Staphylokokken (lat. Staphylokokken) sind grampositive Kokken mit einem Durchmesser von 0,8 bis 1,2 Mikrometern, die am häufigsten auf Clustern einer mikroskopischen Probe auftreten.

Sie können sowohl anaerob als auch aerob auf normalen Nährmedien kultiviert werden (Anaerobier sind optional). Sie sind unbeweglich und ungebrochen. Geschlecht Staphylococcus hat mindestens 35 Arten und aus medizinischer Sicht ist Staphyloccocus aureus die wichtigste.

Sie sind metabolisch aktiv, fermentieren Kohlenhydrate (Milchsäureprodukte, aber keine Gase) und produzieren Pigmente, deren Farbe von weiß bis dunkelgelb variiert. Einige gehören zur normalen Flora der Haut und der Schleimhäute des Menschen. andere verursachen Eiterung, Abszessbildung, verschiedene Pyrogene Infektionen sogar tödliche Septikämie. Staphylokokken-Krankheitserreger hämolysieren normalerweise Blut und koagulieren Plasma (siehe Abteilung).

Die häufigste Art der Lebensmittelvergiftung wird durch hitzebeständiges Staphylokokken-Enterotoxin verursacht. Staphylokokken entwickeln schnell eine Resistenz gegen viele antimikrobielle Mittel und stellen ein therapeutisches Problem dar. Staphylokokken produzieren verschiedene Enzyme und Exotoxine wie Koagulase, Alpha-Toxin, Leukocidin, Peeling, Enterotoxine und toxisches Schocktoxin (die biochemische Nomenklatur übertrifft sich manchmal selbst), die für die klinischen Symptome von Infektionen mit diesen Krankheitserregern verantwortlich sind.

Alle Staphylokokken produzieren das Enzym Katalase (Katalase-positiv), das sie von der Gattung unterscheidet Streptococcus (die Katalase-negativ sind).

Abteilungen von Staphylokokken und Infektionen

Staphylokokken-Bakterien

Die Gattung Staphylococcus wird entsprechend der Fähigkeit, Blutplasma zu koagulieren, in zwei Gruppen eingeteilt:

  • in eine Staphylococcus Aureus-Spezies, die Koagulase-positiv ist, d.h. Blutplasma koaguliert;
  • in eine Gruppe von Koagulase-negativen Spezies, von denen heute etwa 30 bekannt sind und durch biochemische Aktivität und andere physiologische Eigenschaften bestimmt werden.

Infektionen mit diesen Krankheitserregern treten bei drei Arten von invasiven Infektionen auf: reine Toxikose und gemischte Formen. Das Antibiotikum der Wahl zur Behandlung dieser Infektionen sind Penicillinase-resistente Penicilline. Die Labordiagnose umfasst die Identifizierung von Krankheitserregern durch Mikroskopie und Kultur.

Koagulase-negative Staphylokokken sind klassische Opportunisten. Staphylococcus epidermidis und andere Arten sind aufgrund ihrer Fähigkeit, auf den Oberflächen inerter Objekte Biofilme zu bilden, häufige Erreger bei Fremdkörperinfektionen. Staphylococcus saprophyticus ist für etwa 10 bis 20% der akuten Harnwegsinfektionen bei jungen Frauen verantwortlich.

Staphylokokkenkulturen

Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus

Staphylokokken wachsen auf den meisten bakteriologischen Medien unter aeroben oder mikroaerophilen Bedingungen leicht. Sie wachsen bei 37 ° C am schnellsten, produzieren aber bei Raumtemperatur (20–25 ° C) am besten Pigmente. Die Kolonien sind rund, glatt, erhaben und glänzend auf einem festen Medium. Staphylococcus aureus bildet normalerweise graue bis goldgelbe Kolonien. Staphylococcus epidermidis-Kolonien sind bei der primären Isolierung normalerweise grau bis weiß; Viele Kolonien entwickeln erst nach längerer Inkubation Pigmente. Das Pigment wird nicht unter anaeroben Bedingungen oder einem flüssigen Medium hergestellt.

Antigenstruktur

Staphylokokken enthalten antigene Polysaccharide und Proteine, und andere Substanzen sind wichtig für die Zellwandstruktur. Peptidoglycan (Murein), ein Polysaccharidpolymer, bildet ein festes Zellwand-Exoskelett. Das Peptidoglycan wird durch starke Säuren oder durch Einwirkung von Lysozym zerstört. Dies ist wichtig für die Pathogenese der Infektion: Es induziert die Produktion von Interleukin-1 (einem endogenen Pyrogen) und opsonisierenden Antikörpern in Monozyten. Diese Substanzen können eine Chemotaxis für polymorphkernige Leukozyten sein, eine endotoxinähnliche Aktivität aufweisen und das Komplement aktivieren.

Teichoesäuren (aus dem Griechischen τειχος, lehrt – Wand), die Polymere von Glycerin oder Ribitolphosphat sind, sind an Peptidoglycane gebunden und können Antigene sein. Antikörper gegen Teichonsäure können durch Geldiffusion nachgewiesen und bei Patienten mit aktiver Endokarditis aufgrund einer S. aureus-Infektion gefunden werden.
Protein A ist eine Zellwandkomponente vieler Staphylococcus aureus-Stämme, die den Fc-Anteil anderer IgG-Moleküle als IgG2 binden. Der an Protein A gebundene Fab-Teil von IgG kann an ein spezifisches Antigen binden.

Protein A ist zu einem wichtigen Reagenz in der Immunologie und Labordiagnosetechnologie geworden. Beispielsweise agglutiniert Protein A mit gebundenen IgG-Molekülen, die gegen ein spezifisches bakterielles Antigen gerichtet sind, das Bakterium, das dieses Antigen enthält.

Einige Stämme von S. aureus haben Kapseln, die die Phagozytose durch polymorphkernige Leukozyten hemmen, sofern keine spezifischen Antikörper vorhanden sind. Die meisten Stämme von S. aureus haben Koagulase und Klumpen Faktor auf der Oberfläche der Zellwand – Koagulase bindet nichtenzymatisch an Fibrinogen und initiiert die Aggregation von Bakterien.

Serologische Tests sind bei der Identifizierung von Staphylokokken begrenzt.

Staphylokokkenenzyme und Toxine

  • Wie bereits erwähnt, können Staphylokokken Krankheiten verursachen, sowohl durch ihre Fähigkeit, sich zu vermehren und im Gewebe auszubreiten, als auch durch die Produktion vieler extrazellulärer Substanzen. Einige dieser Substanzen sind Enzyme ;; andere gelten als Toxine, obwohl sie auch als Enzyme fungieren können. Plasmide kontrollieren genetisch viele Toxine – einige können sowohl chromosomal als auch extrachromosomal kontrolliert sein – für andere sind die Mechanismen der genetischen Kontrolle nicht gut bekannt.

Enzyme

  • Katalase – Staphylokokken erzeugen Katalase, die Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff umwandelt. Der Katalasetest unterscheidet positive Staphylokokken von Streptokokken, die negativ sind.
  • Koagulase – Staphylococcus aureus produziert Koagulase, ein Proenzym, das oxidiertes oder Citratplasma koaguliert. Koagulase bindet an Prothrombin. Zusammen werden sie enzymatisch aktiv und beginnen mit der Polymerisation von Fibrin. Koagulase kann Fibrin auf der Oberfläche von Staphylokokken ablagern und vermutlich deren Aufnahme durch phagozytische Zellen oder deren Zerstörung in solchen Zellen verändern. Die Katalase-Produktion gilt als Synonym für invasives pathogenes Potenzial.
  • Andere von Staphylokokken produzierte Enzyme umfassen Hyaluronidase, eine Staphylokinase, die fibrinolytisch wirkt, aber viel langsamer als Streptokinase, Proteinase, Lipase und Beta-Lactamase.

Toxine

  • Alpha-Toxin ist ein heterogenes Protein, das auf eine Vielzahl von eukaryotischen Zellmembranen wirkt. Alpha-Toxin ist ein starkes Hämolysin. Beta-Toxin baut Sphingomyelin ab und ist daher für viele Zelltypen, einschließlich menschlicher roter Blutkörperchen, toxisch.
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