Duale Reihe Medizinische Mikrobiologie E-Book

• Herausgeber: Thieme
• Kategorie: Fachliteratur
• Serie: Duale Reihe
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2022

Seitenzahl: 1904

Beschreibung

<p><strong>2 in 1! Lehrbuch + Kurzlehrbuch zur schnellen Prüfungsvorbereitung. </strong></p> <p>Erreger, Infektionskrankheiten, Prävention: Verschaffe dir den erforderlichen Überblick mit der Dualen Reihe Medizinische Mikrobiologie. Du findest hier das gesamte relevante Wissen zu Virologie, Bakteriologie, Mykologie, Parasitologie, Immunologie, Klinischen Infektiologie und Hygiene.</p> <p><strong>Deine Vorteile:</strong></p> <ul> <li>Lerne entspannt: Die Texte sind klar strukturiert und übersichtlich gestaltet. </li> <li>Verstehe sofort: Auch komplizierte Sachverhalte sind maximal verständlich beschrieben. </li> <li>Merke es dir leichter: Exzellente Fotos und Grafiken zeigen anschaulich Erreger, Abläufe und Krankheitsbilder. </li> <li>Lerne nachhaltig: Klinische Fotos, Fallbeispiele und Exkurse machen dir Zusammenhänge klar und schaffen den Praxisbezug. </li> <li>Wähle selbst: Wiederhole die Inhalte schnell mit dem integrierten Repetitorium oder lies vertieft im eigentlichen Lehrbuch. Die hilfreichen Abbildungen und Tabellen hast du in beiden Fällen stets im Blick!</li> <li>Plus: Addendum zu SARS-CoV-2</li> </ul> <p>Die duale Wirkung kurzgefasst: Das bewährte Lehrbuch enthält alles, was du wissen musst. Zusätzlich findest du die wichtigsten Inhalte in der Randspalte zum schnellen Wiederholen und zur gezielten Prüfungsvorbereitung.</p> <p>Gut zu wissen: Der Buchinhalt steht dir ohne weitere Kosten digital in unserem Lernportal via medici und in der Wissensplattform eRef zur Verfügung (Zugangscode im Buch). Mit der kostenlosen eRef App hast du viele Inhalte auch offline immer griffbereit.</p>

Leseprobe

Duale Reihe

Medizinische Mikrobiologie

Herbert Hof, Dirk Schlüter, Rüdiger Dörries

Dunja Bruder, Oliver A. Cornely, Rüdiger Dörries, Gernot Geginat, Herbert Hof, Udo Reischl, Dirk Schlüter, Paul Schnitzler, Constanze Wendt

8., unveränderte Auflage

560 Abbildungen

Vorwort

Das Thema „Infektion“ hat wegen der schwerwiegenden medizinischen Probleme, die durch die Pandemie mit dem Coronavirus hervorgerufen werden, bei vielen verschiedenen medizinischen Fachkreisen und auch bei Politikern sowie bei der Bevölkerung erheblich an Aufmerksamkeit gewonnen. Darüber hinaus wird an diesem Beispiel klar, dass Seuchen auch heute noch – trotz der Fortschritte in den Kenntnissen über die biologischen Grundlagen und dem klinischen Management – eine Bedrohung für Individuen und die Gesamtbevölkerung darstellen. Auch unter den Studierenden der Medizin wird dieser Lehr- und Lernstoff „Medizinische Mikrobiologie und Hygiene“ offensichtlich als Folge dieses omnipräsenten Problems verstärkt wahrgenommen, denn die 7. Auflage des Buches war in kurzer Zeit vergriffen. Somit wurde kurzfristig eine 8. Auflage notwendig. Eine wesentliche Ergänzung der aktuellen Auflage ist das Addendum zum aktuellen Thema Coronavirus. Die Biologie der Viren, die Diagnostik der Erkrankung und die Prävention mittels Impfung ist im Detail noch einmal dargestellt, um das spezielle Interesse an diesem brennenden Thema zu befriedigen. Ansonsten bleibt die 8. Auflage bis auf einige Präzisierungen/Korrekturen/Verbesserungen gegenüber der 7. Auflage praktisch unverändert.

Grundsätzlich behandelt dieses Gebiet der Medizin ein breites Spektrum an Krankheiten, das über den aktuellen Schwerpunkt hinaus berücksichtigt werden sollte. In der Tat nehmen viele Infektionen, z.B. die Malaria, parallel zu dieser weltweiten Herausforderung an Häufigkeit zu – weil die notwendigen Maßnahmen der Priorität der Corona-Pandemie geopfert werden. Auch die Bedrohung von abwehrgeschwächten und alten Menschen durch opportunistische Erreger sowie multiresistente Bakterien und Pilze nimmt weiterhin zu. Man sollte diesen anderen Infektionserreger gerade jetzt weiterhin Beachtung und Aufmerksamkeit schenken. Insbesondere wenn keine geeigneten Möglichkeiten einer gezielten Therapie zur Verfügung stehen, steigt die Bedeutung der Prävention umso mehr!

Heidelberg und Hannover im Januar 2022

Herbert Hof, Dirk Schlüter

Inhaltsverzeichnis

Titelei

Vorwort

Teil I Grundlagen

1 Einführung in die Medizinische Mikrobiologie und Hygiene

1.1 Übersicht

1.2 Geschichtliche Entwicklung

1.3 Einteilung der Mikroorganismen

1.3.1 Subzelluläre biologische Objekte

1.3.2 Einzellige Mikroorganismen (Protisten)

1.3.3 Mehrzellige Lebewesen

2 Allgemeine Infektionslehre

2.1 Genetische Verwandtschaft der Mikroorganismen

2.2 Mikroorganismen als Nützlinge bzw. Schädlinge

2.2.1 Ökologische Bedeutung

2.2.2 Körpereigene Flora

2.3 Mikroorganismen als Krankheitserreger

3 Diagnostik

3.1 Anamnese

3.2 Klinische Zeichen

3.3 Klinisch-chemische Merkmale

3.4 Histologische Verfahren

3.5 Bildgebende Verfahren

3.6 Mikrobiologische Diagnostik

3.6.1 Präanalytik

3.6.2 Analytik

3.7 Umgang mit potenziell pathogenen Mikroorganismen

3.7.1 Arbeiten mit gentechnisch veränderten Organismen (GVO)

4 Grundlagen der antimikrobiellen Chemotherapie

4.1 Einführung

4.2 Grundregeln der antimikrobiellen Therapie

4.2.1 Mikrobiologische Aspekte

4.2.2 Pharmakologische Aspekte

4.2.3 Toxikologische und ökonomische Aspekte

Teil II Immunologie

5 Einleitung und Grundbegriffe

5.1 Einteilung und Aufgaben des Immunsystems

5.1.1 Einteilung des Immunsystems

5.1.2 Aufgaben des Immunsystems

6 Strukturelemente des Immunsystems

6.1 Allgemeines

6.2 Organe des Immunsystems

6.2.1 Primäre lymphatische Organe

6.2.2 Sekundäre lymphatische Organe

6.3 Zellen des Immunsystems

6.3.1 Allgemeines

6.3.2 Die myeloische Zelllinie

6.3.3 Die lymphoide Zelllinie

7 Das Erkennen von „fremd“ durch Zellen des Immunsystems

7.1 Allgemeines

7.2 Erkennung von Infektionserregern durch Zellen des angeborenen Immunsystems

7.2.1 Mustererkennungsrezeptoren (PRRs)

7.2.2 Rezeptoren für Opsonine

7.3 Erkennung von Infektionserregern durch Lymphozyten

7.3.1 B-Zell-Antigenrezeptor (BCR)

7.3.2 Antigenerkennung durch B-Lymphozyten

7.3.3 Der T-Zell-Antigenrezeptor

7.3.4 Antigenerkennung durch T-Lymphozyten

8 Mechanismen der angeborenen und der erworbenen Immunabwehr

8.1 Allgemeines

8.2 Die angeborene Immunabwehr

8.2.1 Physikalische, chemische und mikrobiologische Barrieren

8.2.2 Opsonisierung und Komplementsystem

8.2.3 Zelluläre Abwehr durch Phagozyten

8.2.4 Induzierbare Effektorsysteme

8.3 Die erworbene Immunabwehr

8.3.1 Die afferente Phase

8.3.2 Die Induktionsphase

8.3.3 Die efferente Phase

8.3.4 Das Gedächtnis der adaptiven Immunantwort

9 Defekte und deregulierte Immunantwort

9.1 Allgemeines

9.2 Die defekte Immunantwort

9.2.1 Humorale Defekte

9.2.2 Zelluläre Defekte

9.3 Die überschießende Immunantwort

9.3.1 Hypersensitivität vom Typ I (Allergie)

9.3.2 Hypersensitivität vom Typ II

9.3.3 Hypersensitivität vom Typ III

9.3.4 Hypersensitivität vom Typ IV

9.4 Die autospezifische Immunantwort

9.4.1 Autoimmunerkrankungen

9.4.2 Mechanismen der Selbsttoleranz

9.4.3 Verlust der Selbsttoleranz

9.4.4 Pathomechanismen der Autoimmunreaktion

Teil III Virologie

10 Allgemeine Virologie

10.1 Ursprünge der Virologie und ihr Weg zur modernen Biowissenschaft

10.2 Virion und Virus

10.2.1 Zusammensetzung und Struktur

10.2.2 Abgrenzung zu anderen Mikroorganismen

10.3 Molekulare Virologie und Genetik

10.3.1 Evolution viraler Erbinformationen

10.4 Klassifikation von Viren

10.5 Virus und Wirtszelle

10.5.1 Vermehrungszyklus

10.5.2 Zytopathogener Effekt

10.6 Pathogenese

10.6.1 Eindringen in den Wirt

10.6.2 Primärreplikation

10.6.3 Ausbreitung im Körper

10.6.4 Organmanifestation

10.6.5 Ausscheidung und Transmission

10.7 Immunabwehr

10.7.1 Unspezifische Abwehr

10.7.2 Spezifische Abwehr

10.7.3 Immunevasion

10.8 Verlaufsformen viraler Infektionen

10.8.1 Akute Virusinfektion

10.8.2 Persistierende Virusinfektion

10.9 Prophylaxe und Therapie von Virusinfektionen

10.9.1 Prophylaxe

10.9.2 Antivirale Chemotherapie

10.9.3 Zytokine als virostatische Therapeutika

11 Spezielle Virologie

11.1 Übersicht

11.2 Viren mit positivsträngigem RNA-Genom

11.2.1 Picornaviridae

11.2.2 Caliciviridae

11.2.3 Hepeviridae

11.2.4 Coronaviridae

11.2.5 Togaviridae

11.2.6 Flaviviridae

11.2.7 Retroviridae

11.3 Viren mit negativsträngigem RNA-Genom

11.3.1 Paramyxoviridae

11.3.2 Rhabdoviridae

11.3.3 Filoviridae

11.3.4 Deltavirus

11.3.5 Arenaviridae

11.3.6 Bunyaviridae

11.3.7 Orthomyxoviridae

11.4 Viren mit doppelsträngigem RNA-Genom

11.4.1 Reoviridae

11.5 Viren mit DNA-Genom

11.5.1 Herpesviridae

11.5.2 Papillomaviridae

11.5.3 Polyomaviridae

11.5.4 Parvoviridae

11.5.5 Adenoviridae

11.5.6 Poxviridae

11.5.7 Hepadnaviridae

11.6 Viroide und Prionen

11.6.1 Viroide

11.6.2 Prionen

Teil IV Bakteriologie

12 Allgemeine Bakteriologie

12.1 Struktur und Funktion der Bakterienzelle

12.1.1 Genetische Struktur und Organisation

12.1.2 Zytoplasma – Proteinsyntheseapparat

12.1.3 Zytoplasmatische Membran – Energieproduktionsapparat

12.1.4 Zellwand

12.1.5 Äußere Membran bei gramnegativen Bakterien

12.1.6 Zellwanddefekte

12.1.7 Fimbrien und Pili

12.1.8 Kapseln

12.1.9 Geißeln (Flagellen)

12.1.10 Sporen

12.1.11 Extrazelluläre Toxine

12.2 Physiologie und Kultur der Bakterien

12.3 Grundlagen der antibakteriellen Chemotherapie

12.3.1 Naturstoffe mit antimikrobieller Wirkung

12.3.2 Endogene Antibiotika des Menschen

12.3.3 Antibiotika und antimikrobielle Chemotherapeutika

12.3.4 Wirkspektrum

12.3.5 Wirkqualität

12.3.6 Wirkmechanismus

12.3.7 Resistenz

12.3.8 Pharmakokinetik

12.3.9 Verträglichkeit und unerwünschte Wirkungen

12.3.10 Überlegungen zum rationalen Einsatz von Antibiotika

13 Spezielle Bakteriologie

13.1 Übersicht

13.2 Grampositive Kokken

13.2.1 Staphylokokken

13.2.2 Streptokokken

13.2.3 Enterokokken

13.2.4 Mikrokokken

13.2.5 Anaerobe Kokken

13.3 Grampositive, aerobe, nicht sporenbildende Stäbchenbakterien

13.3.1 Listerien

13.3.2 Korynebakterien

13.3.3 Nokardien

13.4 Grampositive, mikroaerophile bis anaerobe, nicht sporenbildende Stäbchenbakterien

13.4.1 Lactobacillus

13.4.2 Bifidobacterium

13.4.3 Gardnerella

13.4.4 Propionibacterium

13.4.5 Aktinomyzeten

13.5 Grampositive, aerobe, sporenbildende Stäbchenbakterien

13.5.1 Bazillen

13.6 Grampositive, anaerobe, sporenbildende Stäbchenbakterien

13.6.1 Clostridium

13.7 Mykobakterien

13.7.1 Tuberkuloseerreger

13.7.2 NTM

13.7.3 Mycobacterium leprae

13.8 Gramnegative Kokken

13.8.1 Gramnegative aerobe Kokken

13.8.2 Eikenella

13.8.3 Moraxella catarrhalis

13.8.4 Kokkoide, aerobe Kurzstäbchen

13.9 Gramnegative aerobe, nicht fermentierende Stäbchenbakterien (Pseudomonadaceae)

13.9.1 Pseudomonas

13.10 Enterobacterales

13.10.1 Salmonella

13.10.2 Shigella

13.10.3 Escherichia

13.10.4 Yersinia

13.10.5 Klebsiella

13.10.6 Klebsiella granulomatis

13.10.7 Enterobacter

13.10.8 Serratia

13.10.9 Proteus

13.11 Vibrio (Vibrionen)

13.11.1 Vibrio cholerae

13.11.2 Vibrio parahaemolyticus

13.11.3 Vibrio vulnificus

13.12 Diverse gramnegative aerobe Stäbchenbakterien

13.12.1 Brucella

13.12.2 Francisella

13.12.3 Bordetella

13.12.4 Legionella

13.12.5 Pasteurella und Mannheimia

13.12.6 Haemophilus

13.13 Spirochäten

13.13.1 Treponema

13.13.2 Borrelia

13.13.3 Leptospira

13.14 Weitere gramnegative, gebogene und schraubenförmige Stäbchenbakterien

13.14.1 Campylobacter

13.14.2 Helicobacter

13.15 Bacteroidales, Fusobacteriaceae

13.16 Obligat intrazelluläre Bakterien

13.16.1 Chlamydiaceae

13.17 Rickettsiaceae

13.17.1 Rickettsia

13.17.2 Ehrlichia

13.17.3 Coxiella

13.17.4 Bartonella und Afipia

13.18 Mollicutes (zellwandlose Bakterien): Mycoplasmataceae

13.18.1 Mycoplasma

Teil V Mykologie

14 Allgemeine Mykologie

14.1 Übersicht

14.2 Bedeutung

14.2.1 Allergie

14.2.2 Intoxikation

14.2.3 Infektion

14.3 Merkmale und Klassifikation

14.3.1 Nomenklatur

14.3.2 Strukturen

14.4 Diagnostik

14.4.1 Mikroskopischer Nachweis

14.4.2 Kultureller Nachweis

14.4.3 Molekularbiologischer Nachweis

14.4.4 Antigennachweis

14.4.5 Serologischer Nachweis

14.4.6 Klinische und bildgebende Verfahren

14.5 Therapie

14.5.1 Antimykotika

14.5.2 Resistenzen

15 Medizinisch relevante Pilze

15.1 Dermatophyten

15.2 Sprosspilze

15.2.1 Askomyzetische Sprosspilze

15.2.2 Basidiomyzetische Sprosspilze

15.3 Schimmelpilze

15.3.1 Aspergillus

15.3.2 Penicillium

15.3.3 Phaeohyphomyzeten („Schwärzepilze“, Dematiaceen)

15.4 Mucoraceen

15.4.1 Andere Schimmelpilze

15.5 Dimorphe Pilze

15.5.1 Histoplasma capsulatum

15.5.2 Blastomyces dermatitidis

15.5.3 Coccidioides immitis

15.5.4 Sporothrix

15.6 Außergewöhnliche Pilze

15.6.1 Pneumocystis jirovecii

15.6.2 Mikrosporidien

Teil VI Protozoen

16 Einführung – Allgemeine Parasitologie

16.1 Einteilung

16.2 Begriffsdefinitionen

16.3 Bedeutung

17 Allgemeines zu Protozoen

17.1 Definition und Klassifikation

17.2 Nachweis

17.3 Bedeutung

18 Medizinisch relevante Protozoen

18.1 Sporozoen

18.1.1 Plasmodien

18.1.2 Babesia

18.1.3 Toxoplasma gondii

18.1.4 Sarcocystis

18.1.5 Cystoisospora

18.1.6 Cryptosporidium

18.1.7 Blastocystis hominis

18.1.8 Cyclospora cayetanensis

18.2 Ziliaten

18.2.1 Balantidium coli

18.3 Rhizopoden

18.3.1 Pathogene Darmamöben

18.3.2 Pathogene frei lebende Amöben

18.4 Flagellaten

18.4.1 Trypanosoma

18.4.2 Leishmanien

18.4.3 Trichomonaden

18.4.4 Giardia duodenalis

Teil VII Helminthen

19 Allgemeines

19.1 Einführung

19.2 Diagnose von Wurminfestationen

19.3 Anthelminthika

20 Nematoda (Fadenwürmer)

20.1 Allgemeines

20.2 Nematoden mit Darminfestationen

20.2.1 Oxyuridae

20.2.2 Ascarididae

20.2.3 Ancylostomatidae

20.2.4 Rhabditidae

20.2.5 Trichuridae

20.3 Nematoden mit extraintestinalen Infestationen

20.3.1 Trichinella

20.3.2 Filariidae

20.3.3 Spiruridae

21 Trematoda (Saugwürmer)

21.1 Allgemeines

21.2 Schistosomatidae

21.2.1 Schistosoma haematobium

21.2.2 Schistosoma japonicum, Schistosoma mekongi

21.2.3 Schistosoma mansoni, Schistosoma intercalatum

21.2.4 Schistosomatidae als Erreger der Zerkariendermatitis

21.3 Leberegel

21.3.1 Opisthorchiidae

21.3.2 Dicrocoeliidae

21.3.3 Leberegel der Familie Fasciolidae

21.4 Darmegel der Familie Fasciolidae

21.4.1 Fasciolopsis buski

21.5 Lungenegel

21.5.1 Paragonimidae

21.6 Blutegel

22 Cestoda (Bandwürmer)

22.1 Allgemeines

22.2 Cyclophyllidae

22.2.1 Taeniidae

22.2.2 Echinococcus

22.2.3 Hymenolepidae

22.3 Pseudophyllidae

22.3.1 Diphyllobothrium latum

Teil VIII Arthropoden

23 Allgemeines zu Arthropoden

23.1 Biologie der Arthropoden

23.2 Medizinische Bedeutung der Arthropoden

23.2.1 Giftwirkung

23.2.2 Parasitismus

23.2.3 Vektorfunktion

23.2.4 Allergische Reaktion

23.2.5 Psychische Reaktionen

23.2.6 Prophylaktische Maßnahmen und Bekämpfung

24 Wichtige, medizinisch relevante Arthropoden

24.1 Klasse Arachnida (Spinnentiere)

24.1.1 Schildzecken

24.1.2 Milben

24.2 Klasse Insecta (Insekten)

24.2.1 Ordnung Heteroptera (Wanzen)

24.2.2 Ordnung Siphonaptera (Flöhe)

24.2.3 Ordnung Anoplura (Läuse)

24.2.4 Ordnung Diptera (Zweiflügler)

Teil IX Klinische Infektiologie

25 Einführung

26 Infektionen des ZNS

27 Infektionen des Auges

27.1 Allgemeines

27.2 Infektionen der Augenlider

27.3 Infektionen der Bindehaut

27.4 Infektionen der Hornhaut

27.5 Intraokuläre Infektionen

27.5.1 Uveitis

27.5.2 Endophthalmitis

27.6 Infektionen der Orbita

27.7 Infektionen der Tränenorgane

28 Infektionen des Ohres

28.1 Infektionen des äußeren Gehörgangs

28.2 Infektionen des Mittelohrs

29 Infektionen der oberen Luftwege

29.1 Infektionen von Nase und Nasennebenhöhlen

29.2 Infektionen von Rachen und Larynx

30 Infektionen der unteren Luftwege

30.1 Infektionen von Trachea und Bronchien

30.1.1 Akute Tracheobronchitis

30.1.2 Chronische Bronchitis bzw. akute Exazerbation/Infektexazerbation der COPD

30.1.3 Bronchiolitis

30.2 Infektionen des Lungenparenchyms und der Pleura

30.2.1 Pneumonie

30.2.2 Lungenabszess

30.2.3 Pleuritis und Pleuraempyem

31 Infektionen des Herzens

31.1 Perikarditis

31.2 Myokarditis

31.3 Endokarditis

32 Infektionen des Verdauungstraktes

32.1 Infektionen von Mund und Zähnen

32.2 Ösophagitis

32.3 Enteritis

32.4 Peritonitis

33 Infektionen von Leber, Galle und Pankreas

33.1 Hepatitis

33.2 Bakterielle Cholezystitis und Cholangitis

33.3 Akute Pankreatitis

34 Infektionen der Niere und der ableitenden Harnwege

34.1 Allgemeines

34.2 Harnwegsinfektion – Zystitis und Pyelonephritis

34.3 Urethritis

35 Infektionen der Geschlechtsorgane

35.1 Infektionen der männlichen Geschlechtsorgane

35.1.1 Orchitis

35.1.2 Epididymitis

35.1.3 Prostatitis

35.2 Infektionen der weiblichen Geschlechtsorgane

35.2.1 Vulvitis

35.2.2 Vaginitis (Kolpitis)

35.2.3 Infektionen des inneren Genitales

36 Infektionen von Knochen und Gelenken

36.1 Osteomyelitis

36.2 Arthritis

37 Infektionen der Haut und der Weichteile

37.1 Allgemeines

37.2 Wundinfektionen

37.3 Phlegmone/Abszess

37.4 Diabetisches Fußsyndrom

37.5 Nekrotisierende Fasziitis

37.6 Bissverletzungen

37.7 Dermatomykosen

38 Weitere Infektionen

38.1 Sepsis

38.2 Infektionen während der Schwangerschaft/Geburt

38.3 Infektionen im Alter

38.4 Infektionen bei Abwehrschwäche

38.5 STD (sexually transmitted diseases)

38.6 Importierte Infektionen

38.7 Postinfektionssyndrome

39 Biologische Kriegführung bzw. Bioterrorismus

39.1 Potenzielle mikrobielle Kampfmittel

Teil X Hygiene und Impfungen

40 Einführung

40.1 Grundlagen

40.2 Grundvoraussetzungen für eine hohe Lebenserwartung

40.3 Aktueller Stellenwert der Hygiene

41 Aufgabengebiete der Hygiene

41.1 Gesundheitserziehung

41.2 Lebensmittelhygiene

41.3 Trinkwasserhygiene

41.3.1 Natürliche Wasserquellen

41.3.2 Trinkwasser

41.4 Hygiene von Badewasser und Abwasser

41.4.1 Badewasserhygiene

41.4.2 Abwasserhygiene

41.5 Umwelthygiene

41.6 Epidemiologie

41.6.1 Grundlagen

41.6.2 Persistenz von Erregern in der Umwelt und spezielle Reservoire

41.6.3 Infektionsquellen bzw. Übertragungswege

41.7 Infektionsschutzgesetz (IfSG)

41.7.1 Meldepflicht

41.7.2 Zuständigkeit bei der Behandlung von übertragbaren Krankheiten

41.7.3 Gemeinschaftseinrichtungen

41.7.4 Umgang mit und Transport von infektiösem Material

41.7.5 Quarantänekrankheiten

41.7.6 Weitere Bestimmungen

41.8 Krankenhaushygiene bzw. nosokomiale Infektionen

41.8.1 Grundlagen

41.8.2 Prophylaxe

42 Desinfektion und Sterilisation

42.1 Desinfektion

42.1.1 Arten der Desinfektion

42.1.2 Desinfektionsverfahren

42.1.3 Substanzen zur Desinfektion

42.2 Sterilisation

42.2.1 Sterilisationstechniken

42.2.2 Sonstige Verfahren mit eingeschränktem Einsatzbereich

42.2.3 Kontrolle der Sterilisiervorgänge

42.2.4 Verpackung des sterilisierten Materials

42.2.5 Dokumentation

43 Impfungen

43.1 Allgemeines

43.2 Passive Immunisierung

43.3 Aktive Immunisierung

43.3.1 Totimpfstoffe

43.3.2 Lebendimpfstoffe

43.3.3 Kombinationsimpfstoffe

43.4 Individueller versus kollektiver Gewinn durch Impfungen

43.5 Impfpflicht

43.6 Impfempfehlungen

43.7 Weitere Impfstrategien

43.8 Impfdokumentation

43.9 Zukünftige Entwicklungen

Teil XI Addendum

44 SARS-CoV-2 – Covid-19

Anschriften

Sachverzeichnis

Impressum/Access Code

Teil I Grundlagen

Herbert Hof, Gernot Geginat, Udo Reischl

1 Einführung in die Medizinische Mikrobiologie und Hygiene

2 Allgemeine Infektionslehre

3 Diagnostik

4 Grundlagen der antimikrobiellen Chemotherapie

2 Allgemeine Infektionslehre

Herbert Hof

2.1 Genetische Verwandtschaft der Mikroorganismen

Im genetischen Stammbaum der Lebewesen ( ▶ Abb. 2.1) bilden die Bakterien einen eigenen Zweig; Pilze und Parasiten stehen näher bei den Tieren.

Lebewesen haben viele gemeinsame Strukturprinzipien, die zu ihrer Einteilung bzw. Klassifikation genutzt werden können. Einen hohen Stellenwert hat dabei der genetische Verwandtschaftsgrad, der zur Erstellung von Stammbäumen verwendet wird ( ▶ Abb. 2.1).

Offensichtlich bilden die Bakterien einen eigenen Zweig, während die Pilze und Parasiten viel näher bei den Tieren stehen. Mikroorganismen sind also keine einheitliche Gruppe von Lebewesen. Die Helminthen (Würmer) sowie die Arthropoden (Gliederfüßler) sind zwar keine Mikroorganismen im engen Sinne, aber ihnen kommt Bedeutung als Krankheitserreger zu, sodass sie in diesem Lehrbuch erwähnt werden. In diesem genetischen Stammbaum erscheinen Viren nicht, da sie eigentlich keine Lebewesen sind; dennoch spielen diese Mikroorganismen eine große Rolle als Krankheitserreger, weshalb ihnen ein breiter Raum in diesem Buch zukommt.

Universeller phylogenetischer Stammbaum (genetic tree of life)

Abb. 2.1 Universeller phylogenetischer Stammbaum nach Carl Woese, basierend auf Sequenzvergleichen der 16(18)S r-RNA-Gene. Bakterien bilden einen eigenen Zweig, während Pilze und Parasiten näher bei den Tieren stehen.

2.2 Mikroorganismen als Nützlinge bzw. Schädlinge

Zwei Drittel der Biomasse der Erde besteht aus Mikroorganismen.

Allein die Tatsache, dass mehr als zwei Drittel der Biomasse der Erde aus Mikroorganismen besteht, belegt ihre immense und vielfältige Rolle für Natur und Menschen. Wegen ihres riesigen Repertoires an Stoffwechselleistungen und ihrer Adaptationsfähigkeit können die Millionen an unterschiedlichen Keimarten in äußerst verschiedenen ökologischen Nischen in der Umgebung von bzw. auf und im Menschen leben und gedeihen.

2.2.1 Ökologische Bedeutung

Das Gros der Umweltkeime hat seine unüberschätzbare Rolle in der Schaffung von Grundvoraussetzungen für das Leben von Pflanzen, Tieren und Menschen, indem sie den Kreislauf der anorganischen und organischen Materie der Natur mitbestimmen.

Den Mikroorganismen kommt eine enorme Bedeutung für die Beschaffenheit der Umwelt zu.

So schaffen etwa die sulfitreduzierenden Bakterien im Erdreich Sulfate, welche für die Pflanzen notwendig sind; von anderen Bakteriengesellschaften im Boden wird Ammonium zu Nitrit umgebaut und den Pflanzen angeboten. Andere, die mit den Wurzeln von Leguminosen in Symbiose leben, binden N2 aus der Luft. Für die Erhaltung des ökologischen Gleichgewichtes in der Biosphäre sind Mikroorganismen also essenziell. Einige Keime sind wahre Spezialisten. So haben selbst pathogene, gefürchtete Keime wie Pseudomonas aeruginosa, der Erreger des blaugrünen Wundeiters, und anderer nosokomialer Infektionen, außerhalb des Menschen segensreiche Wirkungen, sie können von Erdöl verseuchte Böden wieder sanieren. Andere Bakterien dagegen produzieren z. B. Methan oder Lachgas, welche als sog. Treibhausgase den Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre beschleunigen und so einen Klimawechsel fördern.

Manche Pilze sind unabdingbar für das Wachstum von größeren Pflanzen; nur wenn diese Pilze eine Symbiose mit den Wurzeln der Pflanzen (Mykorrhiza) eingehen, können die notwendigen Nährstoffe aus dem Boden resorbiert werden.

Sie können aber auch indirekt schädlich auf die menschliche Gesundheit wirken. Beispiele hierfür sind eine Minderung der Nahrungsmittelqualität oder auch der -quantität (durch Ernteausfälle).

Indirekt tragen Mikroorganismen ganz wesentlich zur Erhaltung und – auch – zur Gefährdung der Gesundheit bei, z. B. durch ihren Einfluss auf die Nahrungsmittelproduktion. Einerseits sind manche Mikroorganismen pflanzen- bzw. tierpathogen und durch ihr Wirken kommt es zu erheblichen Ernte- und Ertragsausfällen oder zu einer Verminderung der Qualität der Nahrungsmittel; Mikroorganismen sind also in vielen Fällen Ursache von Hungersnöten und Unterernährung, der größten Geißel der Menschheit. Andererseits sind manche Mikroorganismen entscheidend für die Produktion, Verbesserung und Verfeinerung von Nahrungsmitteln.

2.2.2 Körpereigene Flora

Viele Körperregionen sind mikrobiell mit einer charakteristischen Population von diversen Mikroorganismen besiedelt ( ▶ Abb. 2.2). Dies bezeichnet man als Mikrobiom. Das Mikrobiom dient der Gesundheit, allerdings enthält diese autochthone Flora fakultativ pathogene Mikroorganismen, sodass endogene Infektionen möglich sind.

Auch der Mensch selber beherbergt in seiner sog. natürlichen Flora meist apathogene Keime ( ▶ Abb. 2.2). Vor allem die große Masse und Vielzahl der Bakterien im Darm stellen regelrecht ein eigenes Organ (Mikrobiom) dar. Sie dienen der Gesundheit, z.B. durch die Produktion antimikrobieller Wirkstoffe oder auch durch den Entzug von Nährstoffen, welche von pathogenen Keimen benötigt werden, oder durch Stimulierung des Immunsystems und anderer Organe. Manche Keime dieser autochthonen Flora sind fakultativ pathogen, sodass endogene Infektionen möglich sind. Offensichtlich sind auch Organe, die bislang als steril erachtet wurden, wie etwa die Harnblase und die Plazenta, natürlicherweise kolonisiert.

Merke

Die menschlichen Körperstellen und Exkremente, die von jeweils charakteristischen Populationen von Mikroorganismen besiedelt sind:

Mundhöhle, Darm

Lunge

Haut

Harnblase

Vagina, Cervix uteri, Uterus und Plazenta

Muttermilch

männlicher Samen.

Die Menge und Art der Mikroorganismen variiert zwischen den verschiedenen Körperstellen und ist abhängig von Alter und Lebensbedingungen. Die größte Keimdichte herrscht mit ca. 1014 Bakterienzellen im Dickdarm. Die Menge des fremden Genmaterials ist etwa 150-mal größer als die des menschlichen Genoms, daher spricht man von einem 2. Genom. Der Mensch erlebt so als Holobiont eine Symbiose eigener und fremder Gene.

Je nach Alter und den Lebensbedingungen beherbergen diese Körperstellen ständig eine Standortflora, die evtl. noch durch transiente Keime ergänzt werden kann. Während früher nur die kultivierbaren Keime gezählt wurden, hat sich durch die Anwendung von modernen Methoden der Molekularbiologie, wie etwa dem ▶ Next Generation Sequencing (NGS), die Möglichkeit ergeben, das gesamte Fremdgenom zu bestimmen. Dieses Femdgenom besteht aus > 1000 verschiedenen Mikroben nämlich aus Viren (z.B. Bakteriophagen), Bakterien, Pilzen und Protozoen.

Die Menge der Mikroorganismen variiert stark in den einzelnen Körperstellen ( ▶ Abb. 2.2). In der Lunge treten > 600 verschiedene Spezies auf. Die größte Keimdichte findet man im Dickdarm mit ca. 1014 Bakterienzellen, während der menschliche Körper dagegen aus nur 1012 Zellen besteht! Die Menge des fremden Genmaterials mit ca. 3,3 Millionen Genen ist etwa 150-fach größer als das menschliche Genom; man spricht von einem 2. Genom. Der Mensch als Holobiont erlebt also eine Symbiose von körpereigenen und vielen körperfremden Genen.

Der Einfluss der natürlichen Keimflora für den Menschen ist am Beispiel der Darmflora dargestellt. Sie hat positiven wie negativen Einfluss. Ist sie also Freund oder Feind?

Dieses natürliche Ökosystem besteht z.T. aus harmlosen Kommensalen, aber auch aus potenziell pathogenen Mikroorganismen und solchen, welche die Entwicklung und die Homöostase des Menschen dirigieren.

Beispielsweise regulieren die Darmmikroben regional die Peristaltik, die Durchblutung des Darmes sowie die sekretorische Aktivität der Darmepithelzellen. Sie beeinflussen auch die Funktionen diverser Organe. Unter anderem die Funktion des Gehirns („Die Darm-Hirn-Achse“), es gibt Hinweise auf eine ursächliche Rolle bei Autismus. Die Entwicklung des Immunsystems des Darmes und darüber hinaus auch des gesamten Körpers wird durch das Mikrobiom gesteuert: So ist es beteiligt an der Entstehung von Asthma sowie von chronischen Entzündungen des Darmes und der Gelenke. Auch bei der Entstehung des metabolischen Syndroms oder des Diabetes mellitus spielt es eine Rolle. Die Darmflora dient zudem auch als Quelle für endogene Infektionen mit potenziell pathogenen Erregern. Also Freund oder Feind?

Keimbesiedlung im Mund bis in den Darm

Abb. 2.2

Das Metabolom stoffwechselaktiver Darmbakterien enthält massenhaft Enzyme, Vitamine und Fettsäuren (z.B. short-chain fatty acids; SCFAs), so kann der Darminhalt als eigenes Organ betrachtet werden.

Die stoffwechselaktiven Darmbakterien produzieren massenhaft Enzyme, Vitamine (speziell Vitamin K) und andere Stoffe wie etwa die kurzkettigen Fettsäuren (z.B. short-chain fatty acids; SCFAs). Ihre Metaboliten nennt man das Metabolom. Somit ist der Darminhalt als ein eigenes Organ mit ca. 2 kg Gewicht zu betrachten.

Einige Beispiele für Auswirkungen des Mikrobioms des Darmes sind

Abbau von Fremdstoffen (Xenobiotika) wie Toxinen und Kanzerogenen, z.B. Acrylamid. Allerdings können manche Bakterien kanzerogene Nahrungsbestandteile auch aktivieren, z.B. indem sie Nitrosamin aus Nitrit und Nitrat erzeugen!

Eubacterium spp. und weitere Bakterien sowie Pilze degradieren Mykotoxine, wie Aflatoxin, Ochratoxin und Fumonisin, s. Kapitel ▶ Mykologie, in der Nahrung.

Modulation von Pharmaka: Östrogene und Herzglykoside, welche in der Leber glukuronidiert und damit inaktiv wurden, werden im Kolon deglukoronidiert. Diese pharmakologisch aktiven Derivate tragen zur Effektivtät bei. Die Wirkung mancher Krebstherapien hängt daher z.T. von der Zusammensetzung der Darmflora ab.

Viele der üblichen Darmbakterien verwerten Gallensäuren und können so bewirken, dass etwa die Sporen von Clostridioides difficile nicht mehr in der Lage sind auszukeimen. Da nur die vegetativen Bakterienzellen die schädlichen Toxine bilden können, unterbleibt so eine Enteritis.

Firmicutes können mit ihren Enzymen auch pflanzliche Fasern spalten, sodass schlussendlich eine bessere Futterverwertung resultiert. Bis zu 20 % mehr Kalorien können aus der Nahrung gewonnen werden. Das Körpergewicht wird also in erheblichem Maße durch die Zusammensetzung der Darmflora bedingt.

Harmlose Darmbakterien tragen zur „colonization resistance“ bei, indem sie z.B. mittels ▶ Bacteriocinen und Peroxiden die Kolonisierung mit fremden, pathogenen Erregern verhindern.

Die harmlose Standortflora verdrängt pathogene Erreger von den Mukosazellen und verhindert somit deren Adhäsion und damit schon den Beginn einer Schädigung.

Bakterielle Metaboliten, z.B. SCFA, ernähren die Darmepithelzellen (Enterozyten).

Produktion von Vitaminen (Vitamin K).

Stimulierung und Erziehung des mukosaassoziierten Immunsystems (cross talk between bacteria and the immune system).

Eine ganz besondere Rolle spielen die kurzkettigen Fettsäuren, die sog. short-chain fatty acids (SCFAs), die das Mikrobiom im Darm aus pflanzlichen Kohlenhydraten bildet.

Merke

Die Rolle der SCFAs (short-chain fatty acids)

rasche Absorption durch die Darmepithelzellen:

Butyrat wird von den Darmepithelzellen als notwendige Energiequelle genutzt

Propionat wird hauptsächlich von der Leber verwendet

Acetat wird systemisch verteilt und erreicht periphere Gewebe.

SCFAs stärken die lokale Abwehr: Sie induzieren die Produktion von IgA und Zytokinen, wie IL17 und IL22. Weiterhin stimulieren sie die Produktion von RegIIIγ, einem antimikrobiellen Lektin, in der Schleimhaut.

Die Ergänzung der Nahrung mit unverdaulichen pflanzlichen Stoffen erhöht die Produktion von SCFA, wovon der Mensch profitiert.

Vor allem Faecalibacterium, welches vor chronischen Entzündungen im Darm schützt, produziert viele SCFAs.

Die Darmflora ist erstaunlich stabil und schützt sich selbst vor Störungen (Resilienz). Äußere Faktoren, wie Essgewohnheiten, spielen jedoch eine große Rolle.

Die Stabilität der Darmflora ist bei einem Individuum beträchtlich. Die Resilienz, d.h. der Schutz vor Störungen, wird von den Bakterien selbst bewerkstelligt, z.B. mittels Bacteriocinen. Diverse äußere Faktoren können jedoch auf die Zusammensetzung der Darmflora Einfluss nehmen. Die Essgewohnheiten spielen eine große Rolle, wobei der Verzehr von proteinhaltiger, tierischer Nahrung, etwa Fleisch, die Bacteroidetesgruppe, eine pflanzliche Kost dagegen Prevotella begünstigt. Viele andere Lebensmittel, wie etwa Kaffee, ändern auch die bakterielle Zusammensetzung.

Die Bakterienpopulation im Darm ( ▶ Tab. 2.1 ) kann in 3 verschiedene Enterotypen eingeteilt werden:

Bacteroidestyp

Prevotellatyp oder

Ruminoccocustyp.

Sie variieren mit den Essgewohnheiten, Allgemeinzustand und Alter eines Individuums.

Die Bakterienpopulation im Darm ( ▶ Tab. 2.1 ) lässt sich bei verschiedenen Individuen in 3 verschiedene Enterotypen einteilen: Bacteroidestyp, Prevotellatyp oder Ruminococcustyp.

Den Bacteroidestyp findet man überwiegend bei Menschen, die tierische Eiweiße (Fleisch) und ungesättigte Fette verspeisen. Diese Menschen weisen gehäuft Fettleber, Insulinresistenz und Kolonkarzinom sowie Immunoseneszenz, konstante niedriggradige Entzündungen im Darm und eine CRP-Erhöhung auf. Menschen mit Prevotellatyp ernähren sich überwiegend mit faserhaltiger Nahrung; assoziiert sind rheumatoide Arthritis, Diabetes mellitus Typ 2 oder auch vorangegangene längere Antibiotikatherapien. Die Flora vom Ruminococcustyp ist gekennzeichnet durch eine hohe Diversität. Die Neigung zu Entzündungen ist bei Personen mit diesem Enterotyp vermindert, die Gefahr für Atherosklerose erhöht. Vom Säuglingsalter bis hin zum Greisenalter verändert sich die Darmflora. Auffälliger Weise dominieren beim Erwachsenen die Anaerobier deutlich. Die aeroben Darmbakterien, wie etwa E. coli, bilden also nur einen Bruchteil der gesamten Mikroben.

Tab. 2.1 

Zusammensetzung der bakteriellen Darmflora des Menschen

Anteil

Gruppe

Beispiele

60 %

Firmicutes (grampositive Bakterien)

Prevotella, Clostridium (darunter Ruminococcus), Eubacterium, Bifidobakterien, Bacillus (z.B. Slackia), Lactobacillus, Roseburia, Enterokokken

5 %

Firmicutes

Faecalibacterium prausnitzii

10 %

Bacteroidetes (gramnegative Anaerobier)

Bacteroides, Porphyromonas, Eggerthella, Alistipes

5–10 %

Verrucomicrobia (anaerobe, eigentümliche Keime)

Akkermansia

ca. 10 %

Archaebakterien

1 %

Proteobakterien (aerobe, gramnegative Stäbchen)

E. coli

Präbiotika, z.B. unverdaubare Zucker wie Laktulose, haben eine wachstumsfördernde Wirkung auf die autochthone Darmflora.

Durch eine gezielte Auswahl von Nahrungsmitteln, den sog. Präbiotika, wie Laktulose (einem nicht resorbierbaren Zucker), versucht man die Zusammensetzung der Darmflora so zu steuern, dass Fehlbesiedelungen vermieden und die „guten“ Darmbakterien begünstigt werden. Auch diverse Medikamente beeinflussen die Darmflora, wobei besonders die Protonenpumpeninhibitoren und die Antibiotika zu nennen sind, aber auch Laxativa, Metformin, Betablocker und Opiate.

Eine als Dysbiose bezeichnete gestörte Flora kann mit Krankheiten assoziiert sein. Ist die Darmflora schwer gestört, kann der Zustand mittels Stuhltransplantation verbessert werden.

Eine gestörte Flora, die als Dysbiose bezeichnet wird, kann mit Krankheiten assoziiert sein. So sind bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen, wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa, einige Leitkeime, z.B. Faecalibacterium prausnitzii vermindert; auch im Alter nehmen die Firmicutes ab und dafür dominieren eher die Bacteroidetes. Bei schwer gestörter Darmflora kann, durch Stuhltransplantation von einem gesunden Spender, versucht werden, den Zustand zu verbessern.

Exkurs

In Deutschland war früher die sog. „Dreckmedizin“ gegen vielerlei Beschwerden weit verbreitet. Der kranke Martin Luther schrieb aus dem Rheinland an seine Frau Katharina v. Bora in Wittenberg: „Liebe Katharina auch Dein Dreck hat mir nicht geholfen!“

Probiotika, z.B. Milchsäurebakterien (Lactobacillus) oder Sprosspilze (Saccharomyces), haben einen gesundheitsfördernden Einfluss auf den Wirt.

Als Nährungsergänzungsmittel werden Probiotika wie Lactobacillus-Arten oder Sprosspilze, etwa Saccharomyces, eingesetzt, um die Stuhlflora im positiven Sinn zu manipulieren. Die Idee dabei ist, die Vermehrung von pathogene Bakterien zu hemmen und die Adhäsion von pathogenen Erregern an die Schleimhaut zu verhindern, weil die Stellen bereits durch harmlose Probiotika besetzt sind, und so das mukosaassoziierte Immunsystem zu stimulieren.

Exkurs

Der Nobelpreisträger Ilja Metchnikoff ( ▶ Abb. 2.3) wollte alt werden. Da er hörte, dass besonders in Bulgarien die Menschen alt werden, züchtete er aus dem Stuhl eines 100-jährigen Bulgaren Bakterien, den Lactobacillus bulgaricus (heute: Lactobacillus delbrueckii var. bulgarica), an. Diesen vermehrte er in Milch und trank regelmäßig diese Bakteriensuspension, weil er dachte, dass auch ihm diese Bakterien zu einem langen Leben verhelfen würden. Er setzte sie also als Probiotikum ein.

Als er mit ca. 70 Jahren verstarb, meinte er, dass er früher hätte damit beginnen sollen. Er verkaufte das Patent an einen belgischen Molkereibesitzer, sodass wir heute unseren Joghurt davon ableiten.

Ilja Metschnikow: Nobelpreis 1908 für Medizin in Anerkennung seiner Arbeiten über die Immunologie, speziell über die Phagozytose

Abb. 2.3

(Fotografie von Félix Nadar)

Exkurs

Die Abhängigkeit von der eigenen Flora ist bei manchen Lebewesen noch viel deutlicher! Rinder können nur deswegen von der pflanzlichen Nahrung leben, weil sie im Pansen Bakterien beherbergen, welche Pflanzenfasern spalten und resorbierbare Produkte liefern.

Viele Mikrofilarien, z.B. bei ▶ Onchocerca volulus, haben in ihrem Darm Bakterien der Gattung Wolbachia als Endosymbionten, ohne die sie sich nicht vermehren könnten.

2.3 Mikroorganismen als Krankheitserreger

Aus Sicht des Mediziners ist vor allem die Pathogenität eines Mikroorganismus wichtig. Manche können auch Allergien und Intoxikation auslösen.

Auch apathogene Mikroorganismen der Umgebung können eine allergische Wirkung haben.

Für den Mediziner steht die Pathogenität der Mikroorganismen im Vordergrund. Dabei sind unter den Millionen von Keimen nur einige Hunderte gefährlich. Einige davon besiedeln den menschlichen Körper ständig und schädigen diesen erst bei einer für den Erreger „günstigen“ Gelegenheit („Opportunisten“). Andere werden von außen auf den Menschen übertragen und können ihn entweder vorübergehend kolonisieren oder sofort infizieren. Im Prinzip lösen pathogene Keime drei verschiedene Reaktionen aus:

Allergie: Die ständige Auseinandersetzung des Immunsystems mit den pathogenen, aber auch apathogenen Keimen und ihren Produkten aus der Umwelt bzw. der körpereigenen Flora, fordert das angeborene und das erworbene Immunsystem des Menschen zu einer andauernden Leistungsbereitschaft heraus. Das eigentliche Ziel ist zwar, die Infektion zu verhindern, aber gelegentlich kann diese Reaktion auch überschießend oder fehlerhaft sein, sodass sich keine protektive Immunität, sondern eine allergische Reaktion entwickelt.

Intoxikation: Einige Mikroorganismen führen zur Erkrankung, ohne dass sie selbst in den Wirtsorganismus eindringen bzw. eine Entzündung hervorrufen. Hier wird der menschliche Organismus durch die Aufnahme von sezernierten Toxinen (Giften) gestört und geschädigt.

Infektion: Diese kann also sowohl durch exogene als auch durch endogene Mikroorganismen ausgelöst werden. Ausmaß und Folgen einer Infektionskrankheit hängen von der Suszeptibilität (Empfänglichkeit bzw. Abwehrbereitschaft) des Patienten und vom Grad der Pathogenität (Schädlichkeit) des Erregers ab.

Keime haben verschiedene Virulenzfaktoren wie Enzyme, Toxine oder Adhäsionsfaktoren. Sie sind entscheidend dafür, wie schnell und wie stark sich ein Erreger im Wirtsorganismus ausbreitet.

Wie schnell und wie stark sich ein Erreger im Wirtsorganismus ausbreitet, hängt neben der Abwehrlage des Wirtes ganz entscheidend von der Aggressivität des Erregers ab. Dazu haben Keime verschiedene Virulenzfaktoren, die je nach genetischer Ausstattung und Situation in unterschiedlicher Menge produziert werden können. Dies können Enzyme, Toxine oder Adhäsionsfaktoren sein, die in einer konzertierten Aktion je nach Bedarf zum Zuge kommen.

Die Folgen einer Infektion für Gesundheit und Leben eines Menschen sind in starkem Maße von Wirtsfaktoren abhängig. So ist z. B. die Prognose einer Infektion mit dem Pilz Scedosporium bei Vorliegen einer Abwehrschwäche äußerst schlecht, die Mortalität liegt mit > 90 % sehr hoch, obwohl der Pilz nicht sehr pathogen ist. Dieser fast harmlose Umweltkeim kann deswegen als typischer Opportunist bezeichnet werden.

Exkurs

Manche Mikroorganismen sind mit vielen Virulenzfaktoren ausgerüstet. Wenn solche Erreger (z. B. Yersinia pestis) in einen menschlichen Organismus gelangen, können sie sich trotz heftiger Gegenwehr des Wirtes vermehren und eine Infektion verursachen. In diesen Fällen sind dann auch junge, gesunde Menschen gefährdet. Solche Keime nennt man obligat pathogen.Andere Keime dagegen sind fakultativ pathogen, d. h. sie können nur dann eine Erkrankung auslösen, wenn die Bedingungen für sie geeignet sind. So besiedeln bei vielen gesunden Menschen Pilze der Art Candida albicans den Mund, ohne dass dadurch Krankheitssymptome entstehen. Ändert sich jedoch das Milieu (z. B. durch ein schlecht sitzendes Gebiss, welches die Schleimhaut reizt oder wenn sich die lokale Immunität der Schleimhaut reduziert, z. B. durch Infektion mit HIV), können die Pilze in die Schleimhaut eindringen und einen Soor hervorrufen, der mit einem flächenhaft weißen Belag und einer schmerzhaften, entzündlichen Reaktion des umliegenden Gewebes einhergeht. Man nennt solche Erreger, die eine günstige Gelegenheit abpassen, Opportunisten.Sogar eigentlich ziemlich harmlose Umweltkeime, wie etwa Schimmelpilze der Arten Aspergillus fumigatus oder Rhizopus pusillus, können z. B. bei Leukämiepatienten, die wegen einer zytostatischen Therapie in eine lang anhaltende Neutropeniephase geraten, eine Infektion der Lunge oder auch des Gehirns bedingen. Solche Mikroorganismen mit wenig Aggressivität können sich demnach bei entsprechend schwerer Schädigung der Abwehrlage als Opportunisten entpuppen.

Die Kontagiosität beschreibt die Fähigkeit eines Keimes, eine Infektion hervorzurufen ( ▶ Tab. 2.2 ).

Die Kontagiosität beschreibt die Fähigkeit eines Keimes, bei Kontakt auch die „Chance“ zu nutzen und eine Infektion hervorzurufen. Im Einzelfall sind dafür viele verschiedene Eigenschaften verantwortlich. Bei hoch kontagiösen Keimen reicht oft schon eine kurze Expositionszeit gegenüber einer geringen Keimmenge aus, um eine Krankheit auszulösen. Ein Maß für die Gefährlichkeit von Keimen ist die minimale Infektionsdosis ( ▶ Tab. 2.2 ).

Tab. 2.2 

Minimale Infektionsdosen, die für die Auslösung einer manifesten Infektion eines Erwachsenen notwendig sind.

Salmonella

> 108 Keime

Shigella

> 102 Keime

Lamblien

> 102 Keime

3 Diagnostik

Herbert Hof, Udo Reischl

3.1 Anamnese

Herbert Hof

Berufliche Exposition, sozialer Status, Reiseanamnese, Alter („Kinderkrankheiten“), Kontakt mit Erkrankten, vorangegangene Aufenthalte im Krankenhaus oder im Altenheim, genetische oder erworbene Prädisposition, Impfstatus, bisheriger Verlauf der Krankheit.

Fragen zu beruflicher Exposition, sozialem Status, Reiseanamnese, Alter („Kinderkrankheiten“), Kontakt mit Erkrankten, vorangegangene Aufenthalte im Krankenhaus oder im Altenheim, genetische oder erworbene Prädisposition und Impfstatus können hilfreiche Hinweise für oder wider das Vorliegen einer bestimmten Infektionskrankheit bieten. Der bisherige Verlauf der Krankheit – akut oder chronisch – und subjektiv empfundene Beschwerden sind weitere wichtige Anhaltspunkte.

3.2 Klinische Zeichen

Herbert Hof

Einige Infektionskrankheiten gehen mit ganz ▶ charakteristischen Symptomen einher, sodass der Arzt ohne Weiteres eine ziemlich sichere Diagnose stellen kann ( ▶ Abb. 3.1). Allerdings gibt es auch Fälle, die nicht klassisch verlaufen.

Einige Infektionskrankheiten gehen mit ganz ▶ charakteristischen Symptomen einher, sodass der Arzt ohne Weiteres eine ziemlich sichere Diagnose stellen kann. Bei Röteln, Masern, Windpocken, u. a. bestehen typische Hauteffloreszenzen ( ▶ Abb. 3.1). Dagegen ist z. B. das Auftreten eines Ikterus zwar ein starkes Verdachtsmoment für das Vorliegen einer Hepatitis, aber kein endgültiger Beweis, da auch andere Ursachen dieses Symptom hervorrufen können.

Der stakkatoartige Husten bei Infektion mit Bordetella pertussis erlaubt zumindest eine annähernde Diagnose, vor allem, wenn ein solcher Fall während einer Epidemie auftritt. Allerdings gibt es auch Fälle, die nicht klassisch verlaufen, daneben können auch manche Viren ganz ähnliche Symptome induzieren, wobei aber die Konsequenzen ganz unterschiedlich wären. Deshalb ist in vielen Fällen eine Bestätigung der Verdachtsdiagnose durch eine eingehende Labordiagnostik sinnvoll.

Die Schwellung von peripheren, drainierenden Lymphknoten und der Milz, dem drainierenden Lymphknoten des Blutes, beobachtet man bei vielen Infektionen.

Typische Hauteffloreszenzen bei Röteln, Masern und Windpocken

Abb. 3.1

Abb. 3.1a Bei Röteln sieht man zuerst ein Erythem (d. h. Rötung im Niveau der Haut) und später entwickeln sich Papeln, die leicht das Niveau der Haut überragen (beim Tasten spürt man die Unebenheiten der Haut). Die Einzeleffloreszenz ist etwa stecknadelkopfgroß. Alle Effloreszenzen sind in etwa demselben Entwicklungsstadium.

(Gortner, L., Meyer, S.: Duale Reihe Pädiatrie. Thieme; 2018)

Abb. 3.1b Bei Masern besteht ebenfalls ein Erythem und eine leichte Papelbildung; die Einzeleffloreszenz ist jedoch stecknadelspitzengroß; jedoch können gelegentlich die Einzeleffloreszenzen konfluieren und sind dann wie bei Röteln stecknadelkopfgroß. Alle Effloreszenzen sind im gleichen Entwicklungsstadium.

Abb. 3.1c Bei den Windpocken sieht man gleichzeitig alle Stadien der Effloreszenzen nebeneinander, nämlich Erythem, Papel, Pustel, geplatzte und verschorfte Pusteln.

Plötzlich einsetzende Übelkeit und schwallartiges Erbrechen, gefolgt von Durchfall, sind deutliche Hinweise auf eine ▶ Norovirusinfektion, vor allem in den Wintermonaten („winter vomiting disease“).

Bei Durchfall kann die Beschaffenheit des Stuhles auf die Ätiologie hinweisen. So ist der Stuhl bei ▶ Cholera und bei ▶ ETEC typischerweise wässrig, bei ▶ Shigellainfektion dagegen blutig.

Fieber ist ein Leitsymptom für viele Infektionen, wobei neben der Höhe der erreichten Temperaturen auch der Verlauf der Fieberkurve bewertet werden muss ( ▶ Abb. 3.2).

Fieber ist für viele Infektionskrankheiten ein Leitsymptom, wobei neben der Höhe der erreichten Temperaturen auch der Verlauf der Fieberkurve (Fiebertypen) bewertet werden muss: Während bei den meisten Fieberreaktionen ein abendlicher Temperaturanstieg erwartet wird, entsteht beim Typhus, einer zyklischen Infektion mit kontinuierlicher Freisetzung von Endotoxin, über 1–2 Wochen eine Kontinua auf hohem Niveau ( ▶ Abb. 3.2). Ein undulierendes Fieber, welches abfällt, um nach Tagen wieder anzusteigen, ist typisch für die Brucellose. Allgemein bekannt ist auch der zyklische Fieberanfall bei Malaria, nämlich an jedem 3. Tag (Malaria tertiana) oder 4. Tag (Malaria quartana).

Merke

Das Warnsignal Fieber kann fehlen, z. B. im Alter oder unter antipyretischer Therapie.

Fieberkurven

Abb. 3.2 Manche Infektionskrankheiten induzieren typische Fieberverlaufskurven, wobei die Höhe der Temperatur, die Dauer der Fieberschübe und die zeitlichen Intervalle zwischen den einzelnen Schüben variieren können.

Die Kardinalzeichen der Entzündung sind:

Rubor (Rötung)

Calor (Überwärmung)

Tumor (Schwellung)

Dolor (Schmerz)

Functio laesa (Funktionseinschränkung).

Vor 2000 Jahren von Celsus beschrieben und später von Galen ergänzt, gelten Rubor, Calor, Tumor, Dolor und Functio laesa als Kardinalzeichen der Entzündung, hervorgerufen durch mikrobielle Erreger:

Durch Freisetzung von Entzündungsmediatoren (Prostaglandine, Kinine u. a.) werden die Gefäße weit gestellt, sodass diese Areale besser durchblutet werden, was Rubor und Calor zur Folge hat.

Da auch die Permeabilitätsbarriere des Endothels betroffen ist, kommt es zu einer Extravasation von Lymphe und zu einer Diapedese von Entzündungszellen, sodass das Gewebe an Zellmasse und Turgor zunimmt (Tumor).

Dieser gesteigerte Druck, zusammen mit Entzündungsmediatoren, stimuliert die sensiblen Nervenendigungen, was den Schmerz (Dolor) erzeugt.

Zur Schonung und Schmerzvermeidung werden solche entzündliche Gebiete (z. B. Gelenke) ruhig gestellt, was eine Funktionseinschränkung (Functio laesa) bedeutet.

3.3 Klinisch-chemische Merkmale

Herbert Hof

Als Folge von Infektionen ändern sich manche physiologischen Parameter (z.B. Transaminasen, Glukose, Eiweiß und Laktat). Bei vielen chronischen Infektionen kommt es zu einer Autoimmunreaktion, dem ▶ Antiphospholipidsyndrom. Auch der Rheumafaktor entsteht als Folge von verschiedenen chronischen Infektionen.

Als Folge von Infektionen ändern sich manche Parameter, die mithilfe der Klinischen Chemie nachgewiesen werden. So steigen beim Leberzerfall während einer Hepatitis die Blutspiegel von Transaminasen, z.B. von Aspartat-Aminotransferase und besonders von Alanin-Aminotransferase, stark an. Bei Durchfall droht wegen starker Verluste ein Kaliummangel. Bei bakterieller Meningitis sind im Liquor cerebrospinalis die Spiegel von Glukose erniedrigt; dagegen steigen die Werte von Eiweiß und Laktat an. Im Verlauf von vielen chronischen Infektionen kommt es zu einer Autoimmunreaktion, dem ▶ Antiphospholipidsyndrom, das durch Bestimmung von Antikörpern gegen körpereigene Phospholipide erkannt werden kann. Auch der Rheumafaktor, d.h. Antikörper der Klasse IgM gegen den Fc-Anteil von IgG, entsteht als Folge von verschiedenen chronischen Infektionen; jedoch ist dieser Autoantikörper auch bei diversen anderen Autoimmunkrankheiten ohne mikrobiellen Grund vorhanden, etwa der rheumatoiden Arthritis, dem Lupus erythematodes und der Sklerodermie.

Merke

CCP (cyclic citrullinated peptide)-Antikörper sind aussagekräftiger für eine rheumatoide Arthritis als der Rheumafaktor.

Darüber hinaus gibt es noch ganz charakteristische Zeichen von Infektionen:

Der Eisenspiegel im Serum ist bei Infektionen meist erniedrigt (normal 10–30 μmol/l).

EisenspiegelBei Infektionen ganz generell ist der Eisenspiegel (und auch der Kupferspiegel) im Serum erniedrigt, weil diese Elemente aus der Zirkulation in die Gewebemakrophagen transportiert werden, um so unter anderem den Bakterien einen essenziellen Wachstumsfaktor vorzuenthalten. Fieber und Hepcidin, ein Akute-Phase-Protein, steuern diese Prozesse. Eine Hyposiderinämie steigert die unspezifische Infektabwehr, während eine Eisenüberladung, z. B. nach Bluttransfusionen, zu einer Infektanfälligkeit führt. Der Normalwert im Serum liegt bei 10–30 μmol/l.

Die Akute-Phase-Proteine, vor allem das CRP (C-reaktives Protein), sind bei Infektionen erhöht ( ▶ Abb. 3.3). Die Serumspiegel von CRP reagieren empfindlicher als die Blutsenkungsgeschwindigkeit.

Der CRP-Normalwert beträgt 0–5 mg/l.

Akute-Phase-ProteineDas C-reaktive Protein (CRP) ist das auffälligste der Akute-Phase-Proteine, neben Ferritin, Hepcidin, Serumamyloid A, Haptoglobin, α-Antitrypsin, Fibrinogen, Coeruloplasmin sowie den Komplementfaktoren C3, C4 ( ▶ Abb. 3.3). Unter dem Einfluss hauptsächlich von IL-1 und IL-6, welche z. B. aus Makrophagen bei Kontakt mit Bakterien freigesetzt werden, kommt es innerhalb von wenigen Stunden in den Leberzellen zu einer gesteigerten Synthese und Freisetzung von CRP, einem Protein, das definitionsgemäß mit dem C-Polysaccharid aus der Kapsel von Pneumokokken reagiert.

Darüber hinaus funktioniert es aber als generelles Opsonin und Stimulans für weitere Entzündungsmediatoren und verstärkt somit die unspezifische Infektabwehr. Wenige Stunden bis Tage nach dem Stimulus wird die Synthese von CRP wieder gedrosselt. Die quantitative Bestimmung erlaubt also eine zeitnahe Objektivierung von Entzündungsgeschehen.

Die Höhe der CRP-Spiegel verläuft parallel zum Ausmaß der Gewebsschäden und ist aussagekräftiger als z. B. die Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG, ▶ Abb. 3.4).

Die Höhe der CRP-Spiegel verläuft parallel zum Ausmaß der Gewebsschäden. Eine Verlaufskontrolle der Spiegel gibt ein objektives Maß zur Bewertung von Therapieerfolgen; diese Messwerte sind somit aussagekräftiger als z. B. die Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG), die immer 2 Tage hinter dem CRP-Spiegel herhinkt ( ▶ Abb. 3.4).

CRP kann aber auch bei nicht infektiösen Prozessen erhöht sein (z. B. bei rheumatoider Arthritis, Morbus Still, Morbus Reiter, Morbus Crohn, Morbus Bechterew).

Auch bei manchen, nicht erregerbedingten Entzündungen steigt das CRP über den Normalwert an, z. B. bei der rheumatoiden Arthritis (primär chronischen Polyarthritis), Morbus Still, Morbus Reiter, Morbus Crohn, Morbus Bechterew, während bei anderen, klinisch ähnlichen Bildern der CRP-Spiegel unauffällig bleibt, z. B. bei Lupus erythematodes, Sklerodermie, Colitis ulcerosa. Hier trägt also das CRP zur Differenzialdiagnose bei.

CRP wird auch bei nicht entzündlichen Ursachen, z. B. nach chirurgischen Eingriffen oder Herzinfarkt, produziert. Es ist also kein spezifischer Entzündungsmarker!

Aber auch bei nicht entzündlichen Ursachen wird CRP produziert, z. B. bei Herzinfarkt mit Gewebsnekrosen und überhaupt nach chirurgischen Eingriffen, sodass dann die CRP-Spiegel kein Maß für den Infektionsverlauf sind.

Serumproteine während einer „akuten Phase“

Abb. 3.3 Unmittelbar nach einer Infektion, einem Trauma, einem Herzinfarkt oder einem operativen Eingriff ändert sich die Zusammensetzung der Serumproteine. Der Gehalt mancher Proteine, darunter vor allem das CRP (C-reaktives Protein), steigt rasch und sehr stark an, wogegen andere Werte, wie etwa Komplementfaktor C3, nur wenig erhöht sind.

Wertigkeit von CRP und BSG

Abb. 3.4 Der Serumgehalt an CRP (C-reaktives Protein) steigt innerhalb weniger Stunden nach dem Reiz an, abhängig vom Ausmaß der Schädigung. Nach dem Geschehen sinkt der Wert bald wieder ab. Dagegen erhöht sich die BSG (Blutsenkungsgeschwindigkeit) erst Tage später und fällt auch erst später wieder ab. Somit ergibt die Bestimmung von CRP ein aktuelleres Bild als die BSG.

Procalcitonin wird als Marker für akute bakterielle Infektionen angesehen (normal 0,1 μg/l).

Procalcitonin Nach Stimulation durch Tumornekrosefaktor (TNFα) produzieren nahezu alle Zellen des Körpers dieses Prohormon. Es wird als Marker für akute bakterielle Infektionen, speziell von Sepsis und Pneumonie, propagiert. Innerhalb von 2–6 Stunden – also noch vor dem CRP – nach einem Reiz steigt der Serumwert von normal 0,1 μg/l auf bis zu 20 μg/l an und sinkt auch relativ schnell wieder ab. Somit ist dieser Parameter auch zur Bewertung des Therapieerfolges von Antibiotika bei bakteriellen Infektionen geeignet.

Das Differenzialblutbild zeigt bei bakteriellen Infekten meist eine Leukozytose mit Linksverschiebung. Manche Infektionen, z. B. Typhus, gehen aber geradezu typischerweise mit einer Leukozytopenie einher.In anderen Fällen kommt es zu einer Veränderung in der Zahl (z. B. Lymphozytose bei Keuchhusten) und dem Aussehen der Lymphozyten (z. B. Zellveränderungen bei Mononukleose). Bei HIV-Infektion gehen vor allem CD4+-T-Lymphozyten zugrunde; die Relation zu den CD8+-T-Lymphozyten verschiebt sich.

Differenzialblutbild gibt oft wichtige Hinweise. Eine Leukozytose, bestehend aus polymorphkernigen Granulozyten, evtl. noch charakterisiert durch eine Häufung von jugendlichen Granulozyten (Linksverschiebung), tritt wenige Stunden nach einem bakteriellen Reiz auf, zunächst durch rasche Mobilisierung dieser Zellen aus einer Reserve, sofern der Körper dazu überhaupt noch in der Lage ist. Bei alten Menschen und chronisch Kranken muss man mit einer Knochenmarkinsuffizienz rechnen; auch Neugeborene haben nur einen begrenzten Pool an abrufbaren Leukozyten. Später, d. h. nach Tagen, folgen dann auch neu gebildete Granulozyten. Manche Infektionen, z. B. Typhus, gehen aber geradezu typischerweise mit einer Leukozytopenie einher.

In anderen Fällen kommt es zu einer Veränderung in der Zahl und dem Aussehen der Lymphozyten. Absolute und relative Lymphozytose sind geradezu klassisch für Keuchhusten, auch bei vielen viralen Infektionen sind mononukleäre lymphozytäre Zellen stärker vermehrt als Granulozyten. Ganz charakteristische Zellveränderungen sieht man im peripheren Blut bei Mononukleose. Nach fortschreitender Infektion mit HIV kommt es zu einem Verlust der CD4+-T-Lymphozyten. Die Relation zu den CD8+-Zellen ist verschoben.

3.4 Histologische Verfahren

Herbert Hof

Infektionsfolgen in infizierten Organen können in makroskopischen und mikroskopischen Untersuchungen von Organen bzw. Biopsien erkannt werden.