| Wissenschaftlicher Name
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| Bacillus anthracis
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| Cohn, 1872
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AnthraxSporen.jpg
Als Bacillus anthracis wird der Erreger des Milzbrandes (int.: Anthrax) bezeichnet. Das Bakterium gehört in die Gruppe der grampositiven Bakterien und bildet dort gemeinsam mit anderen Bakterien u.a der Gattungen Bacillus und Clostridium die Bacillaceae.
Morphologie
Das Milzbrandbakterium ist ein relativ großes (1–6 Mikrometer), obligat
aerobes, unbewegliches Stäbchenbakterium, welches vor allem durch
Sporen 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
Mononucleäre Phagozytierende System (MPS) schützt. In der Kultur auf
Blutagar fehlt diese Kapsel meist.
Übertragung
Die Bakterien überdauern in Sporenform auch jahrzehntelang im Boden. Werden sie von pflanzenfressenden
Säugetieren, etwa
Rinder,
Schafe und
Schweine 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, Melker und Tierärzte sind besonders gefährdete Berufsgruppen. Eine Übertragung von Mensch zu Mensch kommt in der Regel nicht vor.
Pathogenese
Die
pathogenen Eigenschaften der Bakterie lassen sich auf zwei
Plasmide zurückführen, dies sind pXO1, codiert für
Toxine und pX02, das für die Kapselbildung verantwortlich ist. Fehlt eines der Plasmide so ist der Krankheitsverlauf milder.
B. anthracis produziert neben der Kapsel (s.o.) ein äußerst potentes Toxin, das aus drei Komponenten besteht:
- Die B-Untereinheit wird auch als protektives Antigen bezeichnet, da immunisierte Tiere gegen diese Untereinheit wirksame Antikörper bilden. Sie bindet an die Oberfläche von Körperzellen. Eine körpereigene Protease spaltet nun einen Teil dieser B-Untereinheit ab, woraufhin die verbleibenden 63 kDa großen Teile sich zu Heptameren zusammenlagern.
- Die A-Untereinheit ist variabel. Sie kann ein Ödem-Faktor (EF, edema factor) oder einem Lethalitäts-Faktor (LF) sein. Beide Faktoren binden an den Heptamer aus B-Untereinheiten und iniziieren die Endozytose. Der niedrige pH-Wert im Endosom führt zu einer Konformationsänderung des Toxins. Dies bildet eine Pore, durch die die A-Untereinheit in das Zytosol gelangen kann.
- Der EF übernimmt nun die Funktion einer Adenylatcyclase und bildet cAMP aus ATP. Die erhöhten cAMP Spiegel vermitteln einen Efflux von Wasser aus der Zelle und führen daher zum Ödem.
- Der LF beeinflußt auf nicht geklärte Weise die Mitogen aktivierten Protein-Kinasen (MAPK), die an der Regulation des Zellzyklus beteiligt sind. Dies führt zum Tod der Zelle und ist für die nekrotischen Läsionen des Milzbrandes verantwortlich.
Geschichte
Gerade in den letzten Jahren hat sich
B. anthracis einen Namen als potentielle
Biowaffe im internationalen
Terrorismus gemacht. Mehrere Tote einer Anschlagsserie im Jahr
2001 in den USA konnten auf Briefe mit Anthraxsporen zurückgeführt werden. Allerdings bedarf es einer recht großen Menge von Sporen, um Anthrax als Biowaffe effektiv einzusetzen. Im Jahr
2002 wurde das
Genom des Bakterium vollständig entschlüsselt (siehe
Sequenzierte Organismen).
Bacillus anthracis war das erste Bakterium, an dem Robert Koch 1877 eine krankmachende Wirkung nachwies. Ferdinand Julius Cohn vermutete bereits zwei Jahre zuvor, dass Milzbrand eine durch Bakterien verursachte Erkrankung sei.
Weblinks
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