Bakterien, Viren und andere: als Erreger von schweren Krankheiten?

Die Erreger von Infektionskrankheiten sind verschiedene Krankheitserreger (Mikroorganismen), die sich nach dem Eindringen in ein empfängliches Individuum (Mensch, Tier) vermehren, die physiologischen Prozesse des Organismus stören und eine Krankheit verursachen.

Nach einer Inkubationszeit macht sich die Krankheit äußerlich durch eine Reihe von Symptomen bemerkbar, die je nach Art des Erregers und des befallenen Organs oder Organsystems variieren.

Infektionskrankheiten und Epidemien sind ein großes gesundheitliches, soziales und wirtschaftliches Problem. Das war in der Vergangenheit nach dem Ausbruch einer unbekannten Krankheit, die in der Regel tödlich endete, nicht anders. Die Gefahr neuer Infektionen und Mutationen der Erreger ist immer gegeben!

Welche Krankheitserreger kennen wir?

Trotz ihrer geringen Größe können sie es mit den ganz Großen aufnehmen. Es handelt sich um mikroskopisch kleine Organismen, deren Körper nur aus einer Zelle (Bakterien) oder in manchen Fällen nicht einmal aus einer Zelle (Viren) besteht. Das hindert sie jedoch nicht daran, den Einzelnen und die gesamte Menschheit zu befallen.

Die wichtigsten Kategorien von Krankheitserregern sind:

1. Prionen - mutierte Proteine
2. Viren - nichtzelluläre Mikroorganismen
3. Bakterien - einzellige Mikroorganismen
4. Archaea - einzellige Mikroorganismen
5. Pilze - einzellige, pilzartige Mikroorganismen
6. Protozoen - einzellige Parasiten
7. Parasiten - einfache Organismen

Mikroorganismen kommen in der Natur vor und stellen eine potenzielle Gefahr für den Menschen und seine Gesundheit dar. Sie werden von Mensch zu Mensch, von infizierten Tieren, seltener von Böden oder Pflanzen oder durch Sekundärkontamination von Wasser, Lebensmitteln und Gegenständen übertragen.

Einfallstore können der Verdauungstrakt, die Atemwege, verletzte Haut, der Genitaltrakt und andere sein.

Es gibt Erreger, die keine schwerwiegenden Auswirkungen haben, Erreger mit Auswirkungen und Erreger, die beim Menschen zum Tod führen können. Einige stellen eine biologische Gefahr für die gesamte Menschheit dar.

Biologisches Risiko - Biohazard

Das Europäische Zentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten (ECDC) mit Sitz in Stockholm befasst sich mit der Bewertung potenzieller und bestehender Risiken durch biologische Agenzien, einschließlich der Frage des Bioterrorismus.

Interessante Tatsache: Das Symbol für Biogefährdung wurde 1966 von dem Umweltingenieur Charles Baldwin entwickelt und wird noch heute verwendet, um auf biologisch gefährliches Material und andere biologische Gefahren hinzuweisen.

Prionen - ein besonderes Problem für die öffentliche Gesundheit

Prionen befallen sowohl Tiere als auch Menschen. Die Erforschung von Prionenkrankheiten wie BSE (Rinderwahnsinn), Creutzfeld-Jcob-Krankheit und Gertsman-Sträussler-Syndrom hat die Europäische Union Milliarden gekostet. Was ist das?

Interessante Tatsache: Das Scheitern der gut finanzierten Forschung ist auf die lange Inkubationszeit von Prionenerkrankungen zurückzuführen, die Jahrzehnte dauert. Es gibt immer noch keine Labormethode, um ihr Vorhandensein bei Menschen oder Tieren während dieses Zeitraums nachzuweisen.

Was sind Prionen?

Prionen (eiweißhaltige infektiöse Proteine) sind nichtzelluläre "Organismen", genauer gesagt mutierte Proteinpartikel. Im Gegensatz zu Viren enthalten sie keine Nukleinsäure. Ihre Grundstruktur besteht aus Aminosäuren. Durch Mutationen wird jedoch die Reihenfolge der Aminosäuren verändert (gestört), wodurch auch ihre Eigenschaften verändert werden.

Sie wurden erst vor kurzem im Rahmen der Suche nach dem Erreger von BSE entdeckt. Die Mechanismen ihrer Vermehrung und die Art der krankhaften Veränderungen im Organismus sind noch nicht bekannt.

Tatsache ist, dass nicht mutierte Prionenproteine normalerweise im menschlichen Körper vorkommen und in diesem Zustand keine Probleme verursachen.

Prionen sind resistent gegen gängige Desinfektionsmittel und halten auch Temperaturen stand: Sie können bis zu einer Stunde bei 120 °C und etwa eine Minute bei 240 °C überleben.

Interessante Tatsache: Die Übertragung der Prioneninfektion vom Tier auf den Menschen ist wissenschaftlich noch nicht zu 100 % bestätigt. Beim Menschen äußert sich die Prioneninfektion meist als Creutzfeldt-Jacob-Krankheit, die nachweislich genetisch bedingt ist (Mutationen im Gen am Codon 200). 1996 trat jedoch eine Epidemie auf. Die Krankheit wies interessante Unterschiede im klinischen Bild auf und betraf jüngere Personen. Dies deutet auf eine hohe Wahrscheinlichkeit einer solchen Übertragung hin.

Was verursachen Prionen?

Prioneninfektionen werden auch als transmissible spongiforme Enzephalopathien bezeichnet. Es handelt sich dabei um seltene, aber schwerwiegende und in der Regel tödlich verlaufende neurodegenerative Krankheiten. Das Kapitel über diese Krankheiten ist noch immer nicht vollständig geklärt und stellt daher ein großes medizinisches Problem dar.

Tabelle mit einer Übersicht über die durch Prionen verursachten Krankheiten

Viren: Werden sie eines Tages der Fluch der Menschheit sein?

Viren werden auch als "intrazelluläre Parasiten" bezeichnet, da sie ausschließlich lebende Organismen infizieren. Dies ist auf das Fehlen eines Proteosyntheseapparats und damit auf die Unmöglichkeit der Replikation außerhalb einer lebenden Zelle zurückzuführen. Die Reproduktion von Viren erfolgt durch Querteilung.

Interessante Tatsache: 2008 entdeckte ein französisches Forscherteam ein Virus, das sich nicht nur gegenüber Menschen, sondern auch gegenüber anderen Viren aggressiv verhält und diese angreift: das Sputnik-Virus. Es handelt sich um eine eigene Gruppe der sogenannten Virophagen.

Was sind Viren?

Viren (subzelluläre Organismen) sind nichtzelluläre Organismen oder Partikel. Sie enthalten nur eine Art von Nukleinsäure in einer Proteinhülle - dem Kapsid. Sie können aus RNA (Ribonukleinsäure) oder DNA (Desoxyribonukleinsäure) bestehen. Sie werden weiter in RNA-Viren und DNA-Viren eingeteilt.

Sie haben nicht nur nicht die Fähigkeit, sich außerhalb lebender Zellen zu vermehren, sondern auch nicht die Fähigkeit, zu wachsen und sich selbst zu verstoffwechseln. Ein Virus überlebt außerhalb lebender Zellen in Form eines Virions, kann sich jedoch mit Hilfe eines Kapsids an seine Wirtszelle anheften und diese schädigen.

Sobald es in eine lebende Zelle eindringt, schädigt es zunächst deren DNA und schließlich die gesamte Zelle. Außerdem vermehrt es sich, schädigt andere Zellen und ganze Gewebe und verursacht schließlich den Tod des gesamten Organismus.

Interessante Tatsache: Auf Long Island befindet sich das Animal Disease Center, eine Einrichtung der Stufe III. Trotz aller Sicherheitsvorkehrungen gelangte 1999 die Malaria ins Freie. Im selben Jahr wurde das West-Nil-Virus freigesetzt, 2002 das West-Nil-Fieber. Das waren Unfälle, die ihre Opfer forderten. Aber Viren können auch absichtlich freigesetzt werden, zum Beispiel bei kriegerischen Auseinandersetzungen, was eine Bedrohung für die gesamte Menschheit darstellen würde!

Was verursachen Viren?

Neben der grundsätzlichen Einteilung der Viren in DNA- und RNA-Viren werden sie nach Familie, Unterfamilie, Gattung und Art unterteilt. Das Influenzavirus beispielsweise gehört zu den RNA-Viren, der Familie Orthomyxoviridae, der Gattung Influenzavirus Typ A, B, C, der Art z.B. Influenzavirus H5N1 und verursacht die Vogelgrippe. Es gibt eine große Anzahl von Viren und sie verursachen unzählige Krankheiten.

Tabelle mit der grundlegenden Kategorisierung von DNA- und RNA-Viren

Bakterien und ihre zunehmende Resistenz gegen Antibiotika

Der WHO zufolge können auch Bakterien zu einer Bedrohung für uns werden. Grund dafür ist die zunehmende Resistenz von Bakterien gegen Antibiotika, die auf deren übermäßigen Einsatz zurückzuführen ist. Wenn es nicht gelingt, bis 2050 ein neues, stärkeres Medikament zu entwickeln, werden die Todesfälle durch bakterielle Infektionen zunehmen.

Interessante Tatsache: Nach Angaben der WHO werden bis 2050 bestimmte Bakterienarten eine tödliche Gefahr darstellen. Acinetobacter, Enterobacteriaceae und Pseudomonas gelten als die kritischsten.

Was sind Bakterien?

Bakterien (Bacteria, Schizomycetes) sind einzellige Organismen unterschiedlicher Form. Kugelförmige Bakterien werden als Kokken (Staphylokokken, Streptokokken, Pneumokokken) bezeichnet. Stäbchenförmige Bakterien haben die Form von Stäbchen oder Spiralen. Sie können die Form eines geraden Stäbchens (Bacillus), eines gebogenen Stäbchens (Vibrio), eines gewellten Stäbchens (Spirilla), eines Spiralstäbchens (Spirochäten) haben.

Sie bestehen aus einer Zellwand, einer Zytoplasmamembran, einem Zytoplasma, einem Zellkern (Nukleoid) und besitzen eine eigene DNA. Auf der Oberfläche der Bakterien befinden sich Geißeln zur besseren Fortbewegung und eine Glykokalyx, damit sie besser an Oberflächen haften.

Sie vermehren sich wie Viren durch Teilung (sie erreichen die doppelte Größe) oder durch Knospung (eine neue Tochterzelle entsteht an der Oberfläche).

Interessante Tatsache: Bakterien schrumpfen und verwandeln sich in Sporen, wenn es an "Nahrung" mangelt. Sie überleben als Sporen jahrelang ohne Nahrung. Wenn das äußere Umfeld stimmt, können sie wieder infektiös werden.

Was sind die Ursachen von Bakterien?

Bakterien verursachen eine Vielzahl von Erkrankungen aller Organe. Einige sind harmlos, andere tödlich. Der allgemeine Verlauf einer bakteriellen Infektion hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Alter des Patienten, seinem Gesundheitszustand, Begleiterkrankungen usw. Zu den harmloseren bakteriellen Erkrankungen gehört z. B. die Mandelentzündung, zu den tödlicheren z. B. die Lungenpest.

Klassifizierung der Bakterien nach ihrer Form

Archaea - die ältesten und extrem widerstandsfähigen Organismen

Archaeen sind eine der ältesten Organismengruppen. Sie ähneln in ihrer Struktur und ihrem Körperbau den Bakterien, daher auch ihr anderer Name Archaeobakterien. Das lange Überleben dieser Einzeller ist auf ihre extrem hohe Widerstandsfähigkeit zurückzuführen, die es ihnen ermöglicht, auch unter extremsten Bedingungen zu überleben.

Interessante Tatsache: Archaeen haben so genannte biologisch abbauende Eigenschaften, d. h. sie sind in der Lage, giftige Stoffe zu zerstören. Diese Eigenschaften werden z. B. bei der Abwasseraufbereitung genutzt.

Was sind Archaeen?

Archaeen (Archaea, Archaeobakterien) sind einzellige Organismen, deren Zellstruktur sich in einigen Punkten (chemische Zusammensetzung) von derjenigen der Bakterien unterscheidet, was sich letztlich in ihrer Wirkung auf den Menschen niederschlägt. Während Bakterien Krankheiten verursachen, tun dies Archaeen nicht.

Sie überleben unter extremen Bedingungen ohne Zugang zu Sauerstoff (Anaerobier genannt) und leben vor allem in heißen Quellen, wo sie Methan produzieren.

Früher wurden diese Organismen den Bakterien zugeordnet oder bildeten eine ihrer Unterkategorien, heute bilden sie eine eigene Gruppe mit zwei Unterkategorien (Crenarchaeota, Euryarchaeota).

Interessante Tatsache: Bis zu zwei Drittel der prokaryotischen Organismen (Bakterien, Archaeen) befinden sich auf dem Meeresboden der Meere und Ozeane. Bei Bohrungen im Nordatlantik wurden Prokaryoten entdeckt, die bis zu 111 000 Jahre alt sind. Sie werden in Tiefen von 113 °C gefunden, was ihr Wachstum sogar begünstigt.

Wodurch entstehen Archaeen?

Trotz ihrer Ähnlichkeit mit bakteriellen Mikroorganismen verursachen Archaeen beim Menschen keine Krankheiten, ihre Eigenschaften werden jedoch in der Industrie, vor allem in der Biotechnologie, genutzt.

Pilze sind ein großes Problem, weil sie so heimtückisch sind

Pilze stellen für Patienten zwei Probleme dar: zum einen die Gesundheit, vor allem wenn die Krankheit unbehandelt oder falsch diagnostiziert wird. Richtig behandelte Mykosen lassen sich jedoch in der Regel sehr gut behandeln. Das zweite Problem ist ästhetischer Natur, denn eines der Organe, die von diesen parasitären Pilzen befallen werden, ist die Haut.

Interessante Tatsache: Sodaflaschen bergen das Risiko, sich mit Pilzerkrankungen anzustecken. 2006 kamen Wissenschaftler der Universität Freiburg zu einem überraschenden Ergebnis: Bereits 39 von 60 untersuchten Flaschen enthielten Erreger von Pilzen, aber auch anderen Darmerkrankungen. Der Grund dafür ist, dass die wasserführenden Teile der Flaschen nicht gut gereinigt werden können.

Was ist Schimmel?

Schimmelpilze (Mykosen) sind einzellige Pilzmikroorganismen, die beim Menschen unter günstigen Bedingungen invasive Pilzerkrankungen verursachen. Sie befallen vor allem Haut, Schleimhäute und Nägel, können aber bei immunschwachen Patienten auch innere Organe schwer schädigen.

Sie sind meist kugelförmig oder oval. Die Größe der Pilze hängt von ihrem Alter ab. Die verschiedenen Hefestämme unterscheiden sich auch in ihrer Farbe. Wie andere Mikroorganismen vermehren sie sich ungeschlechtlich, durch Ausschwärmen.

Einige Schimmelpilzarten sind für den Menschen nützlich und ihre Eigenschaften werden in der Gesundheitsfürsorge (Penicillin), der Lebensmittelverarbeitung (Fermentation) und der Biotechnologie genutzt, während andere Arten Krankheiten verursachen (z. B. Candida albicans).

Interessante Tatsache: Pilze wurden erstmals von dem niederländischen Wissenschaftler und Geschäftsmann Anton van Leeuwenhoek mit einem primitiven Mikroskop beobachtet. Er war und ist als "Vater der Mikrobiologie" bekannt, vor allem wegen der Verbesserung der damaligen primitiven Mikroskope und der anschließenden Entstehung der Mikrobiologie.

Wodurch werden Schimmelpilze verursacht?

Schimmelpilze sind überall um uns herum zu finden, sie sind sogar ein natürlicher Bestandteil unserer Mikroflora. Unter normalen Umständen und bei einem gesunden Menschen verursachen sie jedoch keine gesundheitlichen Probleme. Sie werden sogar als Saprophyten bezeichnet. Unter bestimmten Umständen und Bedingungen vermehren sich Schimmelpilze jedoch, siedeln sich an und schädigen den Körper. Zu den häufigsten gehören Wunden, Haut-, Schleimhaut-, Nagel- und Vaginalmykosen.

Klassifizierung der Grundtypen von Pilzen

Protozoen - in der Vergangenheit als Tiere klassifiziert

Protozoen wurden zur gleichen Zeit und von der gleichen Person wie die Pilze - Anton van Leewehoek - mit dem Mikroskop beobachtet. Früher wurden sie sogar als Tiere eingestuft, weil sie sich aktiv bewegen können. Diese Einstufung wurde später geändert. Heute werden sie als Mikroorganismen eingestuft, die aufgrund ihrer Fortbewegungsweise in weitere Unterkategorien eingeteilt werden.

Interessante Tatsache: Protozoen pflanzen sich auf zweierlei Weise fort. Sie haben eine ungeschlechtliche Fortpflanzung (durch Teilung in mehrere Individuen) und eine geschlechtliche Fortpflanzung (durch Verschmelzung der Geschlechtszellen). Sie können diese beiden Arten kombinieren. Es kommt zu einer alternierenden Fortpflanzung.

Was sind Protozoen?

Protozoen sind einzellige Mikroorganismen. Der ältere lateinische Name Protozoen ist ein Überbleibsel aus der Zeit, als sie noch dem Tierreich zugeordnet wurden. Übersetzt bedeutet er Urtiere. Es überrascht nicht, dass einige Protozoen (wie z. B. der Hakenwurm) bis zu 5 mm groß werden können. Die meisten sind jedoch kleiner und können nur mit einem Mikroskop gesehen werden. Sie können als Parasiten eingestuft werden.

Der Körper dieser Einzeller besteht aus einer Zytoplasmamembran und einem Zytoplasma, das weitere Bestandteile enthält (Zellkern, Mitochondrien, Golgi-Apparat, Phagosom, Mikrotubuli).

Sie zeichnen sich durch verschiedene Arten der Fortbewegung aus: Passive Fortbewegung durch Wasser- oder Windströmung, aktive Fortbewegung durch Peitschen, Geißeln, Federkiele oder Flimmerhärchen oder durch Überschwappen des Zytoplasmas (der Mechanismus ist nicht genau bekannt).

Interessante Tatsache: Protozoen sind allgegenwärtig. Man findet sie im Wasser (sowohl im Salz- als auch im Süßwasser), im Boden, auf der Oberfläche von Pflanzen sowie auf der Oberfläche und im Inneren von Tieren. Sie spielen eine wichtige und unersetzliche Rolle in ihrer Ökologie (z. B. die Selbstreinigungskraft des Wassers).

Was verursachen Protozoen?

Protozoen sind die Erreger verschiedener Krankheiten, auch wenn es auf den ersten Blick nicht so aussieht. Bekannt sind beispielsweise die von Katzen übertragene Toxoplasmose oder schwerere Krankheiten, die von Stechmücken (Malaria), Tsetsefliegen (Schlafkrankheit), Bettwanzen (Chagas-Krankheit) und anderen (Giardiasis, Hakenwurmruhr, Leishmaniose) übertragen werden.

Klassifizierung der Protozoen nach ihrer Fortbewegungsart

Parasiten gibt es auch in der realen Welt, nicht nur im Film

Der Begriff Parasitismus bezieht sich auf die Beziehung zwischen zwei Organismen, dem Parasiten und dem Wirt. Ein Parasit ist ein Organismus, der von seinem Wirt abhängig ist. Der Wirt ist in der Regel ein Mensch oder ein Tier und wird vom Parasiten benutzt und geschädigt. Ein Zwischenwirt ist ein Organismus, der vorübergehend einen Parasiten beherbergt, der noch nicht die Reife (das Erwachsenenalter) erreicht hat.

Interessante Tatsache: Wenn man Mistel sagt, denkt man meist an ein verliebtes Paar, das sich unter der Mistel küsst, weil man glaubt, dass die Liebe dann ewig hält. In der Vergangenheit wurde die Mistel als magische Pflanze angesehen. In Wirklichkeit ist die Mistel jedoch ein Halbparasit, der sich an Baumstämmen festsetzt und ihnen Mineralien entzieht. Sie schädigt den Baum jedoch nicht.

Was sind Parasiten?

Parasiten (Schmarotzer) sind Organismen mit einem einfachen Körperbau. Ihre Organe und Organstrukturen vereinfachen ihre fremdartige Lebensweise. Einige für den Menschen typische Organe können bei Parasiten fehlen. Dem Bandwurm fehlt zum Beispiel ein Verdauungssystem.

Eine Infektion kann relativ leicht erfolgen, vor allem bei mangelnder Hygiene (Darmparasiten, Läuse) oder zufällig (Zecken). Parasitäre Krankheiten können auch durch sexuellen Kontakt übertragen werden (Filzläuse).

Parasiten haben einen Lebenszyklus, der sich im Körper eines oder mehrerer Wirte abspielt. Sie vermehren sich geschlechtlich und ungeschlechtlich. In jedem Fall haben sie ein hohes Vermehrungspotenzial.

Was verursachen Parasiten?

Parasiten schädigen ihren Wirt entweder direkt (mechanische Schädigung von Organen und Geweben, Produktion von Toxinen und zellschädigenden Enzymen) oder indirekt (Allergien, Autoimmunerkrankungen, Verhaltensstörungen). Der Tod des Wirts ist selten und tritt nicht sofort ein. Sie verursachen Krankheiten wie Ascariasis, Giardiasis, Amöbiasis und Malaria.

Interessante Tatsache: Parasitäre Erkrankungen sind für schwangere Frauen besonders gefährlich, denn in einigen Fällen kann eine Infektion während der Schwangerschaft zu schweren Missbildungen des Fötus führen.

Die gebräuchlichste Einteilung der Parasiten