- EHEC: Der Durchfall kann blutig (hämorrhagisch) se - Manfred Rohde, Helmholtz-Zentrum (HZI
Durchfall im Urlaub ist ein Reinfall, doch gerade im Urlaub begegnen in unserer gesunden Darmflora den Enterobakterien namens E. coli oft wildfremde Enterobakterien namens E. coli aus dem Reiseland: Während die Darmbakterien unserer gesunden deutschen Darmflora mit uns im Urlaub sind und uns mit wichtigen urdeutschen Stoffwechselprodukten versorgen, führen bei Reisen in fremde Länder wildfremde enterotoxische Escherichia coli (ETEC) im Darm zur Reisediarrhoe oder Reisedurchfall – zum Reisereinfall namens "Montezumas Rache". Bricht ein EHEC-Ausbruchsstamm wie HUSEC041 (O104:H4) in Deutschland aus und geht auf die Reise, trifft unsere nützliche einheimische Darmflora wiederum auf wildfremde enterohämorrhagische Escherichia coli-Bakterien (EHEC). Obwohl unsere harmlosen deutschen Darmbakterien mit uns gar nicht im Urlaub sind, führen die durchreisenden EHECs zum Durchfall (Diarrhoe). Egal ob enterotoxinbildend oder enterohämorrhagisch, beides ist für die Oberflächenzellen unseres Darms durchaus tragisch.
Menschen, EHECs und ETECs machen gerne Urlaub auf dem Bauernhof
Wie Menschen machen auch EHECs und ETECs gerne Urlaub auf dem Bauernhof: Während Menschen aber meist gemütlich im Bett übernachten, machen es sich EHECs und ETECs als Dauercamper in der Darmflora von Hunden, Katzen, Schweinen und Rindern gemütlich. Besonders Wiederkäuer wie Kühe gelten in der ganzen Welt als Hauptreservoir für krankheitserregende STEC oder VTEC, wobei EHECs eine Bakterien-Untergruppe der STEC sind (STEC: Shiga Toxin-bildende E. coli; VTEC: Verotoxin-bildende E. coli). Auch Kälber können einen blutigen (hämorrhagischen) Durchfall bekommen, viele ausgewachsene Kühe sind dagegen ständig mit STEC infiziert, sie erkranken aber normalerweise nicht: Einige wissenschaftliche Studien zeigen, dass etwa 5 bis 20 Prozent aller Rinder krankheitserregende STEC als Dauerdarmcamper mit sich herumtragen – als Dauerausscheider scheiden die Kühe dann andauernd ihre Dauerdarmcamper aus. Während in Deutschland bisher jährlich etwa 1.000 gemeldete EHEC-Fälle auftraten, treten nach Schätzungen pro Jahr weltweit über eine halbe Milliarde ETEC-Fälle auf, mit über 300.000 Todesfällen bei Kindern unter fünf Jahren. Geht ein Dauerdarmcamper wie der EHEC-Bakterienstamm HUSEC041 (O104:H4) durch mangelnde Hygiene in der Lebensmittelkette auf Reisen, landet er als EHEC-Ausbruchsstamm bei uns frisch auf den Tisch – besonders wenn Lebensmittel wie Gemüse, Gurken und Salat roh verzehrt werden, entern die EHEC-Enterobakterien unsere Darmzellen.
EHECs entern unseren Darm und verursachen Verletzungen
Wie bei der Shigella-Bakterienruhr genügen schon etwa 10 bis 100 EHEC-Keime um unsere Darmschleimhaut in helle EHEC-Aufruhr zu versetzen. Die EHECs besiedeln bei einer Infektion die Oberfläche der Darmschleimhaut, gegenüber unseren gutartigen Darm-Bakterien fügen die bösartigen EHECs den Darmzellen aber böse Verletzungen zu – so genannte AE-Läsionen (vom englischen "attaching and effacing": Dabei heften sich die EHECs dicht an das Darmepithel (attaching) und zerstören so lokal die Mikrovillis des Bürstensaums der Darmzellen (effacing). Gegenüber unserer normalen Darmflora verwenden EHEC-Erreger dabei total unsportliche und wildfremde Bakterien-Tricks – EHECs gehen Surfen: Dabei bauen sich EHECs ein Surfbrett-Podest aus dem Stützskelett ihrer Wirtszellen.
EHECs entern unseren Darm und bauen sich ein Darmzell-Surfbrett
Zum Bau des Darmzell-Surfbretts injizieren die EHECs pathogene Proteine durch die Wände der Darmzellen in das Zelleinnere der Enterozyten: Frau Prof. Dr. Theresia Stradal vom Institut für Molekulare Zellbiologie in Münster erforscht EHECs & Co und erklärte: "Grundvoraussetzung für diesen Signalweg ist ein spezielles Sekretionssystem – eine Art molekulare Spritze, durch die die Bakterien ganze Proteine in die Wirtszelle einschleusen". Die Darmwirtszelle baut dann dem Bakterium das Darmzell-Surfbrett aus dem bakteriellen Intimin-Rezeptor "Tir" und dem Stützskelett der Darmzelle: Die EHECs legen sich gemütlich auf ihr bakterielles Surfbrett und surfen an ihren verduzten deutschen Darmflora-Kollegen vorbei. Doch nicht nur der Surfspaß der EHECs hat bittere und blutige Konsequenzen für den armen Patienten – denn zusätzlich produzieren EHEC und ETEC auch noch potente Zellgifte.
EHEC und ETEC produzieren Toxine und sind bakterielle Giftzwerge
Shiga Toxin-bildende E. coli (STEC) wurden nach dem japanischen Bakteriologen Kiyoshi Shiga benannt, EHECs bilden als so genannte Virulenzfaktoren neben hitzeinstabilen Shiga Toxinen (Stx1 und Stx2) noch Hämolysine: Shiga Toxine sind an der Entstehung des hämolytisch-urämischen Syndroms (HUS) beteiligt, Shiga Toxine binden an Rezeptoren von so genannten tubulären und glomerulären Nierenzellen, sie schädigen so die Niere und das Darmepithel. Hämolysine machen dagegen als bakterielle Exotoxine Löcher in ihre Zielzellen. Enterotoxische Escherichia coli (ETEC) rächen sich als "Montezumas Rache" bei uns Menschen dagegen mit zwei verschiedenen hitzestabilen und hitzelabilen Enterotoxinen.
ETEC-Symptome sind Bauchschmerzen und wässriger Durchfall
Nach der Falldefinition des Robert Koch-Instituts (RKI) beträgt die Inkubationszeit für eine ETEC-Darmentzündung (ETEC-Enteritis) zwischen 9 und 72 Stunden: Nach Angaben des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) sind ETECs die hauptsächlichen Durchfallerreger (bis zu 70 Prozent) für "Montezumas Rache" bei Reisezielen in Afrika, Asien und Lateinamerika. Nach RKI sind die ETEC-Symptome wässriger Durchfall und krampfartige Bauchschmerzen.
EHEC-Symptome sind Bauchschmerzen, Erbrechen, Übelkeit und blutiger (hämorrhagischer) Durchfall
Nach der Falldefinition des Robert Koch-Instituts (RKI) beträgt die Inkubationszeit für eine normale STEC-Erkrankung mit enterohämorrhagischen E. coli (EHEC) etwa 2 bis 10 Tage: Eine akute EHEC-Erkrankung ist nach RKI mindestens mit einem der folgenden Symptomen definiert: Krampfartige Bauchschmerzen, Durchfall und Erbrechen. Nach dem RKI tritt bei etwa 10 bis 20 Prozent der Patienten Blut im Durchfall auf: Blutungen werden im medizinischen Fachjargon auch Hämorrhagie genannt – der Durchfall ist dann hämorrhagisch. Als Frequenz des Durchfalls für den EHEC-Ausbruchsstamm HUSEC041 (O104:H4) gibt die "S1-Leitlinie EHEC / HUS" der (DEGAM) vom 31. Mai 2011 mindestens drei Durchfälle pro Tag an. Dagegen heißt es in der aktualisierten Falldefinition des RKIs vom 31. Mai 2011 das "Frequenzkriterium für Durchfall (= 3 ungeformte Stühle in 24 Stunden) muss dabei nicht erfüllt sein." Fieber ist als Krankheitssymptom kaum zu beobachten, dagegen ist Fieber ein Diagnosemerkmal einer Virus-Erkrankung wie Grippe oder Schweinegrippe.
Weitere Informationen & Literatur
Über die wissenschaftliche Arbeit von Frau Prof. Dr. Theresia Stradal und Ihre Mitarbeiter am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) informiert Sie – Stefanie M. Weiss et al. (2009): IRSp53 Links the Enterohemorrhagic E. coli Effectors Tir and EspFU for Actin Pedestal Formation. Cell Host Microbe. 2009 Mar 19; 5 (3): Seite 244 bis 258 (doi:10.1016/j.chom.2009.02.003).
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Dr. Gerald Albach - Schreiben macht Spaß: mit Licht und mit Worten! Damit ich weiß, worüber ich schreibe, habe ich als Diplom-Biologe in der ...
