im Erkundungsbild

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So produzieren Schleimhautassoziierte Bakterien IgA-Proteasen, die spezifisch IgA abbauen und so die Immunabwehr umgehen. Hierzu zählen z.B. die Gonokokken und Haemophilus influenzae.

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Die Vermehrungsgeschwindigkeit bezeichnet die pro Zeiteinheit neu gebildeten Bakterienzellen – sie hat in der Logarithmischen Phase ihr Maximum erreicht. Die Teilungsgeschwindigkeit – also die Zeit, bis eine Bakterienzelle sich in zwei Bakterienzellen geteilt hat – ist von Bakterienspezies zu Bakterienspezies unterschiedlich. Temperatur und Nährstoffangebot haben Einfluss auf diese Zeitspanne. Bei ausreichendem Nährstoffangebot und optimaler Temperatur (18-45°C) braucht z.B. Staphylokokkus aureus 15 Minuten zur Verdopplung, wohingegen Tuberkulosebakterien ca. 20 Stunden benötigen.

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Dass Bakterien Glukose verwerten, nutzt man in der Liquordiagnostik um zwischen viralen und bakteriellen Infektionen des zentralen Nervensystems zu unterscheiden. Bei bakteriellen Infektionen ist die Glukose im Liquor vermindert und im Gegenzug das Laktat erhöht.

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Aerobe Bakterien können aus der Glukose die maximale Energie ausbeuten – nämlich 36 Moleküle ATP aus einem Molekül Glukose. Neben Sauerstoff sind auch andere anorganische Elektronenakzeptoren wie Nitrat oder Sulfat möglich – dann spricht man paradoxerweise von einer “anaeroben Atmung”.

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Für die Klinik ist dieses Wissen relevant: Wunden mit anaeroben Bakterien müssen offen behandelt werden. Der Sauerstoff der Luft hemmt dann die Bakterienvermehrung.

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Die terminalen Elektronenakzeptoren bei dem fermentativen Stoffwechsel sind organische Verbindungen. Im Vergleich zu den aeroben Bakterien gewinnen sie 6 mal weniger ATP-Moleküle aus einem Molekül Glukose – nämlich nur 6 Moleküle ATP.

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Es entwickeln sich unter Antibiotikatherapie Bakterien, die resistent gegenüber dem entsprechenden Antibiotikum sind. Die Antibiotika-sensiblen Bakterien gehen zugrunde, wobei die Mutanten überleben.

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Es besteht teils ein “copy and paste” – Mechanismus. Transposons müssen nicht unbedingt ihre Position wechseln, sondern es kann im Rahmen der Transposition auch lediglich eine Kopie des Transposons in die neue Position inseriert werden.

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Die Konjugation ist nur zwischen bestimmten Bakterien möglich, die zu einer sog. Kompatibilitätsgruppe gehören. Man spricht bei den Virulenzfaktoren auch von Pathogenitätsinseln. Grampositive Bakterien bilden zudem keine Sexpili aus, bei ihnen erfolgt die Konjugation über andere Mechanismen. Sie heften sich über Aggregationsproteine aneinander.

Die Gene des Fertilitätsfaktors befinden sich meistens extrachromosomal auf einem Plasmid. Ist er innerhalb des Bakterienchromosoms, so bezeichnet man diese Bakterien HFR-Zellen (=High Frequency of Recombination) – also Zellen mit einer hohen Rekombinationsrate.

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Das gezielte Einbringen fremder DNA in eine Zelle wird Transfektion genannt. Transformation wird u.a. in der Gentechnologie genutzt und bildet auch das Prinzip der DNA-Vakzinierungen.

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Die Phagen-DNA exprimiert häufig Virulenzfaktoren und dabei v.a. für Toxine. So ist z.B. das Corynebacterium diphtheriae erst nach Transduktion in der Lage das Diphtherie-Toxin zu produzieren. Dasselbe gilt für das Cholera-Toxin bei Vibrio cholerae und das Scharlachtoxin bei Streptococcus pyogenes.

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Die Effluxpumpen führen zu multiplen Resistenzen – sie exportieren verschiedenste Antibiotika einer Stoffklasse und sind verantwortlich für z.B. Tetracyclin-, Makrolid- und Chinolonresistenzen.

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Makrolide können über Esterasen gespalten werden und Chloramphenicol sowie Aminoglykoside können enzymatisch acetyliert und dadurch inaktiviert werden.

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Resistenzen gegen ß-Lactamantibiotika beruhen auf einem modifizierten PBP, eine veränderte Andockstelle an der 50S-UE des Ribosoms bewirkt eine Makrolidresistenz und eine Mutation im Gyrase-Gen führt zur Resistenz gegen Fluorchinolone.

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Methicillin zählt zu den Isoxazolylpenicillinen, den Beta-Laktamase-festen Penicillinen. Beta-Laktamasen können den ß-Lactam-Ring bei MRSA nicht spalten, da es bei MRSA über eine Seitenkette geschützt ist.

Methicillin wird nur im Labor zur Resistenztestung verwendet bzw. in den USA verschrieben, während hierzulande Oxacillin bzw. Flucloxacillin genutzt werden, weshalb teils auch von ORSA gesprochen wird. MRSA zeigt eine Überexpression am mecA-Gen, welches ein verändertes Penicillin-Bindeprotein exprimiert. ß-Lactam-Antibiotika können nicht mehr an die PBPs der MRSA binden.

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Die vier relevanten Gruppen bzw. ihre Vertreter sind erstens Piperacillin, zweitens Gruppe 3 bzw. 4 Cephalosporine, drittens Carbapeneme und viertens Fluorchinolone. Bei 4-MRGN gibt es kaum noch Antibiotika-Optionen.