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Staphylokokken

Staphylokokken (eingedeutschter Plural aus dem latinisierten Singular Staphylococcus, eine von Alexander Ogston in Anlehnung an die von Billroth 1874 geprägte Bezeichnung Streptokokken eingeführte Benennung, die sich aus den beiden altgriechischen Bestandteilenσταφυλή staphylé ‚Traube‘, ‚Weintraube‘ undκόκκος kókkos ‚Kern‘, ‚Korn‘, ‚Beere‘ zusammensetzt) sind rundliche, weintraubenähnlich angeordnete, nicht sporenbildende grampositive Bakterien ohne aktive Bewegung aus der Gruppe der Kokken.

Staphylokokken

Staphylococcus aureus

Systematik
Wissenschaftlicher Name
Staphylococcus
Rosenbach, 1884

Inhaltsverzeichnis

Kugelförmige Zellen, Durchmesser 0,5–1,5 µm, einzeln, in Paaren oder in unregelmäßigen (weintraubenähnlichen) Haufen angeordnet, grampositiv, nicht motil (keine aktive Bewegung), fakultativ anaerob, chemoorganotroph, Energiestoffwechsel oxidativ und fermentativ, meistens Katalase-positiv und Oxidase-negativ. Temperaturoptimum des Wachstums und der Vermehrung 30–37 °C. Viele Arten weisen einen hohen bis überwiegenden Anteil von verzweigten Fettsäureketten in ihren Membranlipiden auf.

Sie besiedeln als Kommensalen und Krankheitserreger (Pathogene) die Haut und Schleimhäute von Menschen und warmblütigen Wirbeltieren und kommen auch in der Umwelt (Gewässer, Luft, Lebensmittel) vor.

Die Einteilung der Gattung Staphylococcus und ihrer Vertreter erfolgt nach der in der Biologie üblichen Taxonomie. Da zahlreiche Vertreter aber von medizinischer Bedeutung sind, hat sich in diesem Bereich die Einteilung nach der Koagulase-Reaktion bewährt.

Äußere Systematik

Die Gattung Staphylococcus wurde früher zur Familie der Micrococcaceae gerechnet. In der 2. Edition des Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology wurde 2001 vorgeschlagen, sie in eine neue Familie der „Staphylococcaceae“ einzuordnen, die fakultativ anaerob (Ausnahme: Staphylococcus aureus subsp. anaerobius, eine an Schafe angepasste [schafadaptierte] obligat anaerobe Subspezies) wachsen. Dieser Vorschlag wurde 2010 mit der Validierungsliste Nr. 132 im International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology angenommen.

Innere Systematik

In der Gattung Staphylococcus sind fast 50 Arten enthalten. Zahlreiche Arten werden noch in Unterarten aufgeteilt. Eine aktuelle Zusammenstellung der gemäß dem Bacteriological Code (englisch für „Bakteriologischer Code“) anerkannten Arten und Unterarten findet sich in der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Eine darauf basierende Aufstellung ist im Abschnitt Spezies (Arten) und Subspezies (Unterarten) wiedergegeben.

In der Medizin erfolgt eine Einteilung der Staphylokokken nach der Koagulase-Reaktion in koagulasepositive (in der Humanmedizin meist mit Staphylococcus aureus gleichgesetzt) und koagulasenegative Staphylokokken. Insbesondere multiresistente Stämme (MRSA) sind wegen der schlechten Therapierbarkeit mit Antibiotika ein Problem.

Koagulasepositive Staphylokokken

Die Staphylokokken-Spezies mit der höchsten pathogenen Potenz sowie generell einer der bedeutendsten Krankheitserreger beim Menschen ist die koagulasepositive Spezies:

Bisher ausschließlich bei Tieren bzw. nur sehr selten im Zusammenhang mit Infektionen beim Menschen nachgewiesen:

Koagulasenegative Staphylokokken

Die koagulasenegativen Staphylokokken sind in der Regel Besiedler der Haut- und Schleimhäute ohne Krankheitsbedeutung. Sie besitzen jedoch medizinische Bedeutung bei immunsupprimierten Patienten (also solchen, bei denen mit Medikamenten die Abwehrfunktion des Immunsystems herabgesetzt worden ist, wie z. B. nach einer Transplantation, oder aber bei denen eine Krankheit das Immunsystem geschwächt hat) und im Zusammenhang mit sogenannten Polymer-assoziierten Infektionen, das heißt einer Besiedlung von Kunststoffoberflächen (zum Beispiel Katheter, künstliche Herzklappen, künstliche Gelenke; siehe Biofilm). Hiervon können beim Menschen insbesondere folgende Spezies in Erscheinung treten:

Letztere ist eine weitere koagulasenegative Spezies, die allerdings mit einem spezifischen Krankheitsbild verbunden (assoziiert) ist. Dieser Erreger kann für das Dysurie-Syndrom bei jüngeren Frauen sowie auch für unspezifische Harnröhrenentzündungen (Urethritiden) bei Männern verantwortlich sein.

Wirkungscharakter

Vergiftung, hervorgerufen durch Enterotoxine, die vom Erreger als Metaboliten in das umgebende Substrat ausgeschieden werden. Die Toxine sind eiweißartiger Struktur mit molaren Massen von 20.000–40.000 g·mol−1. Das Enterotoxin B zum Beispiel besteht aus einer einzelnen Polypeptidkette, in der 239 Aminosäurereste aneinandergereiht sind.

Die Toxine lassen sich durch ihr immunbiologisches Verhalten gegeneinander abgrenzen. Das Enterotoxin A verursacht in Dosen von nur 1 µg beim Erwachsenen Erbrechen, das Enterotoxin B nach 20 bis 25 ng. Erste Symptome zeigen sich durchschnittlich zwei bis vier Stunden nach Aufnahme einer entsprechenden Toxin-Menge mit dem Lebensmittel, wobei die Variationsbreite zwischen einer halben und sieben Stunden liegt.

Der primäre Angriffspunkt für die emetische Wirkung liegt in den Bauchorganen, über den Vagus und sympathische Fasern erreicht es das Brechzentrum. Andere Angriffspunkte für das Toxin sind Nieren, Leber, Lunge, Gastrointestinaltrakt, verschiedene Gewebe und einzelne Zellen.

Symptome

Zunächst Salivation, dann Übelkeit, Würgen, Erbrechen und Durchfall. Erbrechen und Durchfall können gleichzeitig explosionsartig erfolgen. In schweren Fällen kann es zu Exsikkose, Schockzuständen, zum Auftreten von Schleim und Blut in Stuhl und Erbrochenem und hypokaliämischen Muskellähmungen kommen. Die Körpertemperatur ist in der Regel nicht erhöht, vielfach werden subnormale Temperaturen gemessen. Die Restitution kann innerhalb 24 Stunden eintreten oder auch einige Tage in Anspruch nehmen. Nur selten kommt es zum Exitus, hier meistens bei Neugeborenen. Mit der gewebeschädigenden Wirkung des Toxins steht der rasche Anstieg der GOT-Aktivität im Blutserum in Zusammenhang, ebenso wie die Veränderungen des weißen Blutbildes (Leukozytose bereits 30 Minuten nach peroraler Aufnahme, bei höheren Dosen mit vorhergehender Leukopenie, später deutliche Linksverschiebung), Katecholamin- und Glukoseanstieg, Erhöhung von Rest-N, Plasmafibrinogen und anorganischem Phosphor, Abfall von Serumprotein, Calcium und Chlor sowie schließlich Verminderung der Thrombozytenzahl und des Serotonins.

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Staphylokokken
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Staphylokokken Trauben bildende kugelformige Bakterien Gattung der Familie Staphylococcaceae Sprache Beobachten Bearbeiten Staphylokokken eingedeutschter Plural aus dem latinisierten Singular Staphylococcus eine von Alexander Ogston in Anlehnung an die von Billroth 1874 gepragte Bezeichnung Streptokokken eingefuhrte Benennung 1 die sich aus den beiden altgriechischen Bestandteilen stafylh staphyle Traube Weintraube und kokkos kokkos Kern Korn Beere zusammensetzt 2 sind rundliche weintraubenahnlich angeordnete nicht sporenbildende grampositive Bakterien ohne aktive Bewegung aus der Gruppe der Kokken StaphylokokkenStaphylococcus aureusSystematikDomane Bakterien Bacteria Abteilung FirmicutesKlasse BacilliOrdnung BacillalesFamilie StaphylococcaceaeGattung StaphylokokkenWissenschaftlicher NameStaphylococcusRosenbach 1884 Inhaltsverzeichnis 1 Merkmale 2 Vorkommen 3 Systematik 3 1 Aussere Systematik 3 2 Innere Systematik 4 Einteilung medizinische Bedeutung 4 1 Koagulasepositive Staphylokokken 4 2 Koagulasenegative Staphylokokken 4 3 Wirkungscharakter 4 4 Symptome 5 Spezies Arten und Subspezies Unterarten der Gattung Staphylococcus 6 Literatur 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseMerkmale BearbeitenKugelformige Zellen Durchmesser 0 5 1 5 µm einzeln in Paaren oder in unregelmassigen weintraubenahnlichen Haufen angeordnet grampositiv nicht motil keine aktive Bewegung fakultativ anaerob chemoorganotroph Energiestoffwechsel oxidativ und fermentativ meistens Katalase positiv und Oxidase negativ Temperaturoptimum des Wachstums und der Vermehrung 30 37 C 3 Viele Arten weisen einen hohen bis uberwiegenden Anteil von verzweigten Fettsaureketten in ihren Membranlipiden auf 4 Vorkommen BearbeitenSie besiedeln als Kommensalen und Krankheitserreger Pathogene die Haut und Schleimhaute von Menschen und warmblutigen Wirbeltieren und kommen auch in der Umwelt Gewasser Luft Lebensmittel vor Systematik BearbeitenDie Einteilung der Gattung Staphylococcus und ihrer Vertreter erfolgt nach der in der Biologie ublichen Taxonomie Da zahlreiche Vertreter aber von medizinischer Bedeutung sind hat sich in diesem Bereich die Einteilung nach der Koagulase Reaktion bewahrt Aussere Systematik Bearbeiten Die Gattung Staphylococcus wurde fruher zur Familie der Micrococcaceae gerechnet In der 2 Edition des Bergey s Manual of Systematic Bacteriology wurde 2001 vorgeschlagen sie in eine neue Familie der Staphylococcaceae einzuordnen 5 die fakultativ anaerob Ausnahme Staphylococcus aureus subsp anaerobius eine an Schafe angepasste schafadaptierte obligat anaerobe Subspezies wachsen Dieser Vorschlag wurde 2010 mit der Validierungsliste Nr 132 im International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology angenommen 6 Innere Systematik Bearbeiten In der Gattung Staphylococcus sind fast 50 Arten enthalten Zahlreiche Arten werden noch in Unterarten aufgeteilt Eine aktuelle Zusammenstellung der gemass dem Bacteriological Code englisch fur Bakteriologischer Code anerkannten Arten und Unterarten findet sich in der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature LPSN 7 Eine darauf basierende Aufstellung ist im Abschnitt Spezies Arten und Subspezies Unterarten wiedergegeben Einteilung medizinische Bedeutung BearbeitenIn der Medizin erfolgt eine Einteilung der Staphylokokken nach der Koagulase Reaktion in koagulasepositive in der Humanmedizin meist mit Staphylococcus aureus gleichgesetzt und koagulasenegative Staphylokokken Insbesondere multiresistente Stamme MRSA sind wegen der schlechten Therapierbarkeit mit Antibiotika ein Problem Koagulasepositive Staphylokokken Bearbeiten Die Staphylokokken Spezies mit der hochsten pathogenen Potenz sowie generell einer der bedeutendsten Krankheitserreger beim Menschen ist die koagulasepositive Spezies Staphylococcus aureus vollstandig Staphylococcus aureus subsp aureus Bisher ausschliesslich bei Tieren bzw nur sehr selten im Zusammenhang mit Infektionen beim Menschen nachgewiesen Staphylococcus agnetis koagulasevariabel Staphylococcus aureus subsp anaerobius Staphylococcus delphini Staphylococcus hyicus koagulasevariabel Staphylococcus intermedius selten insbes nach Hundebissen auch bei menschlichen Wundinfektionen Staphylococcus lutrae Staphylococcus pseudintermedius 8 Staphylococcus schleiferi subsp coagulansKoagulasenegative Staphylokokken Bearbeiten Die koagulasenegativen Staphylokokken sind in der Regel Besiedler der Haut und Schleimhaute ohne Krankheitsbedeutung Sie besitzen jedoch medizinische Bedeutung bei immunsupprimierten Patienten also solchen bei denen mit Medikamenten die Abwehrfunktion des Immunsystems herabgesetzt worden ist wie z B nach einer Transplantation oder aber bei denen eine Krankheit das Immunsystem geschwacht hat und im Zusammenhang mit sogenannten Polymer assoziierten Infektionen das heisst einer Besiedlung von Kunststoffoberflachen zum Beispiel Katheter kunstliche Herzklappen kunstliche Gelenke siehe Biofilm Hiervon konnen beim Menschen insbesondere folgende Spezies in Erscheinung treten Staphylococcus epidermidis Staphylococcus haemolyticus Staphylococcus lugdunensis Staphylococcus saprophyticus subsp saprophyticus Letztere ist eine weitere koagulasenegative Spezies die allerdings mit einem spezifischen Krankheitsbild verbunden assoziiert ist Dieser Erreger kann fur das Dysurie Syndrom bei jungeren Frauen sowie auch fur unspezifische Harnrohrenentzundungen Urethritiden bei Mannern verantwortlich sein Wirkungscharakter Bearbeiten Vergiftung hervorgerufen durch Enterotoxine die vom Erreger als Metaboliten in das umgebende Substrat ausgeschieden werden Die Toxine sind eiweissartiger Struktur mit molaren Massen von 20 000 40 000 g mol 1 Das Enterotoxin B zum Beispiel besteht aus einer einzelnen Polypeptidkette in der 239 Aminosaurereste aneinandergereiht sind Die Toxine lassen sich durch ihr immunbiologisches Verhalten gegeneinander abgrenzen Das Enterotoxin A verursacht in Dosen von nur 1 µg beim Erwachsenen Erbrechen das Enterotoxin B nach 20 bis 25 ng Erste Symptome zeigen sich durchschnittlich zwei bis vier Stunden nach Aufnahme einer entsprechenden Toxin Menge mit dem Lebensmittel wobei die Variationsbreite zwischen einer halben und sieben Stunden liegt Der primare Angriffspunkt fur die emetische Wirkung liegt in den Bauchorganen uber den Vagus und sympathische Fasern erreicht es das Brechzentrum Andere Angriffspunkte fur das Toxin sind Nieren Leber Lunge Gastrointestinaltrakt verschiedene Gewebe und einzelne Zellen 9 Symptome Bearbeiten Zunachst Salivation dann Ubelkeit Wurgen Erbrechen und Durchfall Erbrechen und Durchfall konnen gleichzeitig explosionsartig erfolgen In schweren Fallen kann es zu Exsikkose Schockzustanden zum Auftreten von Schleim und Blut in Stuhl und Erbrochenem und hypokaliamischen Muskellahmungen kommen Die Korpertemperatur ist in der Regel nicht erhoht vielfach werden subnormale Temperaturen gemessen Die Restitution kann innerhalb 24 Stunden eintreten oder auch einige Tage in Anspruch nehmen Nur selten kommt es zum Exitus hier meistens bei Neugeborenen Mit der gewebeschadigenden Wirkung des Toxins steht der rasche Anstieg der GOT Aktivitat im Blutserum in Zusammenhang ebenso wie die Veranderungen des weissen Blutbildes Leukozytose bereits 30 Minuten nach peroraler Aufnahme bei hoheren Dosen mit vorhergehender Leukopenie spater deutliche Linksverschiebung Katecholamin und Glukoseanstieg Erhohung von Rest N Plasmafibrinogen und anorganischem Phosphor Abfall von Serumprotein Calcium und Chlor sowie schliesslich Verminderung der Thrombozytenzahl und des Serotonins 9 Spezies Arten und Subspezies Unterarten der Gattung Staphylococcus BearbeitenS agnetis Taponen et al 2012 S arlettae Schleifer et al 1985 S aureus Rosenbach 1884 S aureus subsp anaerobius De La Fuente et al 1985 S aureus subsp aureus Rosenbach 1884 S auricularis Kloos and Schleifer 1983 S capitis Kloos amp Schleifer 1975 S capitis subsp capitis Kloos and Schleifer 1975 S capitis subsp urealyticus corrig Bannerman and Kloos 1991 S caprae Devriese et al 1983 emend Kawamura et al 1998 S carnosus Schleifer and Fischer 1982 S carnosus subsp carnosus Schleifer and Fischer 1982 S carnosus subsp utilis Probst et al 1998 S chromogenes Devriese et al 1978 Hajek et al 1987 S cohnii Schleifer and Kloos 1975 S cohnii subsp cohnii Schleifer and Kloos 1975 S cohnii subsp urealyticus corrig Kloos and Wolfshohl 1991 S condimenti Probst et al 1998 S delphini Varaldo et al 1988 S devriesei Supre et al 2010 S epidermidis Winslow and Winslow 1908 Evans 1916 S equorum Schleifer et al 1985 S equorum subsp equorum Schleifer et al 1985 S equorum subsp linens Place et al 2003 S felis Igimi et al 1989 S fleurettii Vernozy Rozand et al 2000 S gallinarum Devriese et al 1983 S haemolyticus Schleifer amp Kloos 1975 S hominis Kloos amp Schleifer 1975 S hominis subsp hominis Kloos amp Schleifer 1975 S hominis subsp novobiosepticus Kloos et al 1998 S hyicus Sompolinsky 1953 Devriese et al 1978 S intermedius Hajek 1976 S kloosii Schleifer 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