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