Escherichia coli: Pathogenität und Eigenschaften
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Welcher Typ von Escherichia coli ist mit hämorrhagischer Kolitis und HUS assoziiert?

  • EHEC (correct)
  • EPEC
  • ETEC
  • EIEC

    • Welche der folgenden Eigenschaften ist typisch für enterotoxische Escherichia coli (ETEC)?

  • Cholera-ähnliche Toxine (correct)
  • Zellinvasivität
  • Hämorrhagische Kolitis
  • Epitheladhärenz

    • Was beschreibt das Pathogenitätspotential von Escherichia coli am besten?

  • Es ist stabil und verändert sich nicht über die Zeit.
  • Es ist unabhängig von externen Faktoren und Umgebungsbedingungen.
  • Es hängt vom Genotyp und der Akkumulation von fremder DNA ab. (correct)
  • Es resultiert ausschließlich aus den toxischen Effekten der Bakterien.

    • Welches der folgenden Merkmale ist NICHT mit enteropathogenem E. coli (EPEC) assoziiert?

    <p>Zellinvasivität</p> Signup and view all the answers

    Welches Reservoir ist hauptsächlich für pathogene Escherichia coli verantwortlich?

    <p>Mensch</p> Signup and view all the answers

    Wie erfolgt der horizontale Gentransfer, der zur Pathogenität von E. coli beiträgt?

    <p>Durch die Übertragung von Virulenzplasmiden</p> Signup and view all the answers

    Welche Krankheit wird am häufigsten mit enteroinvasivem E. coli (EIEC) in Verbindung gebracht?

    <p>Ruhr-ähnliche Erkrankung</p> Signup and view all the answers

    Was kennzeichnet obligat pathogene Keime?

    <p>Sie sind für fast jedes nicht-immunisierte Individuum krankheitserregend.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen trifft auf fakultativ pathogene Keime zu?

    <p>Sie führen nur bei allgemeiner oder lokaler Abwehrschwäche zu Infektionen.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt eine lokale Infektion am besten?

    <p>Die Infektion beschränkt sich auf die Eintrittspforte des Erregers.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine generalisierte Infektion?

    <p>Eine Infektion, bei der die Krankheitserreger in das Gefäßsystem eindringen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein typisches Symptom einer Sepsis?

    <p>Systemerkrankung durch Mikroorganismen oder deren toxische Bestandteile.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Infektionskrankheiten ist NICHT in den häufigsten Todesursachen aufgeführt?

    <p>Krebs</p> Signup and view all the answers

    Woran erkennt man, dass ein Keim fakultativ pathogen ist?

    <p>Er kann nur unter bestimmten Bedingungen pathogen wirken.</p> Signup and view all the answers

    Was sind typische Merkmale von Parasiten?

    <p>Sie leben auf Kosten des Wirts.</p> Signup and view all the answers

    Welcher dieser Erreger wurde als neu entdeckt und 2003 identifiziert?

    <p>SARS-CoV-1</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt die Bovine Meat and Milk Factors (BMMF) am besten?

    <p>Sie sind ringförmige DNA-Elemente mit Eigenschaften von Viren und Bakterien.</p> Signup and view all the answers

    Wann wurde Penicillium marneffei erstmals entdeckt?

    <p>1973</p> Signup and view all the answers

    Welcher Erreger, der 1977 identifiziert wurde, ist bekannt für gastrointestinale Erkrankungen?

    <p>Campylobacter sp.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein charakteristisches Merkmal der neuen Klasse von Erregern, die BMMF umfasst?

    <p>Sie haben Ähnlichkeiten mit Acinetobacter baumannii.</p> Signup and view all the answers

    Welches Jahr markiert die Entdeckung von SARS-CoV-2?

    <p>2019</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Erreger wurde nicht in den 1980er Jahren identifiziert?

    <p>SARS-CoV-1</p> Signup and view all the answers

    Welche Übertragungswege sind bei neuen Pathogenen am häufigsten?

    <p>Horizontale, direkte Übertragungswege</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Merkmale beschreibt die Merkmale von Viren und Bakterien, die für BMMF typisch sind?

    <p>Sie sind einzellig und besitzen ringförmige DNA.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Erreger, der 2012 entdeckt wurde, zählt zu neueren Pathogenen?

    <p>MERS-CoV</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Optionen beschreibt am besten eine nosokomiale Infektion?

    <p>Eine Infektion, die bei einem Krankenhausaufenthalt erworben wird.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine häufige Form der nosokomialen Infektion?

    <p>Atemwegsinfektion</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Erreger kann als fakultativ intrazellulär klassifiziert werden?

    <p>Salmonella</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt am besten die minimale Infektionsdosis?

    <p>Die geringste Anzahl an Mikroorganismen, die eine Infektion verursachen kann.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Erreger wird oft mit chronisch persistierenden Infektionen in Verbindung gebracht?

    <p>Helicobacter pylori</p> Signup and view all the answers

    Welche Pathogenitätsstrategie beschreibt einen 'hit-and-run'-Verlauf?

    <p>Vibrio cholerae</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Voraussetzungen für Kochschen Postulate?

    <p>Kultureller Nachweis des Pathogens</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Bakteriämien ist korrekt?

    <p>Bakteriämie beschreibt das Vorhandensein von Bakterien im Blut.</p> Signup and view all the answers

    Welcher dieser Mikroben lebt extrazellulär?

    <p>E. coli</p> Signup and view all the answers

    Was führt typischerweise zu einem septischen Schock?

    <p>Bakterien im Blutkreislauf</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt am besten eine stumme Infektion?

    <p>Eine Infektion ohne klinische Symptome</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt den Begriff der Inkubationszeit?

    <p>Die Zeit zwischen Infektion und dem Auftreten von Krankheitssymptomen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Optionen beschreibt eine endogene Infektion?

    <p>Infektion durch kolonisierende Mikroorganismen</p> Signup and view all the answers

    Was trifft auf die Virulenz zu?

    <p>Sie beschreibt den Grad der Pathogenität einer Spezies auf eine Population bezogen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen zu Eintrittspforten ist korrekt?

    <p>Der Erreger muss den Körper auch aktiv betreten.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Pathogenitätsfaktor?

    <p>Ein Molekül, das für die Erkrankung entscheidend ist</p> Signup and view all the answers

    Was versteht man unter exogener Infektion?

    <p>Infektion durch Mikroorganismen, die von außen eindringen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Optionen beschreibt am besten Pathogenität?

    <p>Die Fähigkeit eines Keims, Krankheiten hervorzurufen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Beispiel für eine Eintrittspforte für Krankheitserreger?

    <p>Kleine Wunden der Haut oder der Schleimhaut</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Todesfälle durch Infektionskrankheiten in den USA

    • Mortalitätsrate pro 100 000 Menschen
    • Abnahme der Sterblichkeitsrate im Laufe der Zeit
    • Influenzapandemie 1918/19 führte zu einem starken Anstieg der Todesfälle
    • Im Zeitraum 1900-1990 grosse Schwankungen in der Sterblichkeit
    • Im 20ten Jahrhundert deutliche Abnahme der Todesfälle durch Infektionskrankheiten.

    Definition von Infektionskrankheit

    • Eine Infektionskrankheit ist eine Erkrankung, die durch das Eindringen und die Vermehrung von Mikroorganismen (z.B. Bakterien, Viren, Pilze oder Protozoen) im menschlichen Körper hervorgerufen wird.
    • Viele, aber nicht alle Infektionskrankheiten sind ansteckend (infektiös) und werden von Mensch zu Mensch übertragen.

    Klassifizierung von Krankheiten nach Häufigkeit

    • Endemie: andauernd gehäuftes Auftreten einer Infektionskrankheit in einer begrenzten Region oder Population.
    • Epidemie: Auftreten einer Krankheit in ungewöhnlich hohen Fallzahlen in einer örtlich begrenzten Population.
    • Pandemie: weltumspannende Epidemie.

    Todesursachen im Jahr 2001

    • Weltweit waren Infektionskrankheiten die häufigste Todesursache (ca. 35%)
    • In Afrika 2002: 10,7 Millionen Todesfälle durch Infektionskrankheiten
    • In Nord- und Südamerika 2002: 6,0 Millionen Todesfälle durch Infektionskrankheiten

    Infektionskrankheiten in den USA

    • 3 von 10 Todesfällen sind auf Infektionskrankheiten zurückzuführen
    • 25% aller Arztbesuche sind Infektionskrankheits-bezogen
    • Die Gesamtkosten für Infektionskrankheiten in den USA belaufen sich auf 120 Mrd. US-Dollar (15% der Gesundheitskosten)
    • Nosokomiale Infektionen (Krankenhausinfektionen) verursachen 2 Millionen Todesfälle pro Jahr.
    • Kosten für nosokomiale Infektionen in den USA: 9,5 Mia US-Dollar
    • Kosten für die Behandlung resistenter Keime: 4 Mia US-Dollar

    Todesursachen weltweit

    • Akute Atemwegsinfektionen (inkl. Influenza, Pneumonie): 3,5 Mio. Todesfälle
    • HIV/AIDS: 2,3 Mio. Todesfälle
    • Durchfallerkrankungen: 2,2 Mio. Todesfälle
    • Tuberkulose: 1,5 Mio. Todesfälle
    • Malaria: 1,1 Mio. Todesfälle
    • Masern: 0,9 Mio. Todesfälle

    Begriffe

    • Parasiten: Organismen, die auf Kosten eines Wirts leben
    • Obligat pathogene Keime: Krankheitserreger, die bei fast jedem nicht-immunen Individuum krankheitserregend sind.
    • Fakultativ pathogene Keime: Krankheitserreger, die nur bei Abwehrschwäche zu Infektionen führen.

    Weitere Begriffe

    • Lokale Infektion: beschränkt sich auf die Eintrittspforte des Erregers (z.B. Wundinfektion)
    • Generalisierte Infektion: Erreger dringen ins Gefäßsystem ein und befallen den gesamten Organismus.
    • Sepsis: Systemerkrankung, die durch Mikroorganismen bzw. deren toxische Bestandteile verursacht wird.
    • Infektionsdosis: minimale Anzahl an Mikroorganismen, die eine Infektion verursachen.

    Nosokomiale Infektion

    • Krankenhausinfektion.
    • Jede durch Mikroorganismen verursachte Infektion im Krankenhausaufenthalt, die nicht im Zusammenhang mit der Grunderkrankung steht.
    • Häufigkeit: Harnwegsinfektionen, postoperative Wundinfektionen, Atemwegsinfektionen, Bakteriämien und Sepsis

    Erreger nosokomialer Infektionen

    • Eschericia coli (19%)
    • Koagulase-negative Staphylokokken (18%)
    • Candida spp. (15%)
    • Enterococcus faecium (13%)
    • Pseudomonas aeruginosa (10%)

    Pathogenitätsstrategien

    • verschiedene Mechanismen, um in den Wirt einzudringen
    • Anhaftung
    • Invasion
    • Ausbreitung
    • Transzytose
    • Transmigration

    Pathogenitätsstrategien (Habitat, Verlauf)

    • intrazellulär: Chlamydien, Rickettsien
    • fakultativ intrazellulär: Legionella, Salmonella, Helicobacter pylori, Staphylokokken, E. coli
    • extrazellulär: Vibrio cholerae, Rhinoviren
    • akut (hit-and-run): Vibrio cholerae, Rhinoviren
    • chronisch-persistierend: Mykobakterien, Treponema pallidum, Helicobacter pylori

    Koch'schen Postulate

    • vier Kriterien, um einen Mikroorganismus als Ursache einer Krankheit zu identifizieren
    • Optischer Nachweis
    • Kultureller Nachweis
    • Pathogenitätsnachweis
    • Mikrob muss aus infizierten Organismus erneut kultivierbar sein

    Streptococcus

    • Kettenbildende Kokken
    • Gram-positiv
    • Beta-hämolysierend: löst Erythrozyten auf
    • Ursachen: Scharlach, Mittelohrentzündung, usw.

    Bacillus anthracis

    • Stäbchen
    • Gram-positiv
    • Sporenbildend: Bildung von Endosporen verbessert Überlebensfähigkeit in der Umwelt
    • Milzbrand: erhöhte Überlebensfähigkeit durch Sporen

    Bacillus anthracis (Infektionswege, Symptome, Sterblichkeitsrate)

    • Einatmen, Verzehr von kontaminierten Materialien
    • Symptome: Schnupfen, hohes Fieber, Schock, blutige Durchfälle, Geschwüre
    • Hohe Sterblichkeitsrate (5-20% bei Hautmilzbrand)

    Seuchen und ihre Erreger

    • Liste von Seuchen und ihre Erreger (inkl. Erregername und Entdeckungsjahr)

    Neue Pathogene

    • Liste neuer Krankheitserreger und das Jahr ihrer Entdeckung

    Bovine Meat and Milk Factors (BMMF)

    • unbekannter Erreger in Kuhmilch und Rindfleisch
    • einzelsträngige, ringförmige DNA
    • Ähnlichkeit zu Acinetobacter baumannii und Gemycircular Virus

    Übertragungswege

    • Horizontale, direkte Übertragungswege (Kontakt, Sexualkontakte, Aerogen, Aerosol)
    • Horizontale, indirekte Übertragungswege (Vehikel, Vektor)
    • Vertikale Übertragungswege (Pränatal, Perinatal)

    Pathogenität

    • Stumme/manifeste Infektion?
    • Inkubationszeit?
    • Infektionsdosis?
    • Lokale/Allgemeine Infektion?
    • Endogene/Exogene Infektion?
    • Nosokomiale Infektion?

    Begriffe (stumm, Inkubationszeit, endogen, exogen)

    • Stumme Infektion: Infektion ohne klinische Symptome
    • Inkubationszeit: Zeit zwischen Infektion und Auftreten von Krankheitssymptomen
    • Endogene Infektion: Infektion, die von einem Erreger ausgeht, der schon im Körper vorhanden ist
    • Exogene Infektion: Infektion, die durch einen Erreger von ausserhalb des Körpers hervorgerufen wird.

    Begriffe (Pathogenität, Virulenz)

    • Pathogenität: Fähigkeit eines Keims, Krankheiten hervorzurufen
    • Virulenz: Grad der Pathogenität einer pathogenen Spezies auf eine Population bezogen

    Eintrittspforten

    • Kleinste Wunden der Haut oder Schleimhaut
    • Insektenstiche
    • Eindringen durch intakte Schleimhaut
    • Aktives Eindringen durch intakte Haut
    • Vor der Geburt diaplazentar

    Mikrobielle Virulenz

    • hoch virulente Organismen (z.B. Streptococcus pneumoniae) benötigen eine deutlich geringere Anzahl an Zellen, um einen Wirt zu töten, im Vergleich zu mäßig virulente Organismen (z.B. Salmonella typhimurium).

    Pathogenitätsfaktor/Virulenzfaktor

    • Ist ein gegebenes Molekül (Enzym, Toksin etc.) kausal für die Krankheit wichtig?
    • Ist es ein Pathogenitätsfaktor? (ja/nein)
    • Ist es ein Virulenzfaktor? (quantitativ wichtig, ja/nein)
    • Ist es ein (unwichtiges) Begleitprodukt?

    Virulenz- und Pathogenitätsfaktoren (Kodierung)

    • Plasmide
    • Transposons
    • Chromosom
    • Phagen

    Übertragung medizinisch wichtiger Eigenschaften zwischen Bakterien

    • Antibiotika-Resistenz (z.B. NDM-1)
    • Pathogenitäts- und Virulenzfaktoren

    Pathogenitätsfaktoren von E. coli

    • Liste von Pathogenitätsfaktoren von E. coli (z.B. Enterotoxine, Virulenzplasmid, O-Antigene, Eisenaufnahmesysteme, Fimbrien)

    Pathogenitätsfaktoren

    • Ziel: Kolonisierung, Schädigung des Gewebes u./oder Zell-Verbreitung
    • Fitnessfaktoren
    • Siderophore
    • Adhäsine
    • Invasine
    • Exotoxine/Aggressine
    • Endotoxin
    • Kapsel
    • Impedine
    • Moduline

    Escherichia coli

    • 1919 entdeckt
    • Gram-negativer Bakterientyp
    • Peritriche Begeißelung
    • Über 100 Serotypen
    • Teil der Darmflora
    • Fakultativ pathogene Enterobakterien verursachen Infektionen im Darm

    Escherichia coli - intestinale Infektionen

    • EPEC (Epitheladhärenz)
    • EAggEC (enteroaggregativ)
    • ETEC (enterotoxisch)
    • EIEC (enteroinvasiv)
    • EHEC (hämolytisch)

    EHEC im Jahr 2011

    • Daten über Fälle, die mit EHEC zusammenhängen

    Escherichia coli

    • E. coli K-12 ist typischer Darmbewohner
    • Erregerreservoir Mensch
    • Kann septisch werden
    • Nichtpathogene E. coli vs. Pathogene E. coli (Intestinale Infektionen, Extraintestinale Infektionen)

    Das Pathogenitätspotential steckt im Genotyp

    • E. coli K-12
    • EPEC
    • EHEC
    • EAggEC
    • ETEC
    • EIEC

    Pathogenitätsinseln

    • identifizierbare Gene-Cluster im Bakteriengenom
    • Funktionen (adherence, toxins, iron uptake systems, type III secretion, invasion determinants etc)

    Aufbau von Pathogenitätsinseln

    • Träger von Virulenzgenen
    • Sind häufig in pathogenen Stämmen, aber nicht in nicht-pathogenen Stämmen
    • Große DNA-Fragmente (10-200 kb)
    • Unterschiedliche G+C-Gehalte und „Codon Usage“ zum Restgenom
    • Beweglich, flankiert von Wiederholungssequenzen

    Die Komponenten der Infektionsabwehr

    • Angeborene Immunantwort
    • Physikalische Barrieren (Haut, Mukosa)
    • Zelluläre Abwehr (Granulozyten, Makrophagen, NK-Zellen)
    • Chemische Barrieren (pH, Lipide, Enzyme)
    • Erworbene (spezifische) Immunantwort
    • Zelluläre Abwehr
    • Humorale Abwehr

    Abwehrstrategien (Natürliche Barrieren)

    • Haut (trocken, verhornt, saurer pH, Fettsäuren, Normalflora)
    • Schleimhaut (Schleim, Normalflora auf Epithelzellen)
    • Respirationstrakt (Ziliarbewegung, Flimmerepithel)
    • Magen (Salzsäure)
    • Darm (Peristaltik, Normalflora)
    • Harntrakt (Harnstrom)

    Pathogene des Verdauungsweges des Menschen

    • Übersicht über häufige pathogene Bakterien im Verdauungstrakt des Menschen.

    Pathogene der Atemwege des Menschen

    • Übersicht über häufige pathogene Bakterien/Viren im Respirationstrakt
    • verschiedene Regionen u. Pathogene

    Adhärenz

    • Adhärenz ist selektiv (Schlüssel-Schloss-Prinzip)
    • Bakterien-Adhäsin und Zell-Rezeptor
    • Spezifische Gewebe- und Zelldurchlässigkeit

    Pathogene E. coli– intestinale Infektionen

    • EPEC, EAggEC, ETEC, EIEC, EHEC
    • pathogene Mechanismen

    Adaptive Immunsystem

    • zwei Teilsysteme (humoral, zellulär)
    • adaptiv: lernen auf neue Erreger spezifisch zu reagieren
    • Entwicklung der adaptiven Antwort dauert länger
    • Verbindet angeborene und erworbene Immunantwort

    Zellen der erworbenen Immunantwort

    • B-Zellen, T-Zellen (Helfer-, zytotoxische, regulatorische; Gedächtniszellen)
    • Plasmazellen, Antikörper

    Antigen-Antikörper-Komplex

    • Proteine der Klasse der Globuline reagieren auf Antigene
    • Antikörper werden durch eine Klasse von weißen Blutzellen erzeugt
    • Antigene sind Stoffe, die Antikörper und bestimmte Lymphozyten-Rezeptoren binden können

    Was passiert in einer Schnittwunde?

    • Zusammenfassung der Abwehrmechanismen, sowohl unspezifisch (z.B. Phagozytose) als auch spezifisch (z.B. Antikörper).

    NETs als Mechanismus der Erregerabwehr

    • Neutrophilen Extracelluläre Fallen
    • Extrazelluläre Strukturen, die zur Abtötung von Bakterien beitragen
    • Ein Mechanismus der angeborenen Immunantwort

    Antigenpräsentierende Zellen

    • Makrophagen, Monozyten
    • charakteristische Fragmente übrig nach Verdauung von Bakterien
    • Präsentation von Antigenen auf der Oberfläche (MHC-Komplex), aktivieren weitere Immunzellen.

    Die pro-inflammatorische Antwort

    • LPS, LBP, CD14, TLR4
    • Zytokine, ihre Funktion und Rolle bei Entzündungsreaktionen
    • (z.B. IL-1, IL-8, TNF-α, IL-6, IL-12)

    Phagozytose

    • Aufnahme von Nahrungspartikeln durch Fresszellen bis hin zu kleineren Zellen.
    • Intracelluläre Verdauung der Erreger.

    Mikroorganismen (und Pathogenese)

    • Der Verlauf einer Infektion.
    • Kontakte mit Pathogenen
    • Adhäsion an Zielen
    • Eindringen
    • Besiedelung, Wachstum
    • Toxizität
    • Invasivität
    • Schädigung des Gewebes, Krankheit

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