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Mikrobiologie (Subject) / Skript (Lesson)

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• im Krankenhaus erworbene Infektionen 1. Urinary tract infections: 42% 2. Surgical wound infections: 24% 3. Lower respiratory tract infections: 11% 4. Bacteraemia: 5% other (18%)
• Keimtötung 1. Sterilisieren = Abtötung aller vermehrungsfähigen Mikroorganismen 2. Desinfizieren = Abtötung aller Erreger übertragbarer Infektionskrankheiten (schliesst Sporen und Prionen nicht mit ein) 3. Konservieren = Verhütung eines mikrobiell verursachten Verderbens
• Kinetik der Keimabtötung - Reaktion 1. Ordnung (exponentielle Abtötung) Wirksamkeit abhängig von1. Empfindlichkeit der Mikroorganismen2. Aktivität der Noxe3. Bacterial load4. D-Wert (dezimale Abtötungszeit = Zeit für die Reduktion der Keimzahl um 90% = Wirksamkeit der Abtötung)
• Ethylenoxid-Gas - Sterilisationsverfahren für hitzelabile Gegenstände - Belüftung notwendig wegen explosiver Wirkung
• Erreger nosokomialer Infektionen - E. coli - Staphylococcus aureus - Enterokokken
• Mikrobiologische Ursachen von Lebensmittelvergiftungen - Campylobacter jejuni: Geflügel - Salmonella enterica: Geflügel, Eier - Eschericia coli (vor allem EHEC): Rinderfleisch, Pflanzliche Lebensmittel - Listeria: Milch - Enterotoxine von Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum - Norovirus - Giardia duodenalis, Entamoeba histolytica, Toxoplasma gondii, Cryptosporidium
• Peptidoglykan = Murein - bildet Bestandteil der Zellwand - aus Zuckerketten (N-Acetylglucosamin, Acetylmuraminsäure), die über Peptidseitenketten (Glycin) quervernetzt werden
• Lipopolysaccharid = Endotoxin - nur in äussere Membran (gram-negative Bakterien) Region I: sich wiederholende Oligosaccharid-Einheiten (Antigenvariant) Region II: Kernpolysaccharid Region III: Lipid A (toxische Komponente)
• Humanpathogene Sporenbildner - Clostridium - Bacillus
• Energiequellen von bakteriellen Erregern 1. Kohlenstoffquelle: heterotroph (organische Kohlenstoffquellen werden benötigt) 2. Energiequelle: chemotroph (chemisch gebundene Energie wird als Energiequelle benötigt) 3. Wasserstoffdonator: organotroph (Wasserstoff aus organischen Verbindungen wird benötigt)
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• Karies - Anheftung oraler Bakterien (oft Streptococcus mutans) - Bildet Biofilmmatrix (extrazelluläre Polymersubstanz, EPS) - kataboler Stoffwechsel bildet saure Metabolite --> Zerstörung des Zahnschmelzes
• Endotoxin-Mechanismus - werden bei der Autolyse gramnegativer Bakterien freigesetzt - Salmonellen, Shigellen, E. coli, Neisserien - Makrophagenaktivierung - Aktivierung des Komplementsystems - Wirkung auf das Kinin- und Gerinnungssystem (Vasodilatation, Permeabilitätsstörungen, Verbrauchskoagulopathie) --> Waterhouse-Friedrichson-Syndrom (Neisseria meningitidis)--> Herxheimer Reaktion (Treponema syphilis)
• Exotoxin-Mechanismus - Toxic-shock-syndrom (TSST-1) - Aktivierung von T-Zellen und Makrophagen - Freisetzung von Zytokinen --> Fieber, Exanthem, Blutdruckabfall
• Mutualism - reciprocal benefit - 100% dependence - benefit to the two species eg Vitamin K synthesis
• Commensalism - shelter and food - no dependence - benefit to the two species
• ß-Laktam Resistenz 1. Target modification (PBPs)- mutational target modification (Neisseria gonorrhoeae, Streptococcus pneumoniae); chromosomal- acquisition of a new target, PBP2 (Methicillin resistant Staphylococcus aureus); transposon 2. Drug inactivation (lactamases)- plasmid and chromosomal (Enterobacteriacae) 3. Drug uptake/efflux- modification of cell wall/carrier proteins; chromosomal (Pseudomonas aeruginosa)
• Drug classes that target the ribosome - Aminoglycosides - Macrolides - Lincosamides - Oxazolididones - Tetracyclines - Spectinomycin - resistance is associated with a Guanin on the 23S rRNA in eukaryotic cyto- and mitoribosomes (bacteria have Adenin = susceptible)
• Chinolon Resistenz 1. Mutational modification of target (chromosomal)- Type II topoisomerases: DNA Gyrase (gyrA) --> Resistenz nach Mehrschrittmuster- DNA topoisomerase IV (parC, grlA) 2. Active efflux/reduced uptake (chromosomal)- Pseudomonas aeruignosa, Enterobacteriaceae, Staphylococcus aureus
• Aminoglykosid Resistenz - bewirken Falscheinbau von Aminosäuren, blockieren die Translokation - Drug modifying enzymes (plasmid, chromosomal) - Target modification (methylation of 16S rRNA, plasmid)Enterobacteriaceae - Mutational target alteration (16s rRNA, chromosomal)Mycobacteria - Active efflux (chromosomal)Pseudomonas
• Makrolid Resistenz - blockieren die Peptidyltransferaseaktivität - Target modification (methylation of A 2028 in the 23S rRNA; plasmid and chromosomal)Problem of inducible resistance!Name: erm (enzymatic ribosomal modification): confers resistance towards macrolides and lincosamides! - Mutational alteration (23S rRNA, chromosomal; ribosomal protein, chromosomal) - Active efflux (plasmid, chromosomal)rare - Drug modifying enzymes (plasmid)rare
• Erworbene Antibiotikaresistenzen Hospital acquired- Staphylococcus aureus- Enterobacteriaceae- Pseudomonaden- Enterococcus- M. tuberculosis Community acquired:- Shigella- Salmonella- N. gonorrhoeae- H. influenzae- S. pneumoniae
• Nachweiss einer erregerspezifischen Immunreaktion - Syphilisdiagnostik - Lyme Disease - Rheumatisches Fieber
• 4-Felder-Tafel - Die prädiktiven Werte sind von der Prävalenz abhängig (Sensitivität und Spezifität dagegen nicht!) - Sensitivität & Spezifität = Treffsicherheit eines Testverfahrens - Positiver & Negativer Prädiktivwert = Wertigkeit eines Testverfahrens - Sensitivitätsunterschiede beeinflussen den negativen Prädiktivwert - Spezifitätsunterschiede beeinflussen den positiven Prädiktivwert
• Toxic Shock Syndrome - Fieber- diffuses makulöses Exanthem an Handflächen und Fussohlen- Hyperämie der Schleimhäute- Hyptonie (<100 mmHg systolisch)- Übelkeit, Erbrechen, Durchfall- Desorientiertheit - assoziiert mit Toxic Shock Syndrome Toxin (= Superantigen), sezerniert von S. aureus
• Clumping-Factor Test - Abtrennung von S. aureus zu den koagulasenegativen Arten (S. epidermidis, saprophyticus) - Materien von Kolonien wird in auf einem Objektträger deponiert und mit einem Tropfen Kaninchenplasma verrieben
• Pyrogene Streptokokken-Exotoxine (PSE, A-C) - phagenkodiert - Scharlach (Himbeerzunge mit weissem Beleg) - Toxic-shock syndrome like disease (30% Lethalität) - wirken als Superantigene - kann man mehrmals bekommen! (PSE A, B oder C!)
• Toxic Shock Like Syndrome - S. pyogenes growing in an infected wound - Bacteria enter bloodstream, produce pyrogenic toxins (PSE)  - Fever, rash, shock  - Death rate 30% (TSS only 3%)
• Mantoux Test - Zelluläre Immunreaktion (positiv 6-8 Wochen nach Infektion) - Ablesung nach 24-72 h - Positve Reaktion besagt, dass der Patient Kontakt mit Tuberkuloseerregern hatte (frühere Infektion) oder mit BCG geimpft wurde
• Tuberkulostatika - Isoniazid- Rifampicin- Streptomycin- Ethambutol- Pyrazinamid 1. Unkomplizierte Lungentuberkulose:- Isoniazid, Rifampicin, Ethambutol und Pyrazinamid für 2 Monate- Isoniazid und Rifampicin für weitere 4 Monate 2. Komplizierte Lungentuberkulose, Meningitis, Miliartuberkulose- Isoniazid, Rifampicin, Pyrazinamid und Streptomycin für 2 Monate- Isoniazid und Rifampicin für 6-9 Monate
• Medizinisch wichtigsten Pilze 1. Sprosspilze (Hefen) - Candida --> Haut, Schleimhäute ('Soor'), Sepsis- Cryptococcus neoformans --> Lunge, Gehirn- Malassezia furfur --> Haut (Pityriasis) 2. Schimmelpilze - Aspergillus --> Lunge, Ohr 3. Dermatophyten- Trichophyton 4. Dimorphe Pilze- Blastomyces dermatitidis --> Lunge, Haut, Knochen
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• Lyme-Borreliose Stadium I:- Erythema migrans- lokale Lymphadenopathie Stadium II:- Meningoradikulitis, Fazialisparese- lokale Lymphadenopathie- diffuses Erythem Lymphadenosis cutis benigna- kurze Arthritisanfälle- AV-Block Stadium III:- Acrodermatitis chronica atrophicans (ACA)- periphere Neuropathie- Arthritis, Myalgien- Myo-Peri-Pankarditis
• Rekonvaleszenzausscheider Ausscheidung nach Überstehen der Krankheit Typisch für enteritische Salmonellosen
• Präpatenz Zeit zwischen Infektion und dem Auftreten der ersten Geschlechtsprodukte eines Parasiten
• Desinfektionsverfahren - Alkohol (Ethyl oder Isopropyl), 60-80% - Jodophore - Quarternäre Ammoniumverbindungen (nicht gegen alle gram-negativen Stäbchen wirksam) - Diguanide (Chlorhexidin) - Chlor-Verbindungen - Glutaraldehyd  - Formaldehyd - Phenol-Verbindungen
• Sterilisationsverfahren - Dampf (Autoklavieren): 121°C, 202 kPa, 15 min oder 134° C, 302 kPa, 3 min - Heisluft: 160° 2h oder 180° 30 min - Ionisierende Strahlen; 2.5 x 104 Gy - Ethylenoxid-Gas (toxisch, explosiv): Methode der Wahl für hitzelabile Gegenstände - Formaldehyd-Wasserdampf - Glutaraldehyd
• Aufbau Bakterienzellen - keine Organellen (Mitochondrien, ER, Golgi) - Vermehrung durch Zweiteilung - 1-5 µm - Genomgrösse: 106-107 bp
• Mykobakterien Mycobacterium tuberculosis complex:- M. tuberculosis- M. africanum- M. bovis- M. canetti- M. microti Auch Obligat pathogen:- M. leprae- M. ulcerans Fakultativ pathogen:- M. avium... 
• Pathogenitätsfaktoren M. tuberculosis - Lipidreiche Zellwand vermittelt Schutz gegenüber reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffmetaboliten - Arretierung der Phagosomenreifung - Intrazelluläre Persistenz
• Nichttuberkulöse Mykobakterien - kommen ubiquitär vor Krankheitsbilder:- Lungenerkrankungen- Lymphadenitiden- Haut- und Weichteilinfektionen- Knochen- und Gelenkinfektionen- Disseminierte Infektionen- Wund- und Fremdkörperinfektionen - einige Spezies weisen eine natürliche Resistenz gegen Makrolide auf. Ursache: chromosomal kodierte erm-Methylasen
• Anaerobier - Teil des GI Traktes - Clostridium (grampositive Stäbchenbakterien, Sporenbildner) - Actinomyces (grampositive Stäbchenbakterien) - Peptostreptococcus (grampositive Kokken) - Bacteroides, Capynocytophage, Fusobacterium (gramnegative Stäbchenbakterien) - Veillonella (gramnegative Kokken)
• Salmonella typhus vs. enteritidis Typhus:- kleines Keiminokulum ausreichend- Problem des Dauerausscheiders- Erregerreservoir: Mensch- Übertragung: Wasser- und Lebensmittel- Inkubationszeit: 1-3 Wochen Gastroenteritis:- kleines Keiminokulum ausreichend- Übertragung: Geflügel, Eiprodukte, Speiseeis und Milchprodukte- Inkubationszeit: 1-3 Tage- symptomatische Therapie - beide sind meldepflichtig
• Natürlich transformable Bakterien - Neisseria gonorrhoe - Streptococcus pneumoniae - Helicobacter pylori - Haemophilus influenzae
• Infektiöse Endokarditis Endokarditis bei Nativklappen- vergrünende Streptokokken- Staphylococcus aureus (Drogenabusus) Endokarditis bei Kunstklappen- Koagulase-negative Staphylokokken- Staphylococcus aureus Zusätzlich: HACEK Gruppe, Enterokokken

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