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Umwelt- und Tierhygiene (Fach) / Fragenkatalog (Lektion)

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• Aufbau eines Bakteriums Kapsel Geißel Fimbrien Pilus Zellwand
• Kapsel vorkommend bei Gram + und Gram - Aufbau aus extrazellulären Substanzen: D- Glutaminsäure, D- Hyaluronsäure Schutz vor Austrocknung/ Phagozytose, Permeabilitätsbarriere, Förderung der Adhäsion
• Geißeln bzw Flagellen aktive Fortbewegung (Taxis möglich) Virulenzfaktor verschiedene Formen: monopolar/ monotrich, monopolar/ polytrich, bipolar/ monotrich, peritrich
• Fimbrien Proteinfäden nicht an Konjugation beteiligt Haftorgane (Adhäsine)
• Pilus hohle Proteinfäden Konjugation (DNA- Austausch) zw. Bakterienzellen Ausbildung eines Sex/ F- Pilus
• Zellwand Permeabilitätsbarriere, Schutz vor spezifischen/ unspezifischen IA, Träger von Virulenzfaktoren und antigener Strukturen Aufbau: Peptidoglykan/ Murein, Oligopeptidseitenketten
• Pathogenität Fähigkeit eines MO in einem Wirt eine Krankheit auszulösen tier-/ human- pathogen Pathogenitätsfaktoren: Toxine, Adhäsine, Invasine fakultativ pathogen; obligat pathogen qualitativ
• Virulenz Maß der krankmachenden Eigenschaften eines MO; Infektionskraft der pathogenen Potenz eines Erregers Virulenzfaktoren: Eigenschaften von MO, die ihre krankmachende Wirkung bestimmen hoch/ niedrig virulent quantitativ
• Tenazität Widerstandsfähigkeit eines MO gegenüber physikalischen/ chemischen Umwelteinflüssen (pH, Temperatur, Strahlen) Faktoren, die auf die Tenazität Einfluss nehmen: pH- Toleranz, Temperaturansprüche, Resistenzen
• Infektion aktives/ passives Eindringen von MO in den Wirt- Vermehrung- Auslösen einer Immunantwort bzw. Abwehrreaktion im Wirt klinisch inapparent= stille Feiung= keine Krankheitssymptome, aber Immunisierung klinisch apparent= Krankheitssymptome= Infektionskrankheit
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• Infektionskrankheit auftreten klinischer symptome in Laufe einer Infektion
• Seuche stark virulente Infektionskrankheit die sich schnell ausbreitet + schwerer Verlauf
• Inkubationszeit- Wie nützlich? Zeit zwischen Infektion/ Eindringen des Erregers bis Auftreten der ersten Symptome hier: Vermehrungsrate hoch, hohe Ausscheidung des Erregers nützlich, um Quarantänezeit abzuschätzen von infizierten Tieren/ Mensch bei Verdacht: Tier/ Mensch wird isoliert bis klar wird, ob Ansteckung erfolgt ist
• Infektionen- Grundtypen und Bsp Lokalinfektion: Mastitis, Abszess Warum lokal? schnelle IA, Fibrinkapseln um die Bakterien, natürliche Barrieren Sepsis- Septikämie: Listeriensepsis Blutvergiftung, Verbreitung der Erreger im Blut zyklische Allgemeininfektion: Brucellose/ Milzbrand Stadien der Allgemeininfektion: 1) Inkubationsstadium 2) Stadium der Generalisation 3) Stadium der Organmanifestation Intoxikation z.B. Botulismus Vergiftung
• Koch- Henlesche Postulate 1) optischer Nachweis: Erreger muss regelmäßig bei Patient nachweisbar sein (geht nicht bei Erregern, die nur unter dem EM sichtbar sind) 2) Isolierung des Erregers im Labor/ kultureller Nachweis: Erreger muss regelmäßig in Keimkultur isolierbar sein (nicht gegeben bei Organismen, die nicht anzüchtbar sind) 3) Pathogenitätsnachweis: isolierter Erreger muss dieselben Symptome in anderem Organismus/ Versuchstier hervorrufen (nicht gegeben bei Erregern mit Wirtsspezifität) => zutreffend bei monokausalen Krankeiten (Ursache: ein Faktor) => nicht gegeben bei multikausalen Krankheiten (Ursache: mehrere/ verschiedene Faktoren)
• Übertragungswege von Erregern oronasal, oral, venerisch, aerogen, percutan, fäko- oral
• Virale Nachweismethoden Darstellung des Virions im EM Virusanzüchtung -/ isolierung mittels lebender Tiere, Zellkultur, embryonisierte Hühnereier Nachweis Protein: ELISA, Western-Blot, Hämagglutination, Immunofluoreszenz Nachweis viraler Nukleinsäure: PCR, Southern-/ Western- Blot
• 4 Komponenten des Immunsystems Immunabweher und ihre Komponenten angeboren unspezifisch/ zellulär: Makrophagen, natürliche Killerzellen, Granulozyten, Dendritische Zellen angeboren unspezifisch/ humoral: Interferone, Lysozyme, Komplementsystem erworben spezifisch/ zellulär: T- Effektorzellen: T- Helfer + T- Killerzellen, T- Gedächtniszelle erworben spezifisch/ humoral: B- Lymphozyten: B- Gedächtniszelle, Plasmazellen
• Unterschied Biogas/ Kompostierung Biogas: brennbares Gas, entsteht durch die Vergärung von Biomasse (Bioabfälle, NawaRo) => Erzeugung elektr. Energie (Verbrennung von Methan);                      anaerobes Verfahren Kompostierung: biologischer Prozess des Nährstoffkreislaufs, leicht verwertbares organisches Material wird unter Einfluss von O2 von Bakterien/ Pilzen abgebaut => C02 und andere Mineralstoffe werden freigesetzt = Dünger, hohe Temperatur entsteht;    aerobes Verfahren
• 4 Stufen einer Kläranlage Abwasserbehandlung- Kläranlage 1) mechanische Stufe: Rechen- Sandfang- Fett-/ Ölabschneider, Vorklärbecken 2) biologische Stufe: Belebtschlammbecken, Nachklärbecken 3) abiotische- chemische Stufe: Nitrat-/ Phosphatelimination
• Vorfluter oberirdisches Gewässer, in das ober- oder unterirdisch zufließendes Wasser (z.B. Abwasser) eingeleitet, sowie auch wieder abgeführt wird = jedes Gerinne, in dem Wasser mit natürlichem oder künstlichem Gefälle abfließen kann
• 4 potentielle Wasserquellen Grundwasser: Kann durch Brunnen/ Quellen genutzt werden; bei Fluss+ Oberflächenwasser: durch Uferfiltration/ Infiltration durch Sickeranlagen zu Trinkwasser; Grundwasservorkommen z.B. in Quellen, Aquifern, Artesische Brunnen (Brunnen in Senke unterhalb des Grundwasserspiegels, in dem Wasser unter Überdruck steht); Terminologie- Quellen Oberflächenwasser: mehr od weniger anthropogen verunreinigt; Aufreinigung mit Flockulation, Filtration, Desinfektion Regenwasser: eher schlechte Qualität vorallem in Industriegebieten, nach spez. Behandlung als Trinkwasser nutzbar Meerwasser: zu viel Salze => nicht direkt als Trinkwasser nutzbar, Aufreinigung mittels Entsalzung (Verdampfung, Ultrafiltration)- dann als Trinkwasser nutzbar
• Einteilung tierischer Nebenprodukte Kategorie 1: Spezifiziertes Risikomaterial, Slebreste (alles aus grenzüberschreitendem Bereich) => Verbrennung/ Vernichtung in TBA Kategorie 2: Blut, Gülle (außer Schwein/ Rind), Magen- Darm- Inhalte => Verbrennung in einer TBA, nach spezieller Behandlung auch für Biogas- /Kompostieranlagen geeignet Kategorie 3: Rohmilch, Kantinen-/ Küchenabfälle, Schlachttierabfälle (kommerziell nicht nutzbar) => Verbrennung in TBA, => Heimtierfutterbetriebe => Düngemittel & technische Zwecke=> nach spezieller Behandlung auch für Biogas-/ Kompostieranlagen geeignet
• Desinfektion Maßnahmen zur Inaktivierung von best. MO=> Keimreduzierung Gegenstand in einen Zustand versetzen, indem er nicht mehr infizieren kann chemisch => Alkohol; physikalisch => Strahlung; thermisch=> Tyndallisation, Pasteurisierung
• Unterschied Gram +/ - Gram +: viel Murein (ca. 40 Schichten), keine äußere Membran, weniger toxisch Gram -: weniger Murein (1-3 Schichten), toxischer, äußere Membran bestehend aus Lipopolysaccharid mit: Lipid A (Pyrogen, Endotoxin), core- Region, O- Antigen
• Gram- Färbung dient zur Differenzierung von Gram +/ Gram -; Entscheidender Prozess: Komplexierung mit Iod bzw Bildung eines Farbkomplexes; gram+= blau; gram-= rot Schritte: 1) luftgetrocknetes+hitzefixiertes Präparat herstellen 2) Färbung mit Kristallviolett, 2 Min 3) Abkippen der Färbelösung; Färben mit Lugolscher Lösung, 2 Min. (Bildung eines Farbkomplexes mit Iod= Iod- Iod- Kaliumkomplex) 4) abkippen der Färbelösung; zugeben von Alkohol (Entfärbung) 5) entgegenfärben mit Fuchsin, 15 Sek. 6) Färbelösung abkippen, mit Wasser spülen, trocknen
• Ziehl- Nelson- Färbung Für Mykobakterien; hoher Gehalt an Lipiden (60% der Zellwand- Trockenmasse) + Wachse (Mykolsäure + Mykoside) in Zellwand Färbung erfolgt während der Erhitzung => ZW wird weicher, so kann Farbstoff eindringen; Resistenz gegenüber der Entfärbung mit Alkohol, säurefeste Bakterien
• Bakterielles Genom Nucleoid (Bakterienchromosom): kovalent geschlossenes ringförmiges DNA- Molekül; frei im Cytoplasma; enthält housekeeping Gene: essentiell, da Gene für lebenswichtige Produkte bzw. enthält das Chromosom; Topoisomerasen verantwortlich für Supercoil Plasmid: kovalent geschlossenes, ringförmiges DNA- Molekül, extrachromosomale DNA (nicht essentiell), enthält oft Virulenz-/ Resistenzgene; dient in der Molekularbiologie als Klonierungsvektor/ zur Klonierung
• Prinzip des Horizontalen Gentransfers biotechnologisches Verfahren der Genübertragung über Artgrenzen hinweg & unabhängig von geschlechtlicher Fortpflanzung
• Genetische Rekombination Transformation: Aufnahme von freier DNA aus der Umgebung durch Bakterien, Einbau der Fremd- DNA in die eigene DNA Transduktion: Übertragung bakterieller DNA durch Bakteriophagen, man teilt ein in zwei Phasen: lysogener/ lytischer Zyklus lytischer Zyklus: virulente Bakteriophagen, Vermehrung und Freisetzung durch Lyse der Zellen lysogener Zyklus: temperente Bakteriophagen, eingebautes Virusgenom bleibt in Bakterienzelle und wird durch Genexpression in das Bakterienchromosom eingebaut u. vermehrt (Prophage) Konjugation: DNA- Austausch zwischen einem Spender- Bakterium (F+ Zelle) und Empfänger- Bakterium (F- Zelle) mittels direktem Zell- Zell- Kontakt; es kommt zur Ausbildung einer Plasmabrücke bzw. Sexpilus
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• Eigenschaften von Pilzen heterotrophe Eukaryonten, osmotrophe Ernährung, asexuelle (vegetative) od sexuelle Vermehrung, sehr groß bis sehr klein
• Sporen- Vergleich bei Bakterien und Pilzen bei Bakterien: Bildung von Endosporen bei ungünstigen Bedingungen, Überdauerungsform bei Pilzen: keine Überdauerungsform, mitotische Sporen zur sexuellen/ vegetativen Vermehrung infektiöse Nach Größe: Makromyceten (Wald- u. Wiesenpilze), Mikromyceten (medizin. wichtige Pilze) nach Fortpflanzung: sexuell (Fungi perfecti) mit Bildung von Gameten & asexuell/ vegetativ (Fungi imperfecti) mit Bildung von Sporen nach Wuchsform: Sposspilze (Hefen), Fadenpilze (Hyphenpilze), dimorphe Pilze (milieuabhängiges Wachstum)
• DHS- System Einteilung der medizinisch relevanten Pilze in: Dermatophyten: Mikrosporie bei Katze/ Mensch Hefen: Candida albicans (Soor) Schimmelpilze: z.B. Erreger von sekundären Mykosen
• Virus infektiöse Agentien/ Partikel sehr klein (20- 300nm), kein eigener Stoffwechsel (benötigen lebende Wirtszelle)
• Virus- Aufbau Erbgut: entweder DNA od RNA Kapsid: umgibt Erbmaterial, Komplex aus Kapsomeren + Erbgut = Nucleokapsid mit helikaler/ kubischer/ filamentöser Struktur Hülle: bei manchen Viren umgibt eine Hülle das Kapsid, aus Lipiden & Glykoproteinen
• Sterilisation + Verfahren Maßnahme zur Abtötung aller MO (inkl. aller widerstandsfähiger Sporen/ Prionen) => Entkeimung thermisch- feucht (Autoklav) oder thermisch trocken chemisch z.B. Ethylenoxid- Begasung ionisierende Strahlen z.B. Röntgenstrahlen
• Desinfektionsverfahren Einflussfaktoren: Temperatur, Mechanik, Zeit, Chemie Pasteurisierung: kurzzeitiges schnelles Erhitzen auf unter 100°C Tyndallisation: fraktionierte Sterilisation: Erhitzung für 30 Min auf 100°C => Abtötung vegetativer Formen Erhitzung auf 37°C für 12h => Auskeimung thermostabiler Bakteriensporen Erhitzung auf 100°C für 30Min. => Abtötung vegetativer Formen => mehrmals wdh
• Sterilisationsverfahren: Autoklav gasdicht verschließbarer Druckbehälter zur thermischen Sterilisierung im Überdruckbereich Sterilisierung mit überspanntem Wasserdampf & hohem Druck (1 bar, 121°C; 3bar, 134°C)
• Anforderungen an Desinfektionsmittel breites Wirtsspektrum kurze Einwirkzeit biologisch abbaubar geringe Toxizität Wiksamkeit im Kältebereich
• Gentechnologie + Ziele? Methoden der in- vitro Rekombination von genet. Material & dessen Vermehrung in einem (vom Spender des genet. Materials) verschiedenen Organismus Ziele: Erzeugung hochleistungsfähiger MO + Produzenten von pharmakologisch wichtigen Stoffen + umweltrelevante metabolische Eigenschaften Neuzüchtung von Pflanzen und Tieren Einsatz in der Medizin
• Klonierung Einbau eines Gens/ DNA- Abschnitts in einen Klonierungsvektor und dessen Vermehrung in der Wirtszelle
• Klonierung: Schritte Erzeugung von DNA- Fragmenten Verknüpfung mit einem Vektor Einschleußen in eine geeignete Wirtszelle Selektion- Screening
• Nutzen einer Klonierung Herstellung rekombinanter Proteine bzw. Medikamente z.B. Insulin Vervielfältigung von Gensequenzen Herstellung von Expressionssystemen für best. Stoffe
• Vektortypen, die bei Klonierung eingesetzt werden Plasmide, Lambda- Phagen, Retroviren, Cosmide, Phagemide
• Selektion- Screening Methoden bei Klonierung einschleußen von Fremd- DNA (z.B. Resistenzgen gegen Ampicillin) in einen Vektor Einbringen des Vektors in eine Bakterienzelle => Vermehrung Bakterienklone auf Nährmedium mit spezif. Antibiotikum (Ampicillin) angezüchtet => es wachsen nur Bakterien mit Ampicillin- Resistenzgen; Bakterien werden dann isoliert und in Kultur angezüchtet
• Nutzen von molekularbiologischen Methoden? DNA- Klonierung mittels PCR DNA- Restriktion DNA- Sequenzierung Blotting FISH => EInsatz in Biologie & Medizin, sowie Kriminalistik, Erfassung eines Genoms

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