werte • hoher oder niedriger osmotischer Druck • Sauerstoff-Fluktuation • Schwermetalle • weisses Licht, UV-Licht • Pasteurisieren von Milch • Chlorinbehandlung von Abwässern camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt The importance of the viable but non-culturable state in human bacterial pathogens Li et.al., Front. Microbiol. 01 June 2014 • • • • • • • • • • 85 Spezies sind als VBNC-Bakterien identifiziert worden • 18 Spezies sind nicht pathogen • 67 Spezies sind pathogen Charakteristiken intakte Zellmembran mit chromosomaler und plasmid-DNA in Zellinneren metabolische Aktivität mit Zellatmung (viel ATP) Transkription von Genen, mRNA vorhanden Umwandlung von AS zu Proteinen Verringerung der Zellgrösse, Zellrundung Änderung der äusseren Zellwand (Omp, TolC, etc) niedriger Metabolismus unterschiedliche Genexpression (omp W, rpoS) Resistenz für mechanische Einflüsse (Ultraschall), Temperatur, chemische Einflüsse (Salzgehalt, pH, Ethanol, Chlorin, Antibiotika, Schwermetalle, oxidativer und osmotischer Stress) • Veränderung von Adhäsions- und Virulenzfaktoren camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Wie entsteht das VBNC-Stadium? Stress Transkriptionsfaktoren Bildung von Proteinen Gen Transkription Zellkern camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt The importance of the viable but non-culturable state in human bacterial pathogens Li et.al., Front. Microbiol. 01 June 2014 Resuscitation – Wiederbelebung Bedingungen sind sehr spezifisch Resuscitation Window: gezielte Zeitspanne, um Zellen aus VBNC zu aktivieren Resuscitation-Faktoren • reichhaltiges Medium • Temperaturerhöhung • Aminosäuren • Überstand von wachsenden Zellen • Wachstumsfaktoren • Wirtszellen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Um zu überleben müssen Bakterien mit folgenden Stressoren fertig werden: • • • • • • • dem Immunsystem Desinfektionsmittel Antibiotika UV-Licht, weisses Licht Ultraschall hohe/niedrige Temperaturen hohe/niedrige Druckverhältnisse • Konkurrenz mit anderen Bakterien • Bakteriophagen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm als Überlebensstrategie 1. planktonische (frei-fliessende) Bakterien setzen sich an eine Oberfläche mit Hilfe von reversiblen van-der-Walschen-Bindungen (initiale Bindung) 2. feste Verankerung an der Oberfläche durch Moleküle für Zelladhäsion, z.b. Pili (irreversible Bindung) 3. Kolonisation, Quorum sensing und Produktion der Extrazellulären Polymerischen Substanz (EPS) (Maturation I) 4. Wachstum des Biofilms durch Zellteilung, Rekrutieren weiterer Bakterien, Bildung von Polysaccharid-Matrices mit Bestandteilen aus der Umgebung (Mineralien, Erythrocyten, Fibrin, usw.) (Maturation II) 5. Bestandteile des Biofilms verlassen den Verband, um sich neu anzusiedeln (Dispersion) camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm als Überlebensstrategie Quorum sensing • Quorum (Begriff aus dem römischen Reich): Mindestanzahl von Mitgliedern im Senat für eine Abstimmung • chemische Kommunikation zwischen Bakterien, um die Populationsdichte zu messen, (intra- und interspezies-spezifisch) • Veränderung der Genexpression bei genügender Dichte mit der Folge von Biofilmproduktion, Bildung von Virulenzfaktoren und Etablieren einer Antibiotikaresistenz Beispiele von Bakterien, die Quroum sensing verwenden • E. coli • Salmonella enterica • Pseudomonas aeruginosa • Acinebacter sp. • Yersinia camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm als Überlebensstrategie Quorum sensing rotes Gen: Quorum sensing protein grünes Gen: Biofilmproduktion Signalmolekül = Autoinducer • gram+: Oligopeptide • gram-: N-Acyl-Homoserin-Lactone Extrazelluläre Polymere Substanz (EPS) camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm als Überlebensstrategie Extrazelluläre Polymerische Substanz (EPS) EPS-Matrix • • • • • • Hauptbestandteil: Polysaccharide (Expolysaccharide) hohes Molekulargewicht Monosaccharide mit Azetat-, Pyruvat-, Sukzinat- und Phosphatbindungen von Mikroorganismen produziert ähnliche Eigenschaften wie Gummi Schutz vor Antibiotika und Desinfektionsmittel Biofilm-Formation Adsorption camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm als Überlebensstrategie • • • • • • • • • • Diffusionsbarriere gegen Antibiotika und Desinfektionsmittel Schutz vor Immunsystem Aufnahme von Signalen ausserhalb des Biofilms Beeinflussen der umliegenden Immunzellen interbakterielle Kommunikation, auch interspezifisch horizentaler Gentransfer bakterielle Spezifizierungen genetisch wie auch phänotypisch bakterielle Konkurrenzkämpfe programmierter Zelltod (pcd = programmed cell death) bei zu hoher Populationsdichte Zufuhr von Nährstoffen und Wasser Es bleibt ihnen nichts anderes übrig!!! camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Biofilm Behandlungsansätze Angriffspunkte der ätherischen Öle • Zellmembran • Signalmoleküle beim Quorum sensing • vermutlich EPS-schädigend (Biofilm) mit erneuter Wirksamkeit von AB gegen resistente Erreger Angriffspunkt Gerbstoffe • Verhinderung der Verankerung an Oberflächen Angriffspunkt kolloidales Silber • Zellmembran und EPS Phagentherapie Garlic ointment inhibits biofilm formation by bacterial pathogens from burn wounds. Nidadavolu P, Anor W, Tran PL, Dertien J, ColmerHamood JA, Hamood AN, J Med Microbiol. 2012 camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Aromatogramm Lavendel Muskatellersalbei Candida spp. Lemongrass camvet Jahrestagung 2014 Neroli Sabine Vollstedt Niaouli-Öl (Melaleuca viriidiflora) – Wirkungen und Indikationen (nach Wabner D (Hrsg.), Beier C (Hrsg.): Aromatherapie. Urban&Fischer, München, jena2009) Somatische Wirkeigenschaften Indikationen und Anwendungsgebiete Applikation antiinfektiös antibakteriell Endokarditis, Staphylococcus aureus ++++, Pneumokokken+, α-häm. Streptokokken, Enterokokken++, Mykobakterien (pulm., urogenit.) Einreibung Inhalation Auflagen, Wickel mukolytisch +++ Chron. Infekte des Respirationstraktes, Sinusitis++ Bronchitis+++, Rhinopharyngitis, Tuberkulose Inhalation Einreibung antiviral +++ Herpes genitalis+++, Hepatitis+++ auftragen fungizid Candida +++, Vaginitis, Soor Mundschleimhaut Einlage, Bäder phlebotonisch ++ Varizen++, Hämorrhoiden++ Einreibung, Bäder Auflagen hautprotektiv Sonnenbrand, Strahlenschäden+++ Einreibung antiinflammatorisch Arthritis+++, Urethris, Prostatitis Einreibung camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Teebaum-Öl (Melaleuca alternifolia) – Wirkungen und Indikationen (nach Wabner D (Hrsg.), Beier C (Hrsg.): Aromatherapie. Urban&Fischer, München, jena2009) Somatische Wirkeigenschaften Indikationen und Anwendungsgebiete Applikation stark antiinfektiös antibakteriell +++ breites Spektrum gram (+): Staphylokokken, gram (-): Colibakterien, Proteus, Klebsiellen, Enterobakterien; bakterielle Enterocolitis +++, Zahnabszesse, Cystitiden, eitrige Bronchitis Einreibung antiviral +++ Stomatitis, Gingivitis, Mundulcera, Infektionen im HNO-Bereich, Enterocolitis, Herpes, Warzen auftragen fungizid Candida +++ im vulvo-vaginalen Bereich Einlage, Bäder phlebotonisch ++ Varizen, Hämorrhoiden Einreibung, Aufl. immunstimulierend Erhöht IgA, IgM, Komplement 3 u.4 Immunschwäche antiparasitär Lamblien, Ascaris, Ankylostoma Enterocolitis, Vaginitis durch Trichomonaden camvet Jahrestagung 2014 Einreibung Sabine Vollstedt Selected Antimicrobial Essential Oils Eradicate Pseudomonas spp. and Staphylococcus aureus Biofilms Kavanaugh N, Ribbeck K: Appl Envorn Microbiol 2012 June Pseudomonas aeruginosa planktonisch Biofilm 3 μg/ml Colistin 0.2% Cassia • Wachstum von P. aeruginosa auf Objektträger • Inkubation mit Colistin oder Cassia-Öl für 2 Std • LIVE/DEAD Färbung: grün – lebendig, rot – tot 0.1% Cassia • Antibiotika: 20 mg/ml • ätherischen Öle als Reinsubstanz camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt In activity of carvacrol against staphylococcal preformed biofilm by liquid and vapour contact Nostro A, Narino A, Blanco AR, Cellini L, Di Giulio M, Pizzimenti F, Sudano Roccaro A, Bisignano G: J Med Microbiol: 2009 June S. epidermidis Biofilm 24 Std Inkubation mit a. PBS b. Carvacrol 1% flüssig c. Carvacrol 1% Dampf camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt In activity of carvacrol against staphylococcal preformed biofilm by liquid and vapour contact Nostro A, Narino A, Blanco AR, Cellini L, Di Giulio M, Pizzimenti F, Sudano Roccaro A, Bisignano G: J Med Microbiol: 2009 June a. Elektronenmikroskop b. S. epidermidis Biofilm 24 Std Inkubation mit a. PBS b. Carvacrol 1% flüssig c. Carvacrol 1% Dampf c. camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Der nützliche Biofilm in der Mund-/Maulhöhle camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Bedeutung der oralen Mikroflora Die Beziehung zwischen Mensch/Tier und seiner Mundhöhlenflora beginnt mit der Geburt und währt zeitlebens. Lange betrachtete man die Beziehung zwischen Wirtsorganismus und oralen Bakterien als eine Vielzahl einzelner Interaktionen zwischen den Spezies. Mittlerweile wird erkennbar, dass Mundhöhlenbakterien eine komplexe Gemeinschaft sind. Mundhöhlen-Gesundheit, bzw. -Krankheit ist von der Beziehung des Wirtsorganismus zum Mundhöhlen -Mikrobiom als Ganzem abhängig. Pathogen oder nicht pathogen sind Eigenschaften einzelner Bakterien nur im Zusammenspiel des gesamten Mikrobioms und seiner Eigenschaften. Trends Mikrobiol. 2005 Dec;13(12):589-95. Jenkinson HF, Lamont RJ: Oral microbial communities in sickness and in health. camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Der nützliche Biofilm – zum Wohle der Mundgesundheit Advancements toward a system level understanding of the human oral microbiome Jeffrey S. McLean Wichtige Fragen: • Wer ist da? • Wer ist aktiv? • Welche Prozesse sind aktiviert? camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt TLR-dependent human mucosal epithelial cell responses to microbial pathogens Ryan McClure and Paola Massari Das Epithel der Mundhöhle • • • • • 1010 Bkt in Mundhöhle direkter Eingang mit hoher Keimbelastung mechanische Gefahren (Futter, Zähne) chemische Beeinflussung (Speichel) Epithel besitzt TLR, um Pathogene von Kommensalen zu unterscheiden • Produktion von anti-mikrobiellen Substanzen (Defensine) und Chemokinen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Karies wird verursacht von Gram-positiven Bakterien wie Streptococcus mutans, Lactobacillen und Actinomyceten verursacht, die Zucker zu organischen Säuren metabolisieren (Milchsäuren etc.) Diese lösen Calcium aus den Zähnen Parodontitis (Entzündung der Gingiva und des Halteapparates der Zähne) wird verursacht durch anaerobe, gram- Bakterien (Porphyromonas gingivalis, Actinobacillus, Prevotella, Fusobacterium) camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Interspecies Interactions within Oral Microbial Communities Kuramitsu et.al., Microbiology and Molecular Biology Review, 2007 Mikro-Gaia in der Mundhöhle: • Nährstoffe gewonnen aus Nahrung, Speichel, Produkte anderer Spezies, Polysaccharide aus Plaque (effiziente Metabolisierung von Sukrose durch Streptococcus mutans bringt Wachstumsvorteil) • Metabolische Produkte der Bakterien beinflussen Wachstum und Hemmung anderer Bakterien (Produktion von Milchsäure durch S. mutans vermindert Wachstum von S. sanguinis und Produktion von H2O2 von S. sanguinis vermindert Wachstum von S. mutans; Fusobacterium nucleatum und Porphyromonas gingivalis produzieren gemeinsam anaerobe Verhältnisse) • Produktion von Bakteriozide (proteinreiche Toxine mit einem engen Wirkspektrum): S. salivarius und S. pyogenes • Kohabitation bestimmer Bakterien kann Biofilm pathologischer gestalten: S. mutans und Veillonella parvula zusammen machen den Biofilm resistenter gegen Chlorhexidin • Kohabitation bestimmter Bakterien kann Biofilm unproblematischer machen: S. gordonii inaktiviert Quorum-sensing-Protein von S. mutans • Quorum-sensing Proteine (AI-2) werden von unterschiedlichen Bakterien genutzt • horizontaler Gentransfer zwischen Bakterienspezies möglich camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Behandlungsansätze oraler Biofilm Zaubernuss, Hamamelis virginiana, zeigt gute Wirkung gegen Porphyromonas spp. Preveotella spp. Actinomyces odontolitycus Knoblauch, Allium sativum, zeigt gute Wirkung gegen Die Gram (-) pathogene Mundhöhlenflora, incl. Porphyromonas gingivalis, inhibiert fast vollständig die Protease-Aktivität von P. gingivalis, die für die Pathogenese der Parodontitis entscheidend ist. Leider schlechte Compliance … Cubebenpfeffer, Piper cubeba, zeigt gute Wirkung gegen die kariogene Mundhöhlenflora camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Behandlungsansätze oraler Biofilm Grüner Tee, Camellia sinensis, zeigt gute Wirkung gegen die pathogene Mundhöhlenflora durch • • • • Verhinderung der Adhäsion der Bakterien auf der Zahnoberfläche Verhinderung der Glucansynthese (Biofilm) Verhinderung der Amylase-Aktivität wirkt anticarzinogen Curcuma xanthorrhiza entfaltet gute Wirkung gegen die pathogenen Mundhöhlenflora, z.T. vergleichbar mit Chlorhexidin camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt In vitro evidence for efficacy of antimicrobial mouthrinses Pan PC, Harper S, Ricci-Nittel D, Lux R, Shi W: J Dent: 2010 June PBS: phosphate buffered saline EtOH: Ethanol EO: essential oil CHX: chlorhexidine CPC: cetyl pyridinium chloride essential oils • thymol • eucalyptol • methyl salicylate • menthol 60 sec nach einer Mündspülung camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Phytotherapie zur Gesunderhaltung der Mundhöhle Bewährtes Mundantiseptikum: Propolis Mundwasser nach Dr. Exner (Stadtapotheke Alpirsbach) • Tinct. Myrrhae, Commiphora molmol Inh.: äth. Öle: antimikrobiell, antiphlogistisch, epithelisierend • Tinkt. Salviae, Salvia officinalis Inh.: äth. Öle, Gerbstoffe: antimikrobiell, antiphlog., adstringier. • Tinct. Tormentillae, Potentilla erecta (Blutwurz) Inh.: v.a. Gerbstoffe: antimikrobiell, adstringier., immunstimul. • Spir. Menthae, Mentha piperita Inh.: äth. Öle, Gerbstoffe: antimikrobiell, antiphlog., epithelisier. • Tinct. Propoli 10% Inh.: Flavonoide u.v.m.: antimikrob., antiphlog., Zahnschmelz härtend, schmerzstillend aa 10,0 g camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Der Einsatz von Propolis bei Mundhöhlen- und Zahnerkrankungen Propolis, Bienenkittharz „pro“ lat.: vor, „polis“ lat.: die Stadt • wird aus harzartigen Pflanzenexkreten hergestellt • von der Pflanze zum Schutz der Knospen gebildet • stammt vorwiegend von Pappeln, Rosskastanien Zusammensetzung: Je nach Biotop variierendes Vielstoffgemisch aus Harzen (4055%), Bienenwachs und Fettsäuren (20-35%), Pollen (5%) und ätherischen Ölen (ca. 10%), mit mehr als 400 chemische Substanzen: hoher Anteil Flavonoide (Quercetin, Galangin, Pinocembrin) Benzolcarbonsäuren Phenylacrylsäuren Benzylalkoholen Phenylalkylalkoholen sowie deren Ester Vitamine (A, B1, B2, B3 B7); Eisen, Zink camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Herausragende Eigenschaften und Wirkungen von Propolis Wirkpotential der Propolis: • antiphlogistisch, Hemmung der Prostaglandinsynthese • wundheilungsfördernd, Anregung der Kollagensynthese (Fe, Zn) • antimikrobiell, Zerstörung bakterieller Zellmembranen, Hemmung bakterieller RNA-Polymerase • antioxidativ, hepatoprotektiv • tumorprotektiv, Apoptoseinduktion,Tumorwachstumshemmung Hemmung der Tumor-Angiogenese • immunmodulierend, Aktivierung des Thymus, • Anregung der Phagozytose • lokalanästhetisch Die antimikrobielle Aktivität von Propolis ist vergleichbar mit der des Chlorhexidins und besser als die von Nelkenöl und Salbei-Extrakten. camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Vagish Kumar: Propolis in Dentistry and Oral Cancer Management. North American Journal of Medical Science 2014; 6(6): 250-259 Free PMC Article (literature search) camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt positive Wirkung der Propolis auf die Mundhöhlengesundheit : • • • • • • • • • • • • • • • Härte des Zahnschmelzes↑ Permeabilität des Dentins ↓ Schmerzempfindlichkeit der Zähne↓, wirkt analgetisch Kariesanfälligkeit ↓ Zahnfleischentzündungen, Zahnbeläge und Biofilmbildung↓ Granulation und Epithelisierung nach operativen Eingriffen incl. Knorpel- und Knochenheilung werden beschleunigt therapieresistente Fälle aphtöser Stomatitis heilen zu 50% Interferon Gamma ↑ Wirksam gegen Streptococcus mutans (als Bestandteil von Glass-ionomer Cement u.a. Reparaturmaterialien) hemmt die Bildung von Säuren durch kariogene Mikroorganismen Enterococcus faecalis in Zahnkanälen wird vermindert kann als desinfizierende Substanz für Wurzelbehandlungen genutzt werden Schutz vor und Therapeutikum gegen Candida spp schützt die Schleimhaut von Mund und Magen wirkt antitumorös (Immun. Aktivitäten ↑, hemmt Mitose und Metastasierung) camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Interspecies Interactions within Oral Microbial Communities Kuramitsu et.al., Microbiology and Molecular Biology Review, 2007 Therapien der Zukunft (?) • • • • • • Verhinderung der Adhäsion durch Antagonisten (z.B. Enzym Dextranase) Austausch von nicht-kariogenen S. mutans mit kariogenen S. mutans Erhöhung der Anzahl nicht-kariogener Bakterien Zugabe von Kommensalen (Probiotika) Beeinflussung des Quorum-sensings STAMP (specifically targeted antimicrobial peptides) camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Der pathologische Biofilm in der Blase camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Der pathologische Biofilm in der Blase Medicinal plants extracts affect virulence factors expression and biofilm formation by the uropathogenic Escherichia coli Wojnicz et.al. 2012 Virulenzfaktoren uropathogener E. coli • hydrophobe Zelloberfläche • P-Fimbrien (Adhäsin) • Curli-Faser (curli fibre) für Adhäsion und Invasion • Fähigkeit zur Bewegung • Bildung von Biofilm camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Medicinal plants extracts affect virulence factors expression and biofilm formation by the uropathogenic Escherichia coli Wojnicz et.al. 2012 Überleben von E. coli nach Inkubation mit: 1. Birke (Betula pendula) 2. Ackerschachtelhalm (Equisetum arvense) 3. Waldmeister (Galium odorantum) 4. Bruchkraut (Herniaria Glabra) 5. Brennnessel (Urtica dioica) 6. Preisselbeere (Vaccinium vitis-idaea) Kontrollprobe: 4,5 x 109 Bakterien ├ Inhaltsstoffe: 5 cm Triterpensaponine (3-10%), Flavonoide (Isorhamnetin- und Quercetinderivate), Hydroxycumarine (Herniarin, Umbelliferon) ┤ Anwendung: Bruchkraut, Herniaria glabra Familie: Nelkengewächse (Caryophyllaceae) auch Illebraceae (Nagelkrautgewächse) Volkstümlich: Harnkraut, Nierenkraut, Guggerseife, Kuckucksseife, Tausendkorn Verwendeter Pflanzenteil: blühendes Kraut ohne Wurzel Vorkommen: Gemäßigte Zonen Europas und Asiens Zur Durchspülung bei chronischer Zystitis, Urethritis, Blasentenesmen; Prophylaxe und Therapie Harnsteine, Nierengrieß, Prostata-Leiden Einsatz bei Psoriasis als Aufschlag mit Kaltansatz; volkstümlich zur Blutreinigung; erste Hinweise auf arzneiliche Nutzung aus dem 16. JH Kommission E: Negativ-Monografie Wegen zu ungenügendem wissenschaftlichem Erkenntnismaterial camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt ├ Wirkungen: 5 cm • • spasmolytisch diuretisch (aquaretisch) Zubereitung: ┤ 1 TL frische Pflanze mit 1 Tasse kochendem Wasser überbrühen, nicht kochen! mehrmals tägl. 1 Tasse. Bruchkraut, Hernaria glabra Verliert beim Trocknen schnell an Wirkung! Bewährte Mischung für den Menschen (M. Pahlow): Bärentraubenblätter 20,0 Bruchkraut 25,0 2 TL mit 1 Viertel l Wasser kalt ansetzen, nach 12 Stunden abseihen, trinkgerecht erwärmen, 2-3 mal täglich 1 Tasse Neuere Toxizitäts-Untersuchungen beim Nager belegen eine gute Verträglichkeit. Toxische Wirkungen treten erst bei Dosierungen weit über den therapeutisch gebräuchlichen auf. camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Inhaltsstoffe der Blätter: Gerbstoffe und Gerbstoffvorstufen bis 20%, (meist Catechintyp), Proanthzyanidine, Arbutin, Phenolcarbonsäuren, Flavonoide, Triterpene, Mineralien (v.a. Mangan) Anwendung in der Volksmedizin: Preiselbeere Vaccinium vitis-idaea Zur Durchspülung bei Infektion und Entzündung der ableitenden Harnwege und der Gallenwege; Gicht, rheumatische Beschwerden; besser schmeckender Ersatz für Bärentraubenblätter Familie: Ericaceae Zubereitung: Verwendete Pflanzenteile: Blätter, Beeren (äußerlich bei Hautu. Schleimhauterkrankungen Dekokt: 3 EL zerkleinerte Droge ca. 15 Minuten in 1 Liter Wasser auf kleiner Flamme kochen, weitere 10 Minuten ziehen lassen Vorkommen: gesamte nördliche Hemisphäre Wirkung: harndesinfizierend camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Inhaltsstoffe der Blätter: Flavonoide (u.a. Hyperosid, Quercitrin), Proanthzyanidine, Triterpene, Monoterpenglucoside, Phenolcarbonsäuren (v.a. Kaffeeund Chlorogensäure), Ascorbinsäure, Mineralien (Kaliumtartrat, Calciumoxalat) Anwendung: Birke, Betula pendula Familie: Betulaceae Verwendete Pflanzenteile: Blätter, Rinde, Saft Vorkommen: Europa, Asien bis ca. 65° nördlicher Breite Zur Durchspülung bei Infektion und Entzündung der ableitenden Harnwege; Prophylaxe und Therapie von Nierengrieß Volksmedizin: Gicht, rheumatische Beschwerden, „Blutreinigung“, Badedroge bei Arthritis usw. Anwendung der Blätter als Tee Blätter gut zerkleinern! Nicht kochen! camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Wirkungen: • • schwach diuretisch (aquaretisch) stoffwechselanregend Dosierung Birkenpresssaft/Tag Birke, Betula pendula Dosierung Birkenblätter/d in g Gr. Wdk: Kl Wdk: Pferde: Schwein: Hunde: Geflügel: 45,0/500 kg KGW 15,0/100 kg KGW 50,0/500 kg KGW 15,0/100 kg KGW 1,5/ 10 kg KGW 1,5/ 10 kg KGW Gr. Wdk: 200 ml/ 500 kg KGW Kl Wdk: 60 ml/ 100 kg KGW Pferde: 200 ml/ 500 kg KGW Schwein: 60 ml/ 100 kg KGW Hunde: 10 ml/ 10 kg KGW Geflügel: 10 ml/ 10 kg KGW Dosierung Birkenknospen/d in g Gr. Wdk: 10- 50 Kl Wdk: 5-15 Pferde: 10-40 Schwein: 5-10 Hund: 2- 4 sollen deutlich choleretisch wirken camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Medicinal plants extracts affect virulence factors expression and biofilm formation by the uropathogenic Escherichia coli Wojnicz et.al. 2012 Inhibierung der P-Fimbrien: Preisselbeere, Waldmeister, Birke Inhibierung der Curli-Fasern: Preisselbeere camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Inhaltsstoffe: Cumaringlykoside (bei Trocknung Abspaltung des Cumarins), Iridoide, Gallussäure, Kaffeesäure, Hydroxybenzoesäure Anwendung: Inder Volksmedizin bei Leberstauung, Darmstörungen, krampfartigen Zuständen, Durchblutungsstörungen, Beruhigungs- und Schlafmittel Waldmeister Galium odoratum Familie: Rubiaceae (Rötegewächse) Volkstümlich: Maikraut, Leberkraut Verwendete Pflanzenteile: Kraut vor der Blüte In der Spagyrik (Zimpel): Stoffwechselerkrankungen Gewerbliche Nutzung als Maibowle, Waldmeister-Eis etc. ist seit 1981 verboten, da Abusus zu Kopfschmerzen und Daueranwendung zu Tumoren führen können soll. Vorkommen: Nord- und MittelEuropa, Sibirien, Nordafrika camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Medicinal plants extracts affect virulence factors expression and biofilm formation by the uropathogenic Escherichia coli Wojnicz et.al. 2012 Inhibierung der Biofilm-Formation alle: Tag 4, 5 und 6 Ackerschachtelhalm, Bruchkraut: Tag 9 und 10 Brennnessel Ackerschachtelhalm camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Inhaltsstoffe: Silikate (bis 10 %), Aluminium- u. Kaliumchloride, Flavonoide (u.a. Luteolin, Apigenin, Quercetin- u. Kämpferolglykoside) Anwendung: Zur Durchspülung bei Infektion und Entzündung der ableitenden Harnwege; Prophylaxe und Therapie von Nierengrieß, zur adjuvanten Therapie rheumatischer Beschwerden Ackerschachtelhalm, Equisetum arvense Volksmedizin: Gicht, rheumatische Beschwerden, Bindegewebsstärkung usw. Familie: Equisetaceae Volkstümlich: Zinngras, Scheuerkraut, Pferdeschwanz Verwendete Pflanzenteile: Kraut Vorkommen: Europa, Asien, Nordamerika bis arktische Gebiete Acker-SH camvet Jahrestagung 2014 Sumpf-SH Sabine Vollstedt Wirkungen: • • • schwach diuretisch (aquaretisch) bindegewebsfestigend stoffwechselanregend Bewährte Mischungen Mensch (Fintelmann): A Ackerschachtelhalm, Equisetum arvense Dosierung Schachtelhalmkraut pro Tag in g Gr. Wdk, Pferd: Kl Wdk: Hunde: 15,0 - 30,0 5,0 – 25,0 1,0 - 2,0 Wacholderfrüchte Petersilienfrüchte Ackerschachtelhalm Hauhechelwurzel Fenchelfrüchte Pfefferminzblätter zu gleichen Teilen 1-2 TL auf ein Viertelliter kochendes Wasser, 20 Min ziehen lassen, 3mal tägl. 1 Tasse B Petersilienfrüchte Ackerschachtelhalm Thymiankraut zu gleichen Teilen 2 TL auf ein Viertelliter kochendes Wasser, 20 Min ziehen lassen, 3mal tägl. 1 Tasse camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Inhaltsstoffe der Blätter: Silikate, Kalium, Spurenelemente, Flavonoide (u.a. Quercetin-Glykoside wie Rutin; Kämpferolglykoside wie Astragalin); organische Säuren; Scopoletin, Acetylcholin, Histamin, Serotonin; ätherisches Öl, VitaminC u. BKomplex, K; Carotinoide, Steroide, Triterpene, Proteine Wurzel und Früchte zeigen eigene Inhaltsspektren! Brennnessel, Urtica dioica Anwendung: Familie: Urticaceae Volkstümlich: Donnernessel, Hanfnessel, Saunessel, Scharfnessel Verwendete Pflanzenteile: Brennnesselblätter, Brennnesselwurzel Vorkommen: weltweit außer Tropen und Polarregion Zur Durchspülung bei Entzündung der ableitenden Harnwege; Prophylaxe und Therapie von Nierengrieß, zur adjuvanten Therapie rheumatischer Beschwerden Volksmedizin: Gicht, „Blutreinigung“, Verschleimung, Ödeme usw. Bei Prostata-Leiden Wurzelzubereitungen! camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Wirkungen: • • • diuretisch (aquaretisch) antiphlogistisch immunmodulierend Dosierung Brennnesselpresssaft/Tag Brennnessel, Urtica dioica Dosierung Brennnesselkraut/-blätter Mittlere Tagesdosis in g Gr. Wdk: Kl Wdk: Pferde: Schwein: Hunde: Geflügel: 25,0-50,0 10,0-25,0 10,0-50,0 10,0-20,0 0,7- 1,0 3,0-10,0 Gr. Wdk: Kl Wdk: Pferde: Schwein: Hunde: Geflügel: 200 ml/500 kg KGW 60 ml/ 100 kg KGW 200 ml/500 kg KGW 60 ml/ 100 kg KGW 10 ml/ 10 kg KGW 10 ml/ 10 kg KGW Bewährte Mischung (Pahlow): Brennnesselblätter 20,0 Löwenzahnwurzel + Kraut 20,0 Schachtelhalm 10,0 Birkenblätter 5,0 Hagebutten 5,0 2 gehäufte TL mit 1 Viertelliter kochendem Wasser übergießen, 15 Min ziehen lassen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Sun Zi – Die Kunst des Krieges Herausfordern einer Niederlage 1. die Stärke des Feindes zu unterschätzen 2. fehlende Autorität 3. unzureichende Ausbildung (Wissen) 4. ungerechtfertigter Zorn 5. Nichtbeachtung der Disziplin 6. Versäumnis geeignete Kämpfer einzusetzen camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Kleinen Einblick in meine Praxis camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Sabines Hausrezept für Pferde • • • • • • 1 Doppelhandvoll dunklen Leinsamen (80-100g) 1 Handvoll Pflanze abhängig von Jahreszeit und Krankheit (ca. 20 g) mit kochendem Wasser (doppelte Menge) übergiessen (Brei, nicht Suppe) ziehen lassen (mind. 30 min) 1 Handvoll Sonnenblumenkerne mit Schale Mineralfutter camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt Starterset: Westliche Kräuter Standard Brennnesseln, Urtica dioica Mariendistelkraut/-samen, Silybum marianum im Winter Cinnamonum cassia Bockshornkleesamen Trigonella foenum graecum Starterset: Westliche Kräuter Arthrose Mädesüß Filipendula ulmaria Hautprobleme Teufelskralle Harpagophytum procumbens camvet Jahrestagung 2014 Ackerstiefmütterchen Viola arvensis Sabine Vollstedt Starterset: Westliche Kräuter Husten Spitzwegerich Plantago laceolata Ysop Hyssopus officinalis Schafgarbe Achillea millefolium Isländisch Moos Cetraria islandica Immunsystem Sonnenhut Echinacea purpurea Ringelblume Calendula officinalis Starterset: Westliche Kräuter Hormone Herz/Durchblutung Bockshornkleesamen Trigonella foenum graecum Weißdorn Crataegus spp. Mönchspfeffer Vitex agnus castus Ginkgo biloba Ende camvet Jahrestagung 2014 Sabine Vollstedt
