Bacillus anthracis


Bacillus anthracis

Bacillus anthracis

Systematik
Abteilung: Firmicutes
Klasse: Bacilli
Ordnung: Bacillales
Familie: Bacillaceae
Gattung: Bacillus
Art: Bacillus anthracis
Wissenschaftlicher Name
Bacillus anthracis
Cohn 1872
Sporen von Bacillus anthracis

Bacillus anthracis ist der Erreger des Milzbrandes. Das Bakterium gehört in die Gruppe der grampositiven Bakterien und bildet dort gemeinsam mit anderen Bakterien u.a der Gattungen Bacillus (Aerobier) und Clostridium (Anaerobier) die Bacillaceae.

Morphologie

Ketten von Bacillus anthracis (hier orange) werden von einem neutrophilen Granulozyten (gelb) aufgenommen (REM-Aufnahme, der weiße Strich ist 5 µm lang)

Das Milzbrandbakterium ist ein relativ großes (1–6 Mikrometer), obligat aerobes, unbewegliches Stäbchenbakterium, welches vor allem durch Endosporen übertragen wird. Die Sporen selbst bilden sich in der leicht verjüngten Mitte des Stäbchens, die Bakterien schließen sich typischerweise zu Ketten oder Fäden zusammen, die als bambusartig imponieren. In vivo (im Körper) bildet das Bakterium eine Kapsel aus Polyglutamyl aus, die es vor Phagozytose durch das Mononukleäre Phagozytierende System (MPS) schützt. In der Kultur auf Blutagar fehlt diese Kapsel meist.

Bacillus anthracis besitzt mit 83 % einen hohen Anteil verzweigter Fettsäureketten.[1]

Übertragung

Die Bakterien überdauern in Sporenform auch jahrzehntelang im Boden. Werden sie von pflanzenfressenden Säugetieren, etwa Rindern, Schafen und Schweinen beim Fressen aufgenommen, beginnen sie sich im Tier zu vermehren, töten das Tier und vermehren sich im Kadaver weiter, um, wenn die Vermehrungssituation ungünstig wird, schließlich wieder ins Sporenstadium überzugehen. Daher dürfen an Milzbrand verendete Tiere nicht vergraben werden, sondern müssen verbrannt werden. Die Sporen können auch im Fell oder auf der Haut der Tiere lange überleben. Epidemien der Krankheit stehen dabei häufig in direktem Zusammenhang mit der Tierhaltung oder der Verarbeitung von Tierprodukten. Kürschner, Gerber, Melker und Tierärzte sind besonders gefährdete Berufsgruppen. Eine Übertragung von Mensch zu Mensch kommt in der Regel nicht vor.

Pathogenese

Die pathogenen Eigenschaften des Bakteriums lassen sich auf zwei Plasmide zurückführen. Das Erste (pXO1) codiert unter anderem für die Untereinheiten des Milzbrandtoxins und das Zweite (pXO2) ist für die Polyglutamat-Kapselbildung verantwortlich. Durch das Fehlen eines der Plasmide reguliert sich der Krankheitsverlauf.


Klinik

  • Lungenmilzbrand: nach Einatmung sporenhaltiger Stäube oder Aerosole entsteht binnen weniger Tage eine Bronchopneumonie mit hohem Fieber, blutigem Husten und Hypoxie. Nach 2 - 3 Tagen letal.
  • Hautmilzbrand: nach direktem Kontakt der Haut mit erregerhaltigem Material entsteht eine Papel und im Weiteren ein Ulcus mit schwarzem Schorf.
  • Darmmilzbrand: entsteht durch Verzehr von ungegartem Fleisch infizierter Tiere (sehr selten).
  • Milzbrandsepsis: meist letale Komplikation der verschiedenen klinischen Erscheinungsbilder des Milzbrandes bei Disseminierung über die Blutbahn.

Therapie

Sofortiger Therapiebeginn bei Verdacht (auch prophylaktische Therapie aller potenziell Exponierten) mit Ciprofloxacin oder Doxycyclin. Inzwischen stehen als Antitoxine eine Reihe monoklonaler Antikörper zur Verfügung.

Geschichte

Entdeckt wurde Bacillus anthracis im Jahre 1849 von Aloys Pollender. Nachdem Ferdinand Julius Cohn 1874 nur vermuten konnte, Bakterien würden Milzbrand auslösen, gelang es Robert Koch bereits zwei Jahre später, den Erreger erstmals in Kultur zu vermehren und dessen Rolle bei der Entstehung der Krankheit nachzuweisen. 1881 schließlich entwickelte Louis Pasteur einen ersten Impfstoff gegen die Seuche, den er mit Erfolg in einem Großversuch an Schafen testete.[2] Im Jahr 2002 wurde das Genom des Bakterium vollständig sequenziert.

Seit Ende der 90er Jahre häufen sich Presseberichte über einen möglichen Einsatz von Milzbrandsporen als biologische Waffe im Rahmen des internationalen Terrorismus. Angeblich starben in den USA 2001 während einer Anschlagsserie mehrere Menschen infolge Kontaktes mit in Briefen verschickten Milzbrandsporen. Für eine Ansteckung bedarf es allerdings einer recht großen Menge von Sporen und eine Erkrankung lässt sich zumeist erfolgreich durch Gabe von Penicillin therapieren. Als potentiell ernstzunehmende Bedrohung wird die – wie bei allen Krankheitserregern – theoretisch vorhandene Möglichkeit, den Erreger gentechnisch zu modifizieren und dadurch eventuell gefährlicher zu machen, diskutiert.

Einzelnachweise

  1. T. Kaneda: Iso- and anteiso-fatty acids in bacteria: biosynthesis, function, and taxonomic significance. In: Microbiol. Rev. 55(2); June 1991: S. 288-302 PMID 1886522 (freier Volltextzugang)
  2. Andrea Naica-Loebell (2001): Milzbrand und die Angst.

Literatur

Weblinks

Commons: Bacillus anthracis – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Die News der letzten Tage

05.12.2022
Biochemie | Bioinformatik | Mikrobiologie
Wie man zwei Milliarden Jahre zurückgeht und ein altes Enzym rekonstruiert
Forscher:innen der Universität Leipzig haben ein Rätsel in der Evolution von bakteriellen Enzymen gelöst.
02.12.2022
Ethologie | Säugetierkunde
Markierungsbäume von Geparden sind Hotspots der Kommunikation – auch für andere Tierarten
Markierungsbäume sind für Geparde wichtige Hotspots der Kommunikation: Dort tauschen sie über Duftmarken, Urin und Kot Informationen mit anderen und über andere Geparde aus.
02.12.2022
Land-, Forst-, Fisch- und Viehwirtschaft | Ökologie
DBU: Weltbodentag am 5. Dezember
Mittlerweile leben acht Milliarden Menschen auf der Welt und Ernährungssicherung wird zu einer dringendsten Herausforderungen unserer Zeit.
01.12.2022
Physiologie
Altern Frauen anders als Männer?
Studien an Fruchtfliegen zeigen, wie das biologische Geschlecht die Wirkung des derzeit vielversprechendsten Anti-Aging-Medikaments Rapamycin beeinflusst.
29.11.2022
Ethologie | Zoologie
Geschlechterrollen im Tierreich hängen vom Verhältnis von Weibchen und Männchen ab
Wie wählerisch sollten Weibchen und Männchen sein, wenn sie einen Partner auswählen?
28.11.2022
Ökologie | Paläontologie | Säugetierkunde
Fossil aus dem Allgäu: Biber leben seit mehr als 11 Millionen Jahren im Familen-Clan
Die Hammerschmiede im Allgäu, Fundstelle des Menschenaffen Danuvius, ist eine einmalige Fundgrube für Paläontologen: Bereits über 140 fossile Wirbeltierarten konnten hier geborgen werden.
28.11.2022
Anthropologie | Neurobiologie
Arbeitsgedächtnis: Vorbereitung auf das Unbekannte
Beim Arbeitsgedächtnis, oder auch Kurzeitgedächtnis genannt, galt lange die Theorie, dass seine Kernaufgabe die aktive Speicherung von Informationen über einen kurzen Zeitraum ist.
28.11.2022
Meeresbiologie | Ökologie
Offshore-Windparks verändern marine Ökosysteme
Der Ausbau von Offshore-Windparks in der Nordsee geht voran, doch die Konsequenzen für die marine Umwelt, in der sie errichtet werden, sind noch nicht vollständig erforscht.
25.11.2022
Evolution | Genetik | Neurobiologie
Was haben Oktopus und Mensch gemeinsam?
Kopffüßler sind hochintelligente Tiere mit komplexem Nervensystem, dessen Evolution mit der Entwicklung von auffällig viel neuer microRNA verbunden ist.
25.11.2022
Klimawandel | Ökologie
Der Klimawandel in den Wäldern Norddeutschlands
Immer mehr Bäume leiden an den Folgen des menschgemachten Klimawandels der vergangenen Jahrzehnte.
24.11.2022
Biochemie | Entwicklungsbiologie | Genetik
Das Erwecken des Genoms
Die Befruchtung einer Eizelle durch ein Spermium ist der Beginn neuen Lebens, die mütterliche und väterliche Erbinformation, die DNA, wird neu kombiniert und speichert den Aufbau des Lebewesens.
24.11.2022
Genetik | Mykologie | Taxonomie
Die Welt der Pilze revolutioniert
Ein internationales Forschungsteam hat unter den bisher bekannten Pilzen und Flechten eine neue Großgruppe identifiziert: Mithilfe von Genom-Sequenzierung konnte nachgewiesen werden, dass über 600 Arten einen gemeinsamen Ursprung haben.
24.11.2022
Insektenkunde | Ökologie
Vegetationsfreie Flächen fördern bodennistende Wildbienen
Über die Nistansprüche bodennistender Wildbienen ist bisher relativ wenig bekannt, obwohl Nistplätze für die Förderung der meisten Wildbienenarten von zentraler Bedeutung sind.