ZELLBIOLOGISCHE ASPEKTE DER EXOTOXINE
Durch bakteriellen Exotoxine hervorgerufene Krankheitsbilder. Schutzimpfungen
Ablauf einer Infektion
� Adhärenz
� Invasion
� Etablierung
� Schädigung
Adhärenz
� Adhäsine- Fimbrien
� Rezeptoren auf Zielzellen� Mannosesensitive/ Mannoseresistente
Rezeptoren
� Organotropismus
� Peristaltik kann die Bakterien nicht wegschwemmen
� Enzyme, Toxine werden in der Nähe der Rezeptoren
� Schädliche Wirkung wird mehr effektiv
Invasion
� Infektionen ohne Invasion� Clostridium tetani
� Vibrio cholerae
� Invasion� Beweglichkeitsorganellen
� Geiβeln
� Shigella sp. Rearrangement der Aktinfasern
� Enzyme � Hyaluronidase, Kollagenase, Elastase, Lipase, DNase
� Phagozytoseinduktoren
EtablierungSchutz vor der Wirtsabwehr 1.
� Störung der Phagozytenfunktionen� S. aureus Fibrinogen Schutzschicht� Kapsel� Evasion aus dem Phagosom (L. monocytogenes)� Hemmung der Phagolysosomverschmelzung� Inaktivierung der intrazellulären
Abtötungsfaktoren (katalase)� Zerstörung der Leukozyten
� Leukozidin S. aureus
Haemolysin E. coli
� Lecithinase C. perfringens
Etablierung 2.
� Hemmung der Antikörperwirkung� IgAasen N. gonorrhoeae
� ProteinA S.aureus
� Antigenvariationen� N. gonorrhoeae
� B. recurrentis
Schädigung
� Erreger schädigt der Wirt direkt� Durch intrazelluläre Vermehrung ( T. pallidum,
Chlamydien)
� Durch Toxine (Exotoxine, Endotoxine)
� Erreger induziert eine Entzündungsreaktion� Akute rheumatische Fieber (S.pyogenes)
� Arthritis (Y.enterocolitica)
Toxine
� Endotoxine� Von abtöteten G-
Bakt.
� LipidA
� Hitzeresistent
� Nicht gute Antigene
� Kein Toxoid
� Unspezifische Wirkung
� Exotoxine� Von viele
Bakterienarten
� Proteine
� Empfindlichkeit für Hitze
� Gute Antigene
� Toxoid
� Spezifische Wirkungen
Exotoxine
� Aktiv sezerniert� Diphterietoxin
� Nach dem Tod des Erregers freigesetzt� Tetanustoxin, Botulinustoxin
� An der Bekterienoberfläche fixiert� Kontaktzytolysin von Shigella
� Lokal wirken, oder nach hämatogener Verteilung
Exotoxine
� Innerhalb des infizierten Wirtsorganismus gebildet
� Auβerhalb des lebenden Organismus gebildet� S.aureus Enterotoxin
� B. cereus Enterotoxin
� Botulinustoxine
� Aspergillus flavus Aflatoxin
� Lebensmittelvergiftung
Extrazellulär wirksame Exotoxine� Wirken an der Zellmembran der Wirtszelle
� Membranabbauende Toxine� Phospholipase C von C. perfringens
Lipidspaltung
� Porenbildende Toxine –Zelluläre Tropismus� S. aureus α-Toxin
� Thrombozyten, Monozyten, Endothelzellen
� E. coli Hämolysin � Monozyten, PMG, Endothelzellen, Nieren-
Tubulusepithelzellen
Intrazellulär wirkende Exotoxinen
Wirkung von A-Komponente
� Proteasen� Botulinustoxine, Tetanustoxin
� ADP- Ribosylierung� Elongationsfaktor 2
� Diphtherietoxin, Pseudomonas-Exotoxin-A� G-Protein
� Choleratoxin, Pertussistoxin, Botulinustoxin C3� Aktin
� Botulinustoxin C2
� Glykosylierung� C. difficile ToxinA
� N-Glykosidase Spaltung� Shigatoxin, Shiga-like Toxin
Superantigene
•Antigenunabhängige Vernetzung
•Poliklonale Aktivierung der T-Zellen
•Überproduktion von Lymphokinen (TNFα)
Endotoxin Wirkung
� Lipid A komponente aus der äuβeren Membran gramnegativer Bakterien
� Sie gelangen ins Milieu beim Absterben der Bakterienzelle
� LipidA Rezeptoren � Monozyten/Makrophagen� Endothelzellen� Freizetzung IL-1,TNF-α, IL-6, IL-12� Granulozyten adhärieren an der Gefäβwand in
Herdnähe, und durchwandern
Endotoxinwirkung
� Komplementaktivation C5a » chemotaktische Wirkung auf PMKG
� Gewebeschädigende Inhaltsstoffe werden aus den PMKG freigesetzt
� Freisetzung von Kininen� Vasodilatation� Permeabilitätsstörungen� Kontraktion der glatten Muskelfasern
� Aktivierung der Blutgerinnung, Bildung von Mikrothromben, störung der Mikrozirkulation
� Verbrauchskoagulopathie, Schock, Multiorganversage
Durch bakteriellen Exotoxine hervorgerufene Krankheitsbilder
� S. aureus
� S. pyogenes
� C. diphtheriae
� L. monocytogenes
� B. anthracis
� B. cereus
� C. botulinum
� C. tetani
� C. difficile
� Gasbrand Clostridien
� E. coli
� Enteritis Salmonellen
� Shigella sp.
� Vibrio cholerae
� P. aeruginosa
� C. jejunii
� H. pylori
� B. pertussis
Gram+ Gram-
S. aureus
� Hämolysine » Membranschädigung� α- Hämolysin zerstört Erythrozyten und Phagozyten� β,γ,δ-Hämolysine zerstört Erythrozyten
� Leukozidin� Zerstört PMKG und Makrophagen
� Enterotoxine (A, B, C1, C2, C3, D, E) »Nahrungsmittelintoxikationen� Shädigen die Endigungen des N.vagus im Magen� Superantigene » IL2 Übelkeit, Erbrechung, Fieber
� Exfoliatin A, B » Staph. Scalded Skin Syndr.� Löst sich Stratum corneum vom Stratum granulosum
� TSST� Superantigen
S. pyogenes
� Streptolysin O (ohne Sauerstoff)� Erythrozyten, Körperzellen, Granulozyten� AST
� Streptolysin S� Erythrozyten� Kein Ag
� Erythrogene Toxine (Streptococcal pyrogenic exotoxins)� β Prophag lisogenisiert� SPE- A, B, C� Scharlach� Superantigen Streptococcal TSS (SPE-A,C)
Listeria monocytogenes
� Listeriolysin� Erzeugt Poren in der
Membran der Phagosomen
� Lebt frei in der Zytoplasma
� Polare aktinbindende Protein
� Bildet sich ein Schweif aus Aktin, formt Ausspültungen der Wirtszelle, induziert die Aufnahme durch die Nachbarzelle
� Breitet sich von Zelle zu Zelle aus, ohne Kontakt mit extrazellulären Abwehrmechanismen
Corynebacterium diphtheriae
� Diphtherietoxin� β Prophag
lisogenisiert� AB Toxin� Rezeptor für das DT.
ist der heparinbindende Epidermal-Wachstumsfaktor-Vorläufer (Rachenepithel, Herz, Nieren)
� ADP-Ribosylierung von EF2
� Pseudomembran� Cäsarenhals� Diphtheriekrupp� Myokarditis� Nierenversagen
Bacillus cereus
� Nahrungsmittelintoxikation
� Emetisches Toxin (in Reis)� 1-6 Stunde nach der Nahrung, Erbrechen
� Diarrhoe Toxin� 10-12 Stunde später, Bauschmerzen, wässrige
Durchfälle, Übelkeit
� In Gemüse und Fleisch
Bacillus anthracis
� Anthraxtoxin� Plasmidkodiert
� 3 Anteilen:� Ödemfaktor
� Protektives Antigen
� Letalfaktor
Clostridium botulinum
•9 verschiedene Neurotoxinen
•A, B, C1, C2, C3, D, E, F, G
•Schlaffe Lähmungen
•Nahrungsmittel-intoxikation
•Wundbotulismus
•Säuglingsbotulis-mus
Clostridium tetani
� Tetanospasmin� Erreicht entlang den Nervenbahnen, hämatogen
die Vorderhornzellen der grauen Subtanz des Rückenmarks
� Spaltet Syneptobrevin
� die Freisetzung der Neurotransmitter (Glycin, GABA) durch Exozytose gestört ist
� Unkontrollierte Aktivierung der alpha-Motoneuronen und zu tonischen (andauernden) und klonischen (zuckenden) Verkrampfungen
Clostridium perfringens
� Zahlreiche Toxine (α-ι)
� Membranschädigung� α- Toxin » Lezitinase
� β-Toxin » Porenbildung
� Gasbrand, Myonekrose
� Intestinale Infektionen (Darmbrand)
Clostridium difficile
� Antibiotika-assoziierten Kolitis
� Nosokomiale Infektionen
� Toxine� A Toxin » Enterotoxin
� B Toxin » Zytotoxin
� Fieber mit blutigen Durchfallen, krampfartigen Bauchschmerzen
� Pseudomembranöse Kolitis
Shigella dysentheriae, flexneri, boydii, sonnei
� Shiga Toxin (2 Komponente)� Zytotoxisches Protein (EHEC)� Enterotoxische Komponente (EIEC)
� Hypersekretion von Flüssigkeit
� Enterotoxine� Hypersekretion
� Ruhr� Bauchschmerzen, Diarrhö, Fieber� Wäβrig, schleimig, blutig Stuhl
Vibrio cholerae (ETEC)
� Choleratoxin� AB Toxin
� A1 ribosyliert das Regulatorprotein G der Adenylatzyklase
� Daueraktiviert Adenylatzyklase vermehren cAMP
� Na+ Rückresorption wird gehemmt
� Chlorid, Bikarbonat und Kalium werden sezerniert
� Reiswasserartige Durchfälle
� Flüssigkeitsverlust, Exsikkose, hypoton Schock, Tod
E. coli
� Fakultativ pathogene Stämme� Hämolysine
� Obligat pathogene Stämme� (EPEC ( kein Toxin), Adhärenz schädigt den
Bürstensaumsstruktur)� EAggEC
� Enterotoxin, Hämolysin� ETEC
� LT(Hitzelabil) Choleratoxin Homolog� ST(Hitzestabil) aktiviert Guanilatzyklase
� EIEC� Shigella Enterotoxin
� EHEC� Shigatoxin� Hämolysin
Enteritis Salmonellen
� 3 Exotoxine� Salmonella Enterotoxin
� Verursacht Sekretion von Cl- und Na+, damit Flüssigkeit
� Salmonella-Zytolysin� Auflockerung der Mukosa
� Salmonella-Zot-like Toxin (zonula occludens)� Erhöht die Permeabilität
P. aeruginosa
� ExotoxinA� Ribosylierung des EF2
� Hemmung der Proteinsynthese
Campylobacter jejunii
� Enterotoxin� Zytotoxin ist serologische ähnlich mit Shigatoxin
� Krankheiten� Durchfall� (Guillain-Barré Syndrom
� Segmentale Demyelinisierung� Axonale Degeneration� Peripheren überwiegend motorischen Polyneuropathie� Antikörper gegen LPS von C.j. kreutzreagiert mit
Myelinganglioside)
Helicobacter pylori
� Zytotoxin VacA-Toxin
� Ulkusentstehung
Bordetella pertussis
� Pertussis toxin
� ADP-Ribosyl-Transferase
� ribosyliert G-Proteine, hemmt Signalübertragung
� Lymphocytosis Promoting Faktor
� Sensibilisiert den makroorganismus gegenüber Histamin
� Verstärkt Insulin-Sekretion, hervorruft Hypoglikämie
� Adenilat-Zyklase Toxin
� Induziert einen Ansteig von cAMP in Granulozyten, Makrophagen, Lymphozyten
� Hemmt Phagozytose, andere Immunreaktionen
� Tracheales Zytotoxin
� Zyliostase
� Schädigung der zilientragenden Zellen
� Dermonekrotisches Toxin
Schutzimpfungen
obligatorisch freiwillig alterstuf
BCG 0-6. Woche
DTPa-IPV-HIb PCV 2. Monat
DTPa-IPV-HIb 3.Monat
DTPa-IPV-Hib PCV 4.Monat
MMR PCV 15.Monat
DTPa-IPV-HIb 18.Monat
DTPa-IPV 6.Jahr
DTPa 11.Jahr
MMR 11.Jahr
Hepatitis B 13.Jahr