Tetanusbakterium

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Tetanusbakterium

Systematik
Reich: Prokaryoten (Monera)
Stamm: Eubakterien (Bacteria)
Klasse: Bakterien (Schizomycetes)
Ordnung: Echte Bakterien (Eubacteriales)
Familie: Clostridiaceae
Gattung: Clostridien (Clostridium)
Art: Tetanusbakterium
Wissenschaftlicher Name
Clostridium tetani
Flügge, 1886

Das Tetanusbakterium (Clostridium tetani) zählt innerhalb der Familie der Clostridiaceae zur Gattung Clostridien (Clostridium).
Der Internist Dr. Arthur Nicolaier entdeckte 1884 das Bakterium, 1886 wurde es von Prof. Dr. Carl Flügge erstbeschrieben. Die Isolation und Anzucht dieser Bakterien gelang erstmalig Dr. Kitasato im Jahre 1889.

Inhaltsverzeichnis

Merkmale

Tetanusbakterien sind stäbchenförmige Bakterien, die sich mit Hilfe von peritrichen Geißeln eingeschränkt bewegen können. Sie können nur unter Sauerstoffausschluss wachsen, unter Sauerstoff können sie nicht überleben, und sie sind nicht hitzebeständig. Nach einer positiven Gram-Färbung erscheinen sie wie Tennisschläger oder Trommelschlegel ähnlich geformt. Ältere Kulturen können aber nicht mehr Gram-gefärbt werden.

Vorkommen

Tetanusbakterien sind heute weltweit verbreitet. Besondere Infektionsgefahr besteht in feuchtwarmen Biotopen, die vor allem in Asien, Afrika und Südamerika zu finden sind, weil dieses Klima für das Bakterium ideal und die Impfrate relativ niedrig ist.
Vor allem kommen Tetanusbakterien als Sporen im Erdreich, in Holz, im Staub, im Wasser, selbst auf menschlicher und tierischer Haut und in verunreinigtem Heroin vor. Als Parasiten findet man sie im Gastrointestinaltrakt und in Ausscheidungen von Rindern (Bovinae), Pferden (Equidae) und seltener auch von anderen Säugetierarten (Mammalia) vor. Offene Wunden können schnell mit dem Bakterium oder den Sporen infiziert werden. Da sie bei nekrotischen Prozessen auftreten, die meist unter Luftabschluss ablaufen, wird eine Infektion durch Abdeckung offener Wunden begünstigt. Auch in inneren Wunden (Quetschungen, Prellungen) treten Tetanusbakterien auf.

Vermehrung

Tetanusbakterien bilden sehr widerstandsfähige, hitzebeständige und äußerst antiseptische Endosporen aus, die eine äußerst lange Zeit überdauern können.

Kultur

Eine Anzucht von Tetanusbakterien ist äußerst schwierig. Sie bilden auf Blutagar große, konvexe und von einer Hämolysezone umgebene Kulturen. Da ihnen Enzyme fehlen, die für sie giftige Sauerstoffverbindungen abbauen, sind sie gegenüber Sauerstoff empfindlich.
Sie gehören im Labor zur Risikogruppe 2 und Arbeiten mit den Bakterien unterliegen der Schutzstufe 2. Daher sollte immer mit Handschuhen gearbeitet und stechende oder schneidende Werkzeuge nicht verwendet werden. Außerdem muss ein Impfschutz vorliegen. Bei Arbeiten mit Zellfragmenten ist besondere Vorsicht geboten, denn diese enthalten zumeist noch die Tetanus-Toxine.

Medizin

Tetanusbakterien sind die Erreger von Wundstarrkrampf (Tetanus). Er ist nicht ansteckend.

Toxizität

Nur wenn die Sporen keimen oder die Zellen der Tetanusbakterien wachsen, bilden sie vor allem die Gifte Tetanospasmin und wahrscheinlich Tetanolysin aus. Tetanospasmin ist das drittstärkste bekannte, Strychnin-ähnliche, von Bakterien produzierte Nervengift. Beim Menschen sind schon allein etwa 2,5 Nanogramm pro Kilogramm Körpergewicht tödlich. Tetanolysin wirkt zudem hämolytisch und kardiotoxisch. Wenn die Bakterien durch Sporenkeimung oder Wachstum lysieren, werden die Gifte auch freigesetzt.

Krankheitsverlauf

Nach einer Verunreinigung von Wunden mit den Sporen des Tetanusbakteriums replizieren sich diese und keimen. Die Krankheitserscheinungen werden durch das Nervengift Tetanospasmin verursacht. Entlang den Nerven-, Lymph- oder Blutbahnen gelangt es zum grauen Rückenmark, dann weiter zum Gehirn und ins Sympathische Nervensystem. Schließlich gelangt es über Synapsen auch ins Zentrale Nervensystem. Dieses Gift spaltet dort das Synaptobrevin, das an der Ausschüttung von Neurotransmittern (u. a. Glyzin und γ-Aminobuttersäure) beteiligt ist. Dadurch werden die hemmenden Synapsen von den Motoneuronen blockiert, so dass das Nervensystem nicht mehr hemmend auf davon betroffene Muskeln einwirken kann.

Tetanuskrampf im Endstadium
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Tetanuskrampf im Endstadium

Klinische Krankheitszeichen äußern sich nach einer Inkubationszeit von vier Tagen bis vier Wochen zuerst grippeähnlich mit Kopfschmerzen, gesteigerter Reflexbereitschaft und Taubheit in der Region der Wunde. Darauf folgt der Trismus, ein Kieferklemmen ausgelöst durch erhöhten Tonus der Kaumuskulatur, und dann das sogenannte Teufelsgrinsen (Risus sardonicus), eine Zwangskontraktion der mimischen Muskulatur. Des Weiteren folgen Streckkrämpfe der Extremitäten und des Rumpfes (Ophistotonus) und hohes Fieber wegen des schnellen Stoffwechsels. Im Endstadium tritt ein typischer, sehr schmerzhafter tonisch-klonischer Krampfanfall ein, bei dem alle Muskeln kontrahiert werden. Dabei überstreckt der Patient den gesamten Körper, so dass er in Rückenlage nur noch auf dem Kopf und den Fersen ruhen würde. Dabei werden typischerweise die Arme angezogen. Sollte jetzt auch die Atemmuskulatur von der Infektion betroffen werden, schwebt der Patient in Lebensgefahr. Ein Herzstillstand im Endstadium ist sehr häufig. Bis man von der Krankheit genesen ist und sich vollständig erholt hat, vergehen mehrere Monate.
Bei Haushunden (Canis lupus familiaris) und Hauskatzen (Felis silvestris catus) ist eine Tetanuserkrankung sehr selten, da sie relativ unempfindlich gegen die Tetanustoxine sind. Sollte tatsächlich eine Erkrankung vorliegen, sind die Symptome meist nur lokalisiert auf einzelne Gliedmaßen beschränkt. Pferde und Rinder sind sehr anfällig für Tetanus. Nach einer Infektion und gewissen Inkubationszeit wird wie beim Menschen auch das Zentrale Nervensystem von den Tetanustoxinen befallen. Die Folgen hier sind auch nicht zu kontrollierende Krämpfe der Skelettmuskulatur bei vollem Bewusstsein. Die Pferde oder Rinder stehen mit steif nach vorn gerecktem Hals und herausgestellten Beinen (Sägebockstellung). Sie können wegen der starken Anspannung der Kaumuskulatur kein Futter mehr aufnehmen, geschweige denn kauen oder schlucken. Schließlich sind sie so erschöpft, dass sie seitlich umfallen, da sie ihre Beine nicht anwinkeln können.

Therapie

Bei mittlerem bis schwerem Krankheitsverlauf muss der Patient intensivmedizinisch je nach Symptomatik therapiert werden. Tonisch-klonische Krampfzustände können mit Antikonvulsiva und Muskelrelaxanzien behandelt werden. Bei Befall der Atemmuskulatur ist eine künstliche Beatmung notwendig. Um den Tetanustoxinen entgegen zu wirken, werden Antikörper wie "Tetagam" verabreicht. Um einer weiteren Giftproduktion Einhalt zu gebieten, sollte man die Wunde gründlichst sanieren. Außerdem werden Antibiotika wie "Penicillin G" oder Tetrazykline in hoher Dosierung verabreicht.

Vorbeugung

Eine Tetanus-Schutzimpfung mit "Tetanol", die alle zehn Jahre aufgefrischt werden muss, schützt gegen die Tetanustoxine, nicht aber gegen eine Infektion mit Tetanusbakterien. Eine Immunisierung gegen die Gifte ist in der medizinischen/pharmazeutischen Forschung umstritten, da eine Neutralisierung über das Immunsystem grundsätzlich nicht gelingt.
In Ländern, wo regelmäßige Impfprophylaxen möglich sind, gibt es höchstens ein Krankheitsfall pro eine Million Einwohner und Jahr. In Entwicklungsländern, wo eine Impfung nicht immer und überall möglich ist, tritt diese Krankheit bei etwa 100 bis 500 Einwohnern pro eine Million und Jahr. Weltweit sterben etwa 300.000 Menschen pro Jahr an Tetanus, 75 % davon sind Neugeborene. In Deutschland liegt die Erkrankungsrate bei 20 bis 30 Personen pro Jahr.

Anhang

Literatur

  • Hahn et al.: Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. Springer, Berlin 2005.
  • Kayser et al.: Medizinische Mikrobiologie. Thieme, Stuttgart 2005.
  • Lewin, L.: Gifte und Vergiftungen. 6.Aufl., Haug-Verlag 1992.
  • Madigan, M. & J. Martinko: Brock Biology of Microorganisms. Prentice Hall, 2005. ISBN 0-131-44329-1
  • Todar, Ken: Pathogenic Clostridia, Ken Todar's Microbial World. Madison 2005.
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