Bakterientoxine

Rahmenbedingungen gegeben durch DIRECTIVE 2003/99/EC OF THE PARLIAMENT AND THE COUNCIL on the monitoring of zoonoses and zoonotic agents

EFSA, AGES, … lehnen sich daran an

-> regulates the microbological criteria for feed and food commodities

-> foodborne (lebensmittelbedingt) bacterial contamination, including respective toxins and metabolites are regulated

gramnegativ, stäbchenförmig, fakultativ anaerob, nicht sporenbildend, ideale T 35 - 37°C

Einteilung nach Fähigkeit, verschiedene Wirte zu infizieren

-> wirtsbeschränke (pathogener als wirtsangepasste und generalisten)

-> wirtsangepasste

-> generalisten leben im GIT einer Vielzahl von Tieren und verursachen systemische Infektinoen

= Phänotyp, Genotyp und systemische Auswirkungen der Serotypen machen Ausmaß der Infektion aus

häufigste Ursache für GIT Symptome, mind. 100.000 Bakterien zur Infektionsauslösung, Latenzzeit 6-72h

primarily occourence: Ei, Eiprodukte, Fleisch, Milchprodukte

Salmonellen sehr resistent, vermehren sich nach 30 Min

LM muss über 70°C erhitzt werden, Problem bei Mikrowelle

Lebensmittel müssen gekühlt werden, sonst sehr rasch Vermehrung, Wachstum exponentiell

Lebensmittel gründlich waschen

Zielorgan: Darm, Eindringen in Wirtszelle auf folgenden Wegen:

-> Eindringen in M-Zellen, diese gehen in die darunter liegende Makrophagen über, darin vermehren sich Salmonellen; S verursachen Apoptose und werden freigesetzt

-> densritische Zellen greifen ins Lumen und nehmen S direkt auf, sie ziehen sie ins Endothel

-> S Pathogenicity Island SPI1 = Gencluster, welcher erlaubt nicht-phagocyten zu durchdringen; codiert für Type Three Secretion System (T3SS) = wie Makromolekülnadel, um Virulenzfaktoren und andere Proteine in Wirtszelle zu injizieren und weitere Verbreitung in Wirtszelle zu ermöglichen; T3SS-Faktoren verändern Struktur der Darmepithelien, um Eindringen zu erleichtern:

• Sop B -> Lipophosphatase, spaltet Phospholipide -> erhöht PI3P in Zellmembran (an vesikulären Transport für intrazelluläre Aufnahme beteiligt)

• Sop E2 -> hat strukturelle Ähnlichkeit mit GEFs (guanine nucleotide exchange factors) = aktivieren Rho-GTPasen, befinden sich auf dem Interface zwischen Zellmembran und Cytoskelett -> morphologische Änderung des Cytoskeletts und somit Änderung der Zellstruktur

• Sip A + Sip C -> Proteine, die Aktinfilamente stabilisieren und Depolimerisierung verhindern

1. Veränderung der Zellmembran, sodass Einhüllung der S durch Epithelzellen

2. Tight Junctions halten nicht mehr zusammen -> parazelluläre Migration von S in Interstitium

gram-positiv, nicht sporenbildend, ph-Optimum 4,4 - 9,4, Temperatur 0,4 - 45°C

Vorkommen ubiquitär, sehr resistent, hauptsächlich in Fleisch, Milchprodukten, Melone, nicht pasteurisierte Produkte

-> in Schwangerschaft nur pasteurisierten Käse essen, weil Lysterien können Plazentaschranke überwinden

Infektionen können asymptomatisch sein, Gefahr der Zoonose

Listerien gelangen durch Phagocytose oder durch Internalin (In1A - In1B) vermittelte Endozytose in die Zelle, dort in Vakuolen gespeichert -> Internalin durch Listerien ausgeschüttet = INVASION PROTEINS;

Cholesterol-dependent CYTOLYSIN (CDC) LISTERIOLYSIN O (LLO) löst die Membran des Vesikels auf, sodass Listerien frei in Zelle sind; vermehren sich dort

LYSTERIAL LOCOMOTION FACTOR (ActA) ausgeschüttet, um mit Host-Cytoskelett zu interagieren -> bewegen sich an Actincytoskelett so durch die Zelle und gelangen durch Protrusion in Nachbarzellen

Vermehrung auch in der Wirtszelle, da Immunsystem Bakterium nicht aufspüren kann

Genexpression der Listerien ist angepasst an versch. Infektionsstadien und an Ort/Umgebung

25% der Menschen tragen S. auf Haut als Kommensalen, Kreuzkontamination

können Lebensmittel kontaminieren, wenn dies nicht sauber vorbereitet wurden -> häufiges Händewaschen während des Kochens hilft

Kochen reduziert Kontamination, allerdings können Enterotoxine erhalten bleiben (hitzestabil) -> Enterotoxine verursachen hauptsächlich die Symptome

Vergiftung beginnt 30 Min nach Aufnahme

Symptome

Vorkommen: tierische Produkte

Bakterien locken Neutrophile an, diese schließen S ein und produzieren Extracellulat Traps (NETs), S schüttet Nucleasen aus, diese degradieren NETs und bilden Deoxyadenosin, dies ist toxisch für Immunzellen -> S.Aureus sind eingebettet und machen sich unzugänglich für Immunsystem; dort vermehren sie sich und produzieren Enterotoxine

Enterotoxine werden in Endothelzelle aufgenommen -> aktivieren Mastzellen -> diese schütten Serotonin + Histsamin aus -> Nervus vagus stimuliert -> Übelkeit und Erbrechen

—> schon während des Essens Übelkeit, somit weniger S. durch Essen aufgenommen

starker Übelkeit und Erbrechen, Bauchkrämpfe, Durchfall, manchmal auch Kopfschmerzen und Fieber. Schwerer Flüssigkeits- und Elektrolytverlust kann zu Schwäche und sehr niedrigem Blutdruck (Schock) führen. Die Symptome dauern normalerweise etwa einen Tag lang an und heilen normalerweise vollständig ab.

anaeron, Vorkommen überall (Boden, Wasser) und als Kontaminanten in LM

1. Nahrungsmittelbotulismus (Toxine bei 100°C inhibiert, Sporen bei 121°C, nur mehr Toxine vorhanden, symptomatische Therapie)

2. Säuglingsbotulismus (Mikrobiom von Baby zu schwach, Sporen aufgenommen, vermehren sich in Darmbereich, Toxinproduktion, Behandlung mit Antibiotika, weil lebendige Bakterien vorhanden)

3. Wundbotulismus

Hauptsymptom: Lähmungen -> Muskeln können sich nicht mehr kontrchieren; erstes Symptom: verschwommene Sicht, Ziliarmuskel gelähmt

es wurden verschiedene Botulinum Neurotoxine BoNT identifiziert; sie hemmen die Freisetzung von Acetylcholin in synaptischen Spalt

1. Aufnahme in die Zelle durch 100 kDa heavy chain

2. Spaltung der SNARE-Proteine durch 50 kDa light chain -> beinhaltet eine Zink-abhängige-Protease, welche Verschmelzung von Vesikel mit Acetylcholin mit Zellmembran des Neurons ermöglicht -> dies verhindert

Muskelkontraktion verhindert

gram-negativ, in Wasserreservoires zu finden

Kontamination durch Kontankt

Symptome: sehr starker Durchfall, treten 5 Stunden bis nach 5 Tagen nach Aufnahme auf

AB-Toxine: Toxine in 2 Teile (Pentamer)

• A: erleichtert Aufnahme in Zelle

• B: Verankerung in Cytoplasma durch monoganglioside GM-1 Rezeptoren

in der Zelle kommt Komplex in das ER, dort durch Enzyme Teil A und Teil B getrennt -> A1-Peptid kommt ins Cytoplasma -> Toxine haben enzymatische Aktivität = katalysieren Produktion von cAMP durch A1 Toxin, dies ist ein Mediator der Proteinkinase A, diese wird überaktiviert, diese hyperaktiviert wiederum Chloridkanäle -> Wasserverlust aus Zellen, weil Wasser osmotisch ins Lumen bewegt wird -> sehr schwerer Durchfall mit Wasserverlust bis zu 1L/h