Die mikrobiologischen Merkbilder sind lose assoziiert mit der Immun-Saga. Hier schauen wir aus Sicht der Eindringlinge auf die Ereignisse rund um die Invasion Somas.
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wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

Bakterien 2: Systematik & Virulenzfaktoren
Basiswissen
Gramverhalten: Grampositiv, gramnegativ und atypisch
Blaue Flaggen, rote Flaggen und weiße Flaggen
Die Färbung nach Christian Gram gilt bis heute als Standardmethode, um Bakterien schnell mikroskopisch zu differenzieren. Grampositive Bakterien, die nach der Färbung blau erscheinen, besitzen eine dicke, lockere Mureinwand als Zellhülle (Ganoven mit blauen Flaggen). Den gramnegativen Bakterien, die nach der Färbung rot erscheinen, ist über einer dünnen Mureinwand noch eine zweite Zellmembran aufgelagert (Ganoven mit roten Flaggen). Bakterien, die sich nur bedingt mit der Gramfärbung differenzieren lassen, werden als atypisch bezeichnet (Ganoven mit weißer Flagge).
Kokken: runde Bakterien mit typischer Lagerung zueinander – Diplokokken, Staphylokokken und Streptokokken
Flaggen mit rundlichen Symbolen: zu zweit, Haufen oder Ketten
Die Kokken sind runde, leicht ovale Bakterien. Die Form dieser Bakterien ist namensgebend (gr.: Kugeln, Beeren). Sie zeigen in der Kultur eine typische Lagerung zueinander: in Zweierpaaren die Diplokokken, in Haufen die Staphylokokken und in Ketten die Streptokokken (zu sehen an den Flaggen).
Stäbchenbakterien: kokkoide und spindelförmige Stäbchen
Flaggen mit Stäbchen
Bei den Stäbchen ist eine Achse länger als die andere (Flaggen mit Stäbchen). Sie lassen sich anhand ihrer Form noch in viele Untergruppen differenzieren. So gibt es u.a. die eher plumpen (kokkoiden) Stäbchen und solche, die an ihren Polen zugespitzt enden – die spindelförmigen Stäbchen (lat.: fusiforme Bakterien).
Schraubenförmige Bakterien: Spirochäten bewegen sich rotierend um ihre eigene Achse (Korkenzieher-Prinzip)
Flagge mit Korkenzieher-Symbol
Die Schraubenförmigen Bakterien werden auch als Spirochäten zusammengefasst. Sie sind eine Untergruppe der Stäbchen. Spirochäten sind zart und zeigen voll ausgebildete Windungen (Träger windet sich schlapp um Flagge). Sie können sich bewegen, indem sie um ihre eigene Achse rotieren (= Korkenzieher-Prinzip; Korkenzieher-Form auf Flagge). Zu ihnen zählen die Erreger der Syphilis (Treponema pallidum), die Erreger der Borreliose (Borrelia burgdorferi) und die Leptospiren, die die Leptospirose (eine Zoonose) hervorrufen.
Einordnung der Bakterien in ein hierarchisches System: Gattung → Spezies
Begattung bringt neue Spezies
Eine Gruppierung der unterschiedlichen Bakterien erfolgt durch Häufung bestimmter Eigenschaften. Relevant für die Klinik ist die Zuordnung zu einer Bakteriengattung (Genus) und innerhalb dieser die weitere Differenzierung von Bakterienarten (Spezies; zwei sich begattende Bakterien erzeugen hier eine neue Spezies). Ein Beispiel für eine Gattung sind die Staphylokokken. Staphylokokkus aureus (wie auch Staphylokokkus epidermidis) bilden je eine Bakterienspezies der Gattung “Staphylokokken”.
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Expertenwissen
Chlamydien kommen in zwei Formen vor: Elementar- und Initialkörperchen
Clam=Muschel in zwei Formen:
Charakteristisch für die Chlamydien ist das Vorkommen in zwei verschiedenen Formen: die Elementarkörperchen gelten als die Dauerform, die metabolisch nahezu inaktiv ist, sie kommen außerhalb der Wirtszelle vor und infizieren neue Zellen (Elefanten-Paar außerhalb der Zelle, schaut auf Uhr, wie lang es noch dauert – für Dauerform). Als Initialkörperchen (auch: Retikularkörperchen) existieren sie innerhalb der Wirtszelle (internationale Muschel liegt in der Zelle in einem Netz für rete – Retikularkörperchen). Detail: Sie sind dabei von der Endosomenmembran des Wirts umgeben. Man spricht auch von Einschlusskörperchen.
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3
Die Stäbchenbakterien umfassen eine große Gruppe an unterschiedlichen Erregern, wobei die gramnegativen Stäbchen die größte Gruppe der humanpathogenen Keime ausmacht. Zu den grampositiven Stäbchen zählen einige der für den Menschen am gefährlichsten geltenden Keime – sog.: “Killer Keime”, wie Clostridium botulinum und tetani (die Erreger des Botulismus und von Tetanus).
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Formal werden die Schraubenbakterien den gramnegativen Stäbchen zugeordnet. Sie lassen sich aber aufgrund ihres geringen Durchmessers in der Gramfärbung nicht gut darstellen.
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Der Familienname (der Gattung übergeordnet) hat eine geringere Bedeutung – die Staphylokokken zählen z.B. in die Familie Staphylococcaceae.
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Die vielen Serovare der Salmonellen ergeben sich aus einem Klassifikationssystem (Kaufmann-White-Schema), welches alle möglichen O-, H- und K-Antigene kombiniert.
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Nur EHEC (= enterohämorrhagische E. coli) besitzt potentiell die Fähigkeit, die sog. Shiga-Toxine zu bilden (das sind Zytotoxine). Im schlimmsten Fall kommt es dann zur Ausbildung einer hämorrhagischen Kolitis oder dem HUS (hämolytisch-urämisches-Syndrom).
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Bakterien, die Teil der Normalflora des Menschen sind, exprimieren keine oder nur wenige Virulenzfaktoren – sie sind apathogene oder fakultativ pathogene Keime. Dahingegen exprimieren obligat pathogene Keime oft eine Vielzahl an Virulenzfaktoren, die es dem Keim ermöglichen, in den Wirt einzudringen, sich zu vermehren und sich der Immunabwehr zu entziehen.
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Erstmals wurden die Staphylokokken von Robert Koch beschrieben.
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Nachdem unsere Fresszellen (Makrophagen und Granulozyten) einen Erreger phagozytiert haben, geben sie aggressiv-lytische Sauerstoffradikale frei, um diesen endgültig zu zerstören (der Oxidative Burst) – hierzu zählt auch die Freisetzung von Wasserstoffperoxid. Staphylokokken, die starken Kokken, können sich gegen diesen Abwehrmechanismus wehren.
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Um die Abszesswand durchgängig zu machen und sich im Körper auszubreiten, bildet S. aureus die Staphylokinase (ein fibrinolytisch wirkendes Enzym) sowie Hyaluronidasen und DNasen.
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Die Exfoliativtoxine kommen nur bei etwa 5 % aller S.-aureus-Stämme vor.
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Normale Antigene reagieren mit etwa 0,01–1% aller T-Zellen, Superantigene mit 5-20%. Somit werden nicht nur für das Antigen spezifische T-Zellen aktiviert. Die Immunreaktion ist unkontrolliert und ungerichtet.
Die Enterotoxine kommen, wie die Exfoliativtoxine, bei etwa 5 % aller S.-aureus-Stämme vor. Das Toxin-1 wird nur bei ca. 1 % aller S.-aureus-Stämme gefunden.
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Die Streptokokken wurden erstmals von Paul Ehrlich und Theodor Billroth beschrieben.
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Von den ß-hämolysierenden Streptokokken der Gruppe A wird man häufiger hören – es sind die Verursacher des Scharlachs.
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Die Vertreter der Viridans-Gruppe exprimieren kaum Virulenzfaktoren, sodass die Erkrankungen einen langsamen Verlauf haben. Eine Einschleppung in die Blutbahn (z.B. bei Zahnextraktionen) kann zur Endokarditis lenta führen.
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Das C-Polysaccharid ist ein zellwandständiger Virulenzfaktor. Es können sich Antikörper gegen diese C-Substanz ausbilden, welche bei der Differenzierung in die Lancefield-Gruppen entscheidend sind (Latex-Agglutination).
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Die Streptokinase wurde teils auch als Fibrinolytikum genutzt, um Blutgerinnsel (etwa im Gehirn) aufzulösen. Heutzutage wird sie meist durch rekombinant hergestellte Analoga wie die Alteplase ersetzt. Da die Streptokinase jedoch kostengünstiger ist, findet sie immer noch Anwendung, wo dem Gesundheitssystem weniger Ressourcen zur Verfügung stehen.
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Die Meningokokken können das Gefäßendothel schädigen – charakteristisch sind petechiale Hautblutungen. Diese haben eine gewisse diagnostische Relevanz, da sie auf Druck unter einem durchsichtigen Trinkglas nicht verschwinden. Endotoxine sind für den Endotheldefekt verantwortlich – hier LOS (Lipooligosaccharide) vgl. mit den LPS.
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Die Familie der Neisseriaceae umfasst alle gramnegativen Kokken. Neben der Gattung der Neisserien zählen hierzu u.a. auch die Moraxellen. Moraxellen zählen zur Mundflora; Moraxella catarrhalis etwa verursacht Infektionen der Atemwege – daher kommt auch der früher geläufige Begriff Rachenkatarrh für eine Pharyngitis.
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Ursächlich für die Diphtherie ist nicht das Corynebacterium diphtheriae, sondern sein gebildetes Toxin – das Diphtherietoxin.
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Die Mykobakterien zählen formell zu den grampositiven Stäbchen und die Spirochäten zu den gramnegativen Stäbchen.
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Die Mykobakterien sind u.a. Verursacher der Tuberkulose und der Lepra. Mykobakterien befallen Makrophagen, hier spielt der Virulenzfaktor in der Zellmembran von Tuberkelbakterien eine wichtige Rolle – der Cord-Faktor inhibiert die Phagolyse, siehe Merkbilder zur Tuberkulose.
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Die einzige obligat humanpathogene Bazillenart ist der Erreger des Milzbrands (Bacillus anthracis). Bei den Clostridien gibt es mehrere relevante Arten: u.a. Clostridium tetani, der Erreger des Wundstarrkrampfes, Clostridium botulinum, Erreger des Botulismus, sowie Clostridium perfringens, der Erreger des Gasbrands. Siehe jeweilige Merkbilder dazu.
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Die Chlamydien und Rickettsien zählen formell, auf Grund ihres Zellwandaufbaus, zu den gramnegativen Erregern. Durch ihre intrazelluläre Lage lassen sie sich aber mittels der Gramfärbung nur schwierig darstellen. Chlamydien überdauern extrazellulär als sogenannte Elementarkörperchen. Legionellen wiederum sind gramnegative Bakterien und fakultativ intrazelluläre Bakterien.
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Rickettsien sind die Erreger des klassischen Fleckfiebers – über Kleiderläuse befallen sie den Menschen. Auch Coxiella burnetii, deren natürliches Reservoir Weidetiere sind, gehören zu der Familie Rickettsiacea – sie lösen eine atypische, interstitielle Pneumonie aus.
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Chlamydien (C. trachomatis) sind verantwortlich für viele Erblindungen in Gebieten mit schlechterer Hygiene. Der natürliche Wirt von Chlamydophila psittaci sind Vögel – als “Papageienkrankheit” kommt es wie bei Chlamydophila pneumoniae zur atypischen Pneumonie.
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