Salmonella

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Reich	Procaryotae
Familie	Enterobacteria
Form	Stäbchen
Begeißelung	peritrich
Gramfärbung	negativ
Kennzeichen	fakultativ anaerob Oxidase-negative fermentativ
Vorkommen	enterisch (Darm)
Meldepflicht	Namentlich zu melden ist nach § 6 des Infektionsschutzgesetzes der Verdacht auf und die Erkrankung, wenn:
Meldepflicht	1. eine Person betroffen ist, die eine Tätigkeit im Sinne des § 42 Abs. 1 (Personal beim Umgang mit Lebensmitteln) ausübt, 2. zwei oder mehr gleichartige Erkrankungen auftreten, bei denen ein epidemischer Zusammenhang wahrscheinlich ist oder vermutet wird. Außerdem ist nach § 7 des selben Gesetzes der Nachweis des Erregers namentlich zu melden.
Gemeldete Fälle im Jahr 1998 laut Stat. BA

Allgemeines
Die Salmonellen wurden nach dem amerikanischen Bakteriologen Daniel E. Salmon (1850-1914) benannt, der 1885 den ersten Stamm beschrieben hat. Heute sind 2213 Arten bekannt, die durch Antigene differenziert werden können. Ca. 120 Arten sind in der Lage, den Menschen zu infizieren, eine sogenannte Salmonellose zu verursachen. Die beim Menschen am häufigsten auftretenden Arten sind Salmonellosis enteritidis und Salmonellosis typhimurium. Letztere sind jedoch leider gegen manche Antibiotika resistent und haben sich tw. als großes Gesundheitsproblem erwiesen. Die wichtigste Infektionsquelle sind infizierte, v.a. eiweißreiche Lebensmittel wie Fleisch, Eier und Milch. Eine Infektion erfolgt jedoch erst bei Vorhandensein einer sehr hohen Keimzahl von ca. einer Million bis einer Milliarden Keimen. So ist eine direkte Ansteckung von Mensch zu Mensch außerordentlich selten.
	Aufgrund des Nachweises von Salmonellen im Jahr 1994 beanstandete Lebensmittel Prozentuale Verteilung (Verbraucherdienst, 1996)

Enterobacteriaceae

Typisch für die Salmonellen als gram-negative, fakultativ anaerobe Stäbchen ist, dass sie unter Sauerstoffabschluß die Energie zum Wachstum aus der Gärung unter Ausscheidung von verschiedenen organischen Säuren gewinnen. Die Ameisensäure (HCO₂H) ist dabei das charakteristischste Produkt. Zu dieser Gruppe von Bakterien gehören neben den Salmonella unter anderem auch Escherichia coli, Enterobacter, Klebsiella und Shigella, es handelt sich also um typische Darmbewohner, was der Gruppe auch den Namen Enterobacteriaceae eingebracht hat.

Zu E. coli hat Salmonella z.B. mit 50% identischer DNA eine recht große Ähnlichkeit. Von den anderen Enterobakterien wird die Gattung durch Merkmale wie z.B. Beweglichkeit, Lactosevergärung, H₂-, Acetoin-, Indolbildung, Proteolyse und Harnstoffverwertung unterschieden.

Immunologisch können die Salmonellen anhand von 3 Antigenen der Zelloberfläche charakterisiert werden und so auch verschiedene Stämme unterschieden werden. Bei den Antigenen handelt es sich um

O = Zellwand-Antigen (somatisch)
H = Flagellar-Antigen
Vi = äußere Polysaccharid-Schicht-Antigen

Pathogenität

Die häufigsten Krankheiten sind Gastroenteritis und Typhus. Mit Einführung der Pasteurisation und der stark verbesserten Wasserhygiene wurden diese jedoch stark zurückgedrängt. In den Kriegen am Anfang des letzten Jahrhunderts noch starben mehr Soldaten an solchen Krankheiten als auf dem Schlachtfeld, Epidemien waren keine Seltenheit.

Schuld an der stark pathogenen Wirkung der Salmonellen ist die Lipopolysaccharid-Schicht (LPS). Man hat drei unterschiedliche Abschnitte feststellen können:

Lipid A: bestehend aus Glucosamindisaccharid, dessen Hydroxygruppen mit C₁₂- C₁₄ und C₁₆-Fettsäuren verestert sind, welche die hydrophoben Eigenschaften bestimmen.
Kernzone: Nach außen auf das Lipid A folgt die R-Kernzone, ein aus 2-Keto-3-desoxy-octonsäure (KDO) bestehendes Trisaccharid, das auch mit Phosphoethanolamin verknüpft ist, dann zwei Heptose-Moleküle und die äußere Kernzone aus einer verzweigten Kette von Glucose, Galactose und N-Acetylglucosamin.
O-spezifische Seitenkette: Diese schließen sich an die Kernzone an und bestehen aus langen Ketten sich wiederholender Oligosaccharide (Galactose, Mannose, Rhamnose, Abequose, Fucose, Colitose und andere Zucker in von Stamm zu Stamm unterschiedlicher Zusammensetzung). Die C1-Enden der Zucker weisen nach innen und bilden die stammspezifische Heteropolysaccharidkette und damit die O-Antigene. Hier setzen die immunochemischen Identifikationsmethoden an, wie auch die Antikörper-Abwehr des Immunsystems.

Die Polysaccharidketten bescheren den Bakterien offenbar einen Selektionsvorteil, da sie die Bakterien im tierischen Wirt gegenüber Phagocytose von Leukocyten resistent machen. Erst eine Antikörperbildung des Wirtes und die damit verbundene Bindung dieser Antikörper an die Polysaccharide macht die Bakterien angreifbar. Da sich diese Ketten ständig verändern (O-Antigen-Mutation, siehe O-spezifische Seitenkette), ist eine Immunisierung nahezu unmöglich, da die Antikörper sehr spezifisch auf eine Variante angepasst sind, für jede Mutante also neu gebildet werden müssen. Die Vergiftungserscheinung, eine Gastroenteritis (Nahrungsmittelvergiftung) läßt sich auf freigesetzte LPS zurückführen, die die Schleimhäute reizen, jedoch nicht in das Blutsystem gelangen.

Probleme mit/durch Salmonellen
Die durch Salmonellen hervorgerufenen Krankheiten sind momentan recht gut unter Kontrolle. Zur weltweiten Überwachung, Fortbildung und Koordination der Forschung hat die WHO (World Health Organisation) ein Programm namens Global Salm-Surv (GSS) ins Leben gerufen. Zwei Punkte machen den Wissenschaftler und Politikern jedoch große Sorgen:
	1. Um die Erträge zu steigern werden in der Geflügelzucht geringe Mengen Antibiotika zugefüttert. Dadurch entstehen Stämme mit Antibiotika-Resistenzen, sogenannte "multi-drug resistant strains". Die Resistenz rührt von konjugativen Plasmiden oder Transposons her. Die Resistenz-Gene werden schnell zw. verschiedenen Arten und sogar Gattungen transferiert. Haben die Bakterien erst einmal die Resistenz erlangt, dauert es längere Zeit, bis sie diese verlieren, selbst wenn sie nicht mehr den Antibiotika ausgesetzt sind. Da manche der Stämme auch den Menschen infizieren können, wird die Möglichkeit der Bekämpfung einer Infektion stark eingeschränkt.
Mitglieder der GSS
2. Salmonellen lassen sich als Biowaffen einsetzen. So wurde 1984 in The Dalles (Oregon, USA) Salat für Restaurant von einer religiös-extremistischen Gruppe verseucht. Das Resultat waren 751 Fälle einer Salmonellen-Vergiftung p.a. in einem Gebiet, in dem sonst nicht mehr als 10 Fälle p.a. auftreten. Durch die vergleichsweise leichte Handhabung und die gute Verfügbarkeit sind solche Biowaffen v.a. in der heutigen Zeit ein nicht zu vernachlässigender Faktor (die Anthrax-Hysterie ist jedem von uns noch lebhaft im Gedächtnis).

Anwendungen von Salmonellen

Im sogenannten Ames-Test wird anhand von Salmonellen die Mutagenität neuer Verbindungen ermittelt. Durch das fehlen von Reperatur-Systemen zur Behebung von DNA-Schäden reagieren die Bakterien hypersensitiv auf mutagene Wirkungen. Der Test hat die Zahl von Tierversuchen auf diesem Sektor drastisch vermindert und wird mitterweile weltweit standardmäßig eingesetzt.

Quellen - online

http://www.geocities.com/avinash_abhyankar/biocharacters.htm

http://www2.mf.uni-lj.si/~mil/bakt2/bakt2.htm

http://www.who.int/salmsurv

http://www.verbraucherministerium.de/forschungsreport/rep2-00/backwaren.htm

http://www.foodandhealthnetwork.com/predictive.html

http://www.m-ww.de/krankheiten/infektionskrankheiten/salmonell-enteritis.html

http://www.bioan.dk/Projekter/salmonella.htm

http://depts.washington.edu/kthlab/

Quellen - offline

1) Cover von "Molecular Microbiology" Vol. 37, No. 5 (September 2000)

Schlegel: "Allgemeine Mikrobiologie", 7. Auflage (Thieme Verlag)

Brock: "Biology of Microorganisms", 9th edition (Prentice Hall)

Genom von S. typhimurium

http://www.genome.wustl.edu/projects/bacterial/styphimurium/stm.gif

Sönke von den Berg , September 2003

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