Pathogenität

Fähigkeit eines Mikroorganismus oder Toxins Krankheit zu erzeugen

Beeinflusst durch:

1.Infektabwehr des wirts

2.Virulenzfaktoren des Erregers (Faktoren, die dem Überleben und der Vermehrung im Wirt dienen)

1. Physikalische und chemische Barrieren

2. Angeborene Immunsystem

3. Erworbene immunsystem

Haut

-Oberfläche besteht aus toten keratinisierten Zellen

-Trockenheit und niedriger pH Wert hemmen die Besiedlung

-Hautmikrobiota kann gegen Pathogene Bakterien schützen

Muskus

• Gelartig

• Liegt z.B bei Epithelium der Atemwege auf

• Enthält antibakterielle Proteine

• Verhindert dass Fremdkörper die Epithelzellen erreichen

Zilien

• 250 Zilien/ Ephitzellen der Atemwege

• Bewegen sich mit 1000 Schläge/min in den wässrigen “sol layer”

• Zilien bewegen den muskus mit eingeschlossenen Fremdkörper aus der Lunge Richtung Pharynx

Säure

• Magensäure tötet die meisten Bakterien ab

Proteine

• Lysozym (Tränenflüssigkeit, Speichel, Schweiß)

• Eisen-bindendes Lactoferrin (Muskus, Tränenflüssigkeit)

• Aktivierung von Proteasen durch sauren pH-Wert im Magen

Funktionsweise

• schnelle Antwort (Sekunden -Minuten)

• Unspezifisch, kein Gedächtnis

• ausreichend um viele Pathogene zu beseitigen

Mechanismen

• zellulär: Phagozyten (Makrophagen, Neutrophile)

• Humoral: antimikrobielle Proteine, Komplementsystem

Neutrophile

• Lokalisierung des Erregers durch chemische Signale und Infiltration der Betroffenen Region

• Ausbildung von Pseudopodien für Annahme

• Abtöten durch O2Radikale, Defensine, etc

• Defensine: breites Wirkungsspektrum, Lyse des Pathogens durch Porenbildung

Funktionsweise

• verzögerte Antwort

• Antigenspezifisch

• Gedächtnis

Mechanismen

• Humoral: Antikörper / Immunglobuline

• Zellulär: B und T Lymphozyten

Mechanismen

• zb Produktion von Enzymen (Katalse, Superoxiddismutase) um sich gegen O2 Radikale zu wehren

• Inhibierung von Wirtsenzymen, die O2 Radikale bilden

Exotoxine werden von Balterien sekretiert

Z.b. porenbildende Toxine

• Umwandlung von löslichem toxin zu membranintegriertem Toxin

• Porenbildunf in der Wirtszellmembran und Lyse/ Zelltod

• Hauptmechanismus Pathogener Bakterien

• Porenbildende Proteine werden von fast allen Pathogenen Bakterien produziert

Alpha Toxin: (produziert von S. Aureus)

Wirkt als Hämolysin: lyse von roten Blutkörperchen durch Einlagerung in deren Membran

Bestandteil der äußeren Membran von gramnegativen Bakterien

Effekt

• durch lyse von Bakterien (Imunantwort) entstehen Lipid A haltige Membranfragmente

• Potenter Aktivator von Imunzellen (pg/ml)

• Exzessive Immunantwort (toxischer Schock)

Katalyse:

• Reaktion: 2 H2O2 —> 2 H2O + O2

• Inefektion: Erhöht das Überleben von Balterien in Phagozyten, das das produzierte H2O2 gespalten werden kann

• Differenzierung: Unterscheidung Staphylokokken (+) von Streptokokken (-) und Enterpkokken (-)

Hämolyse:

Infektion

• Lyse von roten Blutkörperchen (Erythrozyten), häufig durch Porenbildung in der Membran

• Freisetzung von Eisen als Nährstoff für den Krankheitserreger

• Mögliche Folge: Hämolytische Anämie

Nachweis: Ausstreichen von Bakterien und Blutgarplatten

Differenzierung: Unterscheidung zwischen pathogenen und apathogenen Staphylokokken und Streptokokken

Nur die Beta hämolyse ist die “echte” Lyse der Erythrozyten

(Alpha: Verfärbung des Hämoglobins, Gamma: keine Reaktion)

Funktion

• Virulenzfaktoren von S. aureus

• Tarnung als “nicht-fremd” durch Bindung von humanen Proteinen/Schutzwall

• Bildung von lokalen Abszessen, die charakteristisch für S. aureus Weichteilinfektionen sind Plasma-Koagulase

Plasma Koagulase

• Von S. aureus sekretiert

• Führt über die Aktvierung von Prothrombin zur Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin (ähnlich zur Blutgerinnung)

• Nachweis der Koagulase ist sehr zeitaufwendig, daher weist man den Clumping Faktor A als Indikator nach

Clumping Faktor A

• Ist an die Zelloberfläche von S. aureus gebunden

• Bindet direkt an Fibrinogen, welches dadurch aktiviert und in unlösliches Fibrin umgewandelt wird

Kobayashi et al. 2015

Protein A Funktion

• Virulenzfaktor von S. aureus

• Bindet an die Fc Region von Antikörpern (IgG), so dass sie “falsch herum” auf der Bakterienoberfläche sitzen; über Antikörper vermittelte Phagozytose ist so nicht mehr möglich

• Schutz vor Erkennung durch das Immunsystem und Phagozytose

Nachweis von Koagulase und Protein A

• Agglutinationstest: Latexpartikel, die mit Fibrinogen und IgG beschichtet sind

• Mischen der Partikel mit Material einer Bakterienkolonie

• Wenn positiv, aggregieren Bakterien zusammen mit Latexpartikeln. Dies ist mit bloßem Auge zu erkennen.

Differenzierung

• Unterscheidung zwischen pathogenen und apathogenen Staphylokokken:

S. aureus: Koagulase und Protein A positiv (Agglutination)

S. epidermidis: Koagulase und Protein A negativ (keine Agglutination)