Endotoxine und Pyrogene. Michael Rieth

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СКАЧАТЬ href="#ulink_32a81226-b615-581d-b33b-845437121a6f">Tab. 1.1 Fieber und Hypothermie beim Menschen.

Hypothermie	Hypothalamus	Fieber
	↓
Istwert < 35 °C	Sollwert: um 37 °C	Erhöhung des Sollwerts auf 38 °C
WärmeabgabeSchwitzen, starke Durchblutung der Haut	——	WärmeproduktionZittern, “Gänsehaut“, Verengung der peripheren Gefäße

1.2 Fieber

Die normale und auch ideale Körpertemperatur des Menschen, die Basaltemperatur, liegt zwischen 36,0 und 37,2 °C. Der menschliche Körper reagiert auf Infektionen mit Fieber, d. h. mit einer Erhöhung der Körperkerntemperatur. Sie entsteht durch die Sollwertänderung der Temperatur im Wärmeregulationszentrum der Regio praeoptica des Hypothalamus. Der Hypothalamus ist Teil des Zwischenhirns. Zu den Symptomen des Fiebers gehören – neben der Erhöhung der Körpertemperatur – weitere physiologische Reaktionen wie Komplementaktivierung, hypotoner Schock, Verbrauchskoagulopathie und Induktion von Entzündungsfaktoren. Diese Symptome treten bei Endotoxindosen im Nanogrammbereich auf; auf Dosierungen im Mikrogrammbereich folgt der septische Schock. Die Bundesärztekammer definiert Fieber ab einer Temperatur von 38,5 °C. Bei einer Körpertemperatur < 35 °C liegt Hypothermie (Unterkühlung) vor. Der Betroffene beginnt zu zittern, hat eine kalte Haut sowie Schmerzen (siehe Tab. 1.1).

1.3 Pyrogene

In der Tab. 1.2 sind die bekannten fiebererzeugenden Agenzien (endogene und exogene Pyrogene) zusammengefasst.

1.4 Endotoxine, Exotoxine und Enterotoxine

Endotoxine oder LPS sind Bestandteile der äußeren Membran der gramnegativen Bakterienzellen. Ihre Eigenschaften werden in Tab. 1.3 denen der Exotoxine gegenübergestellt.

      Enterotoxine sind Exotoxine, die ihre schädigende Wirkung im Verdauungssystem entfalten. Enterotoxine werden z. B. von Staphylococcus aureus, E. coli, Shigellaarten, Pseudomonas aeruginosa, Clostridiumarten, Bacillus cereus, Yersinia enterocolitica, und Vibrio cholerae gebildet. Hier finden sich sowohl grampositive als auch gramnegative Bakterien.

Tab. 1.2 Herkunft und Natur der Pyrogene.

Endogene Pyrogene	Hormone	Steroide Prostaglandine
	Cytokine	InterferoneInterleukineTNF alphaColony Stimulating Factor (CSF)Wachstumsfaktoren
Exogene Pyrogene	Herkunft Mikrobiell	Organismen	Gram(−)-BakterienGram(+)-BakterienPilzeVirenPlasmodien
		Moleküle	Endotoxin (LPS)Lipid ALTAPeptidoglykaneNucleinsäurenTuberkulinFlagellineExotoxine von Streptokokken und StaphylokokkenPorinePhosphoinositoleGlucaneMannoproteine
	Herkunft Nichtmikrobiell	Antigene	Serumalbumin, humanγ-Globulin, bovin Polynucleotide Steroide Gallensalze Lithocholinsäure Colchicin Bleomycin
		Abiotisch	(Nano-)Partikel, z. B. Kunststoff, Gummi, Staub

Exotoxine sind toxische Proteine, die von Bakterien synthetisiert und in die Umgebung ausgeschieden werden. Auch in Abwesenheit der Bakterien können diese Proteine schädigend auf Mensch und Tier einwirken. Die Proteine werden durch Futter oder Lebensmittel aufgenommen, beispielsweise Botulinustoxin von Clostridium botulinum. Ein anderer Weg ist die Aufnahme von Bakterien, die dann im Körper (Magen, Darm) ihre Exotoxine freisetzen. Dies ist z. B. bei Cholera der Fall: Vibrio cholerae lebt im Wasser und kann über Trinkwasser oder rohe Fische und Meeresfrüchte aufgenommen werden. Die Choleratoxine ctxA und ctxB und der toxinkoregulierte Pilus werden im Dünndarm freigesetzt und aktivieren das Enzym Adenylatcyclase an den Membranen der Dünndarmschleimhaut. Dadurch steigt die Konzentration von cAMP an, wodurch eine erhöhte Sekretion von Chloridionen bei gleichzeitiger Inhibition der NaCl-Resorption und verstärkter Wasserabgabe erfolgt. Folgen sind starke wässrige Durchfälle („Reiswasserstuhl“). Damit sind die Exotoxine dieses Bakteriums auch Enterotoxine [22].

Exotoxine werden in drei Gruppen eingeteilt [23] (siehe Tab. 1.4):

       Superantigene aktivieren die Interaktion des MHC-Komplexes mit dem T-Zell-Rezeptor.

       Porenbildner permeabilisieren die Cytoplasmamembranen.

       AB-Toxine wirken als Enzyme im Cytosol von Mensch- und Säugetierzellen.

      Zu den Superantigenen gehören das toxische Schocksyndrom – Toxin 1 (Staphylococcus aureus), Enterotoxin B (Staphylokokken) und die pyrogenen Exotoxine aus Streptococcus pyogenes (hier ist der interessante Fall, dass ein Exotoxin aus einem grampositiven Bakterium fiebererzeugend wirkt).

      Die Porenbildner binden an die Säugetierzellen und bilden Transmembranporen. Zu den Porenbildnern gehören z. B. Hämolysin aus Bacillus cereus, EHEC-Hämolysin aus enterohämorrhagischen E. coli-Zellen, Enterotoxin aus Clostridium perfringens, Aerolysin aus Aeromonas spp., cytotoxi-assoziiertes Gen A (CagA) aus Helicobacter pylori.

Tab. 1.3 Gegenüberstellung der Eigenschaften von Endotoxinen und Exotoxinen.

Charakteristikum	Endotoxin	Exotoxin
Chemische Natur	LPS	Proteine
Teil der äußeren Membran gramnegativer Bakterien	Ja	Nein
Meist von grampositiven Bakterien	Nein	Ja
Gewöhnlich extrazellulär	Nein	Ja
Phagen- oder plasmidcodiert	Nein	Viele
Antigene Wirkung	Schwach	Ja
Umwandlung zum Toxoid	Nein СКАЧАТЬ В начало < 3 4 5 6 7 8 9 10 > В конец