Bacteria 1 Flashcards
Welche drei Arten von Organismenstämmen gibt es?
Woher kommen die meisten Erreger?
Archae, Bakterien und Eukaryonten. Archae und Bakterien gehören zu den Prokaryonten.
Erreger finden sich meisten bei den Bakterien, aber auch Eukaryonten können infektiöse Einzeller hervorbringen
In welcher Größenordnung befinden sich die meisten Bakterien?
Mit welchem Gerät, kann man sie sehen?
10^-6 bis 10^-4m
Lichtmikroskop
Was sind die Eigenschaften von Infektionserregern? (Unabhängige Proteinsynthese? Eigener Energiestoffwechsel? Feste Zellwand? Antibiotikaempfindlichkeit? Vermehrungsart? Zellkern? Nukleinsäuren? Größe?)
Bakterien: Unabhängige Proteinsynthese: ja Eigener Energiestoffwechsel: ja Feste Zellwand: ja Antibiotikaempfindlichkeit: ja Vermehrung: Teilung Zellkern: nein Nukleinsäuren: DNA und RNA Größe: 0,2-10 mykrometer
Viren: Unabhängige Proteinsynthese: nein Eigener Zellstoffwechsel: nein Feste Zellwand: nein Antibiotikaempfindlichkeit: nein Vermehrung: Synthese von Untereinheiten und Zusammenbau in der Wirtszelle Zellkern: nein Nukleinsäuren: DNA oder RNA Größe: 20-250nm
Pilze: Unabhängige Proteinsynthese: ja Eigener Energiestoffwechsel: ja Feste Zellwand: ja Antibiotikaempfindlichkeit: Antimykotika Vermehrung: Teilung, Sprossung Zellkern: ja Nukleinsäuren: DNA und RNA Größe: 5-100 mykrometer
Prione: Unabhängige Proteinsynthese: nein Eigener Energiestoffwechsel: nein Feste Zellwand: nein Antibiotikaempfindlichkeit: nein Vermehrung: Matrize Zellkern: nein Nukleinsäuren: keine Größe: Molekül
Welche Erreger lassen sich auf Nährboden anzüchten und welche nicht? Wie lassen sich diese nachweisen?
Warum sind Prione Erreger?
Bakterien und Pilze lassen sich auf Nährboden anzüchten.
Viren nicht, da sie Wirtszellen brauchen. Man weist sie meist mit Antikörperreaktionen nach.
Prione können ihre Matrize anderen Proteinen aufdrücken
Wie verläuft die Wachstumskurve von Bakterien?
Was ist der Vorteil daran?
Welches Bakterium vermehrt sich sehr langsam und warum ist es trotzdem so gefährlich?
Das Wachstum verläuft exponentiell.
Dies bringt einen evol. Vorteil, da so viele Mutationen entstehen und das Bakterium so schnell viele Umweltresistenzen entwickeln kann.
Myobacterium tuberculosis braucht 13h für einen Zyklus, hat aber eine Wachshülle, wodurch es kaum phagozytiert werden kann.
Was sind die 7 taxonomischen Hirarchien und welche sind primär wichtig?
Welche Unterteilung gibt es innerhalb der Spezies?
Domäne, Stamm (Phylum), Klasse, Ordnung, Familie, Klasse, Gattung (Genus), Art (Spezies)
Man unterteilt die Varietäten der Spezies in serovare Varietäten (feinere Typisierung durch Antikörper) und biovare Varietäten(Unterschiede in Wachstumseigenschaften) z.B. Small cell variation
Wie viele Körperzellen und Mikroorganismen im/am Körper gibt es?
Wie sieht das Verhältnis der Gene aus?
Wie viele Spezies von Mikroorganismen gibt es im Darm?
Körperzellen: 10-30 Billionen
Mikroorganismen: 40-100 Billionen
Humane Gene: 22.000
Mikrobielle Gene: 8 Millionen
Es gibt über 100 verschiedene Spezies im Darm.
Wie teilt man die Bakterien nach Form ein? (4)
Wie teilt man sie nach Lagerung ein? (2)
Wie nach Färbung? (2)
Stabförmig=Stäbchen
Kugelförmig=Kokken
Semmelförmig=Diplokokken
Schraubenförmig=Spirochäten
Ketten=Streptokokken
Kaufen=Staphylokokken
Behalten Farbstoff=gram-positiv
Verlieren Farbstoff=gram-negativ
Was ist die Gramfärbung und wie führt man sie durch?
Welches Prinzip macht sie sich zu Nutzen?
Wofür ist sie gut?
Die Gramfärbung ist eine Differentialfärbung (man arbeitet mit zwei Farben). Zuerst fixiert man Bakterien, dann färbt man sie an. Damit der Farbstoff sich in die Zellwand einlagert, beizt man die Bakterien in Iod-Lösung. Danach legt man sie in Alkohol. Die Gruppe von Bakterien, die sich dabei entfärben (gram-negativ), werden mit einem anderen Farbstoff sichtbar gemacht.
Die Gramfärbung macht sich zu Nutzen, dass es bei Bakterien zwei verschiedene Zusammensetzungen der Zellwand gibt. Man kann deshalb zwischen gram-positiven und gram-negativen Bakterien unterscheiden, die grundsätzlich mit verschiedenen Antibiotika behandelt werden müssen.
Welche Phasen gibt es beim Bakterienwachstum? (4)
Wie entstehen sie?
Gibt es Unterschiede bei der Proteinsynthese in Abhängigkeit zur Wachstumsphase?
Lag-Phase: Adaption an neuen Nährboden
Exponentielle Phase (log-Phase)
Stationäre Phase: die Proliferations- und Absterberate ist gleich
Absterbephase: der Nährstoff ist verbraucht
Bakterien exprimieren je nach Wachstumsstadium verschiedene Proteine, die für verschiedene Krankheitssymptome sorgen.
Wie klassifiziert man Bakterien abhängig von ihrer Toleranz gegenüber Umweltbedingungen? (7)
Psychrophil: Wachstum bei -10 bis 20grad
Mesophil: 10 bis 40grad (besondere medizinische Rolle)
Thermophil: 30-70
Extrem thermophil: 80-110
Osmotolerant: Wachstum bei hoher Osmolarität
Halophil: Wachstum bei hoher Salzkonzentration
Alkalophil: Wachstum bei pH=9-11 (z.B. Gastritis-Bakterien)
Aus was ist ein Bakterium meist aufgebaut? (8)
Geißel, zirkuläre DNA, Plasmide, bakterielle Zellwand, Pili, Kapsel, freie Ribosomen, Zytoplasma
Wie ist die Zellwand von gram-positiven Bakterien aufgebaut?
Wie ist die Zellwand von gram-negativen Bakterien aufgebaut?
Gram-positiv: auf der Plasmamembran liegt eine Schicht aus Peptidoglycan, welches mithilfe von Peptidseitenketten Netze ausbildet und von Lipoteichonsäure(LTA, Adhäsion) senkrecht durchzogen wird.
Gram-negativ: es gibt eine Plasmamembran und eine äußere Membran, zwischen denen ein von Peptidoglycan durchzogener periplasmatischer Raum liegt. In der äußeren Membran liegen Porine und viele Lipopolysaccharide (LPS), welche für viele Krankheitsreaktionen zuständig sind.
Wie ist die Struktur von Lipopolysacchariden (LPL)?
Sie bestehen aus Lipid A, einem Polysaccharid und einer O-spezifischen Kette, die hochspezifisch ist.
Was ist ein Pyrogen?
Was löst LPS aus?
Ein Pyrogen ist eine Substanz, die Fieber auslöst.
LPS aus gram-negativen Bakterien bindet an den unspezifischen TLR4-Rezeptor (gram-neg.-B.-Erkennung) auf allen Fresszellen. Diese schütten Zytokine (u.A. TNF) aus, welche im ZNS und Hypothalamus zu einer Verstellung des Temperaturzentrums und somit zu Fieber führen.
Dies ist eine unspezifische Reaktion, damit die Bakterien absterben.
Womit und wie kann man LPS nachweisen?
Warum entwickeln Patienten nach der Gabe eines geeigneten Antibiotikums gegen gram-negative Bakterien Fieber?
Man kann LPS mit dem Limulus/LAL-Test nachweisen.
Limulus-Amöbozyten-Lysat(LAL) ist ein wässriger Extrakt von Blutzellen des Pfeilschwanzkrebses, welches nach Zugabe von LPS gerinnt.
Antibiotika zerstören die Zellwand von Bakterien, sodass LPS freigesetzt wird und Fieber entsteht.
Woraus besteht Peptidoglykan (Murein) bei gram-positiven Bakterien.
Wie und zu welcher Struktur ist es verknüpft?
Peptidoglykan besteht aus den Zuckern N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure.
Durch Peptidverknüpfung entsteht ein sackförmiges Makromolekül. Mehrere Schichten daraus bilden die Zellwand.
Unterscheidet sich Peptidoglykan bei gram-positiven und gram-negativen Bakterien?
Ja und zwar im Aufbau der Peptid-Seitenketten
Wie verändert sich das Peptidoglykan-Molekül während des Bakteriumwachstums?
Welche Antibiotika greifen dort an und was ist deren Schwäche?
Das Peptidoglykanmolekül wird während dem Bakteriumwachstum größer, indem neue Zucker synthetisiert und lysiert werden.
Beta-Lactam-Antibiotika greifen während diesem Prozess an. Befindet sich die Bakterien in einem stationären, wachstumslosen Zustand, sind die Antibiotika nutzlos.
In welche Hauptgruppen unterteilen sich beta-Lactam-Antibiotika?
Welche Reserverantibiotika gibt es noch?
Welchen Stoff zur Zerstörung der Bakterienzellwand bildet der Körper selbst und wo ist es hochkonzentriert?
Die beta-Lactam-Antibiotika unterteilen sich in Penicilline und Cephalosporine.
Vancomycin (nur gegen gram-pos.-B.) und Fosfomycin sind Reserveantibiotika.
Lysozym wird vom Körper produziert und kommt vor allem in Tränen und Speichel vor.
Welche zellwandlosen Bakterien gibt es und wie entstehen sie?
Mykoplasmen sind von Natur aus zellwandlos. Sie sind die kleinsten Bakterien und kommen z.B. bei Genitalinfektionen vor.
L-Formen oder L-Phasenvarianten entstehen spontan aus normalen Bakterien, oft unter Selektionsdruck (z.B. Penicillin). Sie sind assoziiert mit persistenter Infektion, da Antibiotika Bakterien ohne Zellwand nicht angreifen können.
Protoplasten (nur der plasmatische Inhalt einer Zelle) entstehen aus Bakterien nach Behandlung mit Lysozym, allerdings nur in isotonem Millieu.
Sphäroplasten sind verkrüppelte Bakterien mit Resten von Zellwand, nach der Behandlung mit Antibiotika.
Was sind Mykobakterien und wie sind sie aufgebaut?
Was macht Mykobakterien so gefährlich?
Wie kann man sie nachweisen?
Mykobakterien sind Bakterien, die über ihrer Plasmamembran und Peptidoglykanhülle extrem lange Fettsäuren (Mycolsäuren) tragen, die zu einer wachsartigen Hülle führen.
Diese verleiht dem Bakterium extreme Umweltresistenz.
Mykobakterien lassen sich mit der Ziehl-Nielson-Färbung darstellen, wobei sie sich nicht einmal mit Säure entfärben lassen. –> Tuberkulose-Diagnostik
Was sind Sporen?
Wie bilden sie sich?
Wann wird die Spore wieder zum Bakterium?
Sporen sind die Dauerform einiger Bakterien.
Unter widrigen Umweltbedingungen wird eine Spore mit einer dicken Zellwand gebildet, die extrem resistent gegen Hitze, Dehydration, Strahlung und Chemikalien ist.
Wenn die Umweltbedingungen sich verbessern, bricht die Spore wieder auf und das Bakterium kann proliferieren.
Wie sehen Milzbrandbakterien in Gewebe oder Kultur aus?
Wann bilden sie Dauerformen aus und wie resistent sind diese?
Milzbrandbakterien sind stäbchenförmige Bakterien.
Unter ungünstigen Kulturbedingungen bilden sie Sporen, die 60min bei 150grad überleben können und jahrzentelang in der Erde verbleiben können.
Welche Formen von sporenbildenden Bakterien gibt es?
Wie kann man Sporen abtöten und wie nicht?
Man unterteilt die sporenbildenenden Bakterien in aerobe Bazillen und anaerobe Clostridien.
Beispiele: Bacillus anthracis (Milzbrand) Bacillus cereus (Lebensmittelvergiftung)
C. Perfringens (Gasbrand)
C. Botulinum (Botulismus)
C. Tetani (Tetanus)
C. Difficile (pseudomembranöse Colitis)
Man kann Sporen mit Sterilisationsmethoden abtöten, nicht jedoch mit Desinfektionsmittel.
Was sind Geißeln, Fimbrien (Pili) und F-Pili?
Geißeln sind Fortsätze eines Bakteriums, die zur Beweglichkeit beitragen.
Fimbrien vermitteln vor allem Adhäsion. Dies ist ein wichtiger Virulenzfaktor, da Bakterien so an Strukturen haften.
F-Pili (Sexpilus) sind Röhren, mit denen Bakterien Plasmide untereinander herumschleusen können.
Wie wird eine Geißel angetrieben?
Der Basalmotor einer Geißel wird durch einen Protonengradienten angetrieben. Um den Gradienten aufzubauen, wird H+ unter ATP-Verbrauch durch die Plasmamembran nach außen gepumpt.
Was macht Campylobacter jejuni (bipolare Geißel)?
Durchfälle
Was ist die Besonderheit von Proteus mirabilis?
Das Bakterium hat sehr viele Geißeln, mit denen es auf Nährböden wandern kann und so den Nährboden komplett in Wachstumsringen bedecken kann.
Was sind die mikrobiologischen Fragestellungen?
Was macht eine Lebensform zu einem Infektionserreger?
Wie kann man wissen, ob eine gefundene Lebensform in der Lage ist, eine Infektion auszulösen?
Was sind die Henle-Koch-Postulate?
Was sind ihre Schwächen?
- Postulat: optischer Nachweis
Ein Erreger muss bei Erkrankten regelmäßig nachweisbar sein, bei Gesunden muss er stehts fehlen.
2.Postulat: kultureller Nachweis
Von Kranken gewonnene Erreger müssen auf einem Nährboden anzüchtbar sein.
- Postulat: Pathogenitätsnachweis
Kultivierte Erreger müssen on einem geeigneten Versuchstier eine typische Erkrankung hervorrufen. - Postulat: erneuter Nachweis
Im Organismus des infizierten Versuchtiers müssen Erreger optisch und kulturell nachweisbar sein.
Dies führt zu der Annahme, dass Krankheit X durch Bakterium Y ausgelöst wird.
Schwächen der Postulate: manche physiologischen Bakterien können in Opportunistischen Umständen auch Erkrankungen hervorrufen. Viele Bakterien sind nicht anzüchtbar oder nachweisbar und viele sind auch nur auf Menschen spezifisch.
Welches Bakterium löst Magenulki aus?
Helicobacta pylori
Wovon ist die Pathogenität eines Bakteriums bezogen auf eine Krankheit abhängig? (2 Grundfaktoren)
Erregerfaktoren (Pathogenitätsfaktoren des Bakteriums)
Wirtsfaktoren (z.B. Immundefekte, anatomische oder iatrogene Veränderungen wie venöse Kanülen, Pharmakotherapie)
Welche Pathogenitätsfaktoren gibt es? (6)
Adhäsine: Fähigkeit zur Anheftung an Wirtszellen.
Exotoxine: Proteine, die vom Erreger sezerniert werden.
Endotoxine: Im Bakterium enthaltene Zellwandbestandteile wie LPS.
Invasionsfaktorem: wie gut das Bakterium in den Wirt eindringen kann (z.B. Durch Hämolysine, Streptokinasen, Proteasem, Lipasen)
Oberflächenstrukturen: Kapsel, oder Protein A
“Nischen”: ob sich ein Bakterium intrazellulär versteckt (Mykobakterien verstecken sich in klassischen Fresszellen).
Welche Schutzmechanismen können die Phagozytose von Bakterien verhindern? (virulenzprinzip)
Bakterien können eine Kapsel ausbilden (z.B. Pneumokokken).
Protein A führt zu einer “falschen” Bindung von Antikörpern, sodass keine Rezeptoren mehr daran binden können und die Aktivierung des Immunsystems aus bleibt.
Was ist Opsonierung?
Opsonierung ist die Markierung von spezifischen Bakterien mit spezifischen Antikörpern, sodass bei Bindung dieser Antikörper an spezifische Rezeptoren das Immunsystem aktiviert wird.
Was ist der Unterschied zwischen fakultativ pathogenen Erregern und obligat pathogenen Erregern?
Fakultativ pathogene Erreger sind Opportunisten, welche nur bei infektionsbegünstigenden Bedingung pathogen sind. Sie gehören fast immer zur physiologischen Flora (z.B. Staphylokokkus epidermidis).
Obligat pathogene Erreger sind Erreger, die unabhängig von der Abwehrlage eine Infektion hervorrufen. Diese Erreger versucht man zu eliminieren.
Was ist Pathogenität und was ist Virulenz?
Pathogenität ist die grundsätzliche Fähigkeit eines Mikroorganismus in einem Makroorganismus eine Krankheit zu erzeugem.
Virulenz beschreibt den Ausprägungsgrad der krankheitserzeugenden Eigenschaften eines Erregerstammes.
Was ist Infektiösität?
Infektiösität beschreibt die Fähigkeit, eine Infektion zu erzeugen, allerdings hat dies nichts damit zu tun, ob die Krankheit auch ausbricht.
