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chemie artikel (Interpretation und charakterisierung)

Bedeutung der bakterien


1. Atom
2. Erdöl



Bakterien lassen sich hinsichtlich ihrer Lebensweise in zwei Hauptgruppen unterscheiden: Saprophyten, die auf totem tierischen oder pflanzlichen Material leben, und Symbionten, die lebende Organismen besiedeln. Saprophyten sind für die Zersetzung toter Tiere und Pflanzen wesentlich und führen damit dem Boden wieder Nährstoffe zu. Symbiontische Bakterien kommen in vielen menschlichen Gewebearten vor, z. B. im gesamten Verdauungstrakt und in der Haut. Dort sind sie für einige physiologische Prozesse unerlässlich. Eine solche Beziehung wird als mutualistisch bezeichnet, d. h. sie beruht auf Gegenseitigkeit. Andere Symbionten versorgen sich bei ihren lebenden Wirten mit Nährstoffen, ohne ernsten Schaden anzurichten. Diese Form des Zusammenlebens wird Kommensalismus genannt. Eine dritte Art, die Parasiten, können die Pflanzen oder Tiere, die sie besiedeln, zerstören.

Bakterien verursachen das Verderben von Fleisch, Wein, Gemüse, Milch und Milchprodukten. Sie verändern die Zusammensetzung solcher Lebensmittel, so dass diese ungenießbar werden. Bakterienwachstum in Nahrungsmitteln kann auch zu Lebensmittelvergiftung führen. Andererseits sind Bakterien in manchen Industriezweigen von großer Bedeutung. Die Fähigkeit einiger Arten zur Fermentation wird für die Herstellung von Käse, Joghurt, Sauerkraut und anderem sauer eingelegtem Gemüse genutzt. Bakterien sind auch für die Produktion von gegerbtem Leder, Tabak, Silofutter, Textilien, Pharmazeutika, verschiedenen Enzymen, Polysacchariden und Waschmitteln von Bedeutung.

Bakterien befinden sich in nahezu jeder Umgebung und tragen dort zu den unterschiedlichsten biologischen Abläufen bei. Beispielsweise können sie Licht erzeugen, wie bei der Chemolumineszenz toter Fische (siehe Biolumineszenz). Sie sind auch in der Lage, ausreichende Temperaturen für eine spontane Entzündung in Heuschobern oder Hopfenspeichern zu verursachen. Durch die Zersetzung von Cellulose bilden einige anaerobe Bakterien in Stillgewässern Sumpfgas. Andere tragen durch Oxidierungsprozesse zur Bildung von eisen- und manganhaltigem Sumpferz und Ockerablagerungen bei.

Bakterien haben immensen Einfluss auf Art und Zusammensetzung des Bodens. Mit ihrer Hilfe werden organische pflanzliche und tierische Überreste sowie anorganische Gesteinspartikel vollständig zersetzt. Dadurch werden ungeheure Mengen an Pflanzennährstoffen gewonnen. Außerdem reichern Hülsenfrüchter mit Hilfe von Rhizobium radicicola und anderen Bakterien den Boden mit Stickstoff an. Diese Bakterien besiedeln die Pflanzenwurzeln und sorgen für das Wachstum stickstoffbindender Knötchen. Es gilt als gesichert, dass die Photosynthese, auf der das Pflanzenleben basiert, ursprünglich von Bakterien entwickelt wurde.

Pathogene Bakterien

Ungefähr 200 Bakterienarten sind pathogen (krankheitserregend) für den Menschen. Die Pathogenität der einzelnen Arten ist sehr unterschiedlich und hängt sowohl von der Virulenz (der schädlichen Aktivität) der einzelnen Art als auch vom Zustand des Wirtsorganismus ab. Zu den virulenteren Bakterien zählen beispielsweise die Erreger von Cholera, Tetanus, Lepra, Pest, Ruhr, Tuberkulose, Syphilis, Typhus, Diphtherie, Brucellose und einigen Formen der Lungenentzündung. Bis zur Entdeckung der Viren hielt man Bakterien für die Erreger aller Infektionskrankheiten.

Die pathogenen Wirkungen von Bakterien auf Körpergewebe lassen sich in vier Klassen einteilen:

(1) Direkte örtliche Wirkung auf das betroffene Gewebe

(2) mechanische Wirkung, beispielsweise wenn eine Vielzahl von Bakterien ein Blutgefäß blockiert und somit einen infektiösen Embolus (Gefäßpfropf) bildet

(3) Wirkungen durch eine Körperreaktion aufgrund der bakteriellen Infektion von Körpergeweben, z. B. Hohlraumbildung in der Lunge bei Tuberkulose

4) Wirkungen bakterieller Toxine: chemischer Stoffe, die für manche Gewebe giftig sind.

Behandlung

Antibiotika (griechisch anti: gegen; biotikos: zum Leben gehörig), von Bakterien, Pilzen, Flechten, Algen und höheren Pflanzen oder anderen Lebewesen produzierte chemische Verbindungen, die zur Abtötung oder Wachstumshemmung infektiöser Organismen angewandt werden.

Alle Antibiotika sind selektiv toxisch (giftig): Sie wirken giftiger auf eindringende Erreger als auf deren Wirt, sei es ein Tier oder ein Mensch. Penicillin ist das bekannteste Antibiotikum. Es wurde zur Bekämpfung vieler Infektionskrankheiten eingesetzt, beispielsweise gegen Syphilis, Gonorrhö, Tetanus und Scharlach. Ein anderes sehr bekanntes Antibiotikum, Streptomycin, wird zur Behandlung der Tuberkulose angewandt. Ursprünglich bezeichnete man nur solche organischen Verbindungen als Antibiotika, die von Bakterien oder Schimmelpilzen gebildet wurden und auf andere Mikroorganismen toxisch wirkten. Heute schließt dieser Begriff auch synthetische und halbsynthetische Stoffe mit ein. Die Bezeichnung Antibiotika bezieht sich vorwiegend auf Substanzen, die antibakteriell wirken, umfasst im weiteren Sinne aber auch Mittel gegen Protozoen, die etwa der Malariabekämpfung dienen, sowie gegen Pilze oder Viren. Spezifisch gegen bestimmte Organismen wirkende antibiotische Substanzen bezeichnet man als Bakterizide oder Bakteriostatika (gegen Bakterien), Fungizide bzw. Antimykotika (gegen Pilze allgemein bzw. gegen krankheitserregende Pilze) oder Virostatika (gegen Viren wirkend), wobei der Ausdruck -statika für wachstumshemmend, die Endung -zide für abtötend steht.



Erkrankungen beim Menschen


Isolierung

Bei Infektionskranken ist vor allem durch Absonderung eine Übertragung auf weitere Menschen zu verhindern. Diese Maßnahmen sind krankheitsspezifisch. So sind zum Beispiel bei Krankheiten die über die Luft übertragen werden besondere Maßnahmen zur Luftfilterung notwendig.
Einige Infektionserkrankungen sind wiederum nicht übertragbar, zb. Wundstarrkrampf.
Einige andere führen bei einer bereits abgeheilten Infektion zu einer lebenslangen Immunität gegenüber des Erregers (Masern, Mumps, Windpocken,..)


Viruserkrankungen


Masern(Morbilli)

Die Masern sind eine sehr ansteckende Viruserkrankung, die vor allem Kinder befällt und eine lebenslange Immunität hinterlässt. Der Masernvirus ist ein RNS Virus aus der Gruppe der Paramyxoviren. Die Übertragung erfolgt durch Tröpfcheninfektion, meistens über die Bindehaut der Augen.

Für junge Säuglinge besteht ein "Nestschutz" aus Antikörpern der Mutter die den Säugling für ungefähr 4 Monate schützen.


Inkubationszeit: 14 Tage
Beginnend mit leichtem Fieber, Schnupfen, leichter Fleckung der Gesichtshaut und der Wangenschleimhaut bilden sich danach so genannte "Koplik'sche Flecken", kleine, kalkspritzerartige Flecken in der Wangenschleimhaut.
Nach vorübergehendem Fieberabfall erneuter Fieberanstieg und Auftreten des Masernexanthems. Dieses beginnt hinter den Ohren und breitet sich im Laufe von wenigen Tagen über Gesicht, Rumpf und Extremitäten aus. Diese sind als rote, scharf begrenzte Flecken zu erkennen die in weiterer Folge bräunlich werden. Weiters tritt ein starker Hustenkatharr auf.

Jedoch tritt bei etwa jedem 15 Patienten eine Komplikation auf.
Diese manifestieren sich meist durch Folgeinfektionen die den Heilungsprozess verzögern.

Therapie: Bettruhe, Fiebermittel, Flüssigkeitszufuhr, eventuell befeuchten der Atemluft.

Prophylaxe: Masernimpfung mit abgeschwächten, vermehrungsfähigen Viren. Geimpfte Personen entwickeln Antikörper die üblicherweise lebenslang erhalten bleiben.

Röteln(Rubeolen)

Der Erreger ist ein RNS Virus aus der Familie der Togaviren.
Die Übertragung erfolgt durch Tröpfcheninfektion oder direkt über die Plazenta.
Etwa 80-90% der Erwachsenen besitzen Antikörper und in etwa der Hälfte der Fälle bemerkt man einen Krankheitsausbruch nicht.
Größeres Risiko besteht bei Frauen im gebärfähigem Alter. Etwa 10-20% sind nicht davon geschützt.


Inkubationszeit: 16 Tage
Symptome: kurzdauernde, uncharakteristische Hustenbeschwerden; Röteln-Ausschlag, der meist weniger auffällig als bei Masern verläuft; Lymphknotenvergrößerungen.

Im Kindesalter eher ungewöhnlich, meist bei Erwachsenen, besonders bei jungen Frauen.
Besondere Gefahr besteht bei der Infektion von Neugeborenen mit dem Virus, der so genannten Röteln- Embryopathie, welche schwere Schäden wie etwa Blindheit, Taubheit und Herzfehler des Embryos mit sich zieht.

Therapie: je nach auftretenden Merkmalen
Prophylaxe: Maser-Mumps-Röteln Impfung ab dem 14 Lebensmonat. Röteln Schutzimpfung für Mädchen zwischen 12 und 14 Jahren. Die Bildung der Antikörper reicht meistens für mehrere Jahrzehnte, in manchen Fällen sogar lebenslang.

Pocken(Variola)

Der klassische Pockenvirus (Variola maior) gehört zur Gruppe der DNS haltigen, quaderförmigen Pox Viren.
Pocken waren seit dem Altertum eine gefürchtete Zivilisationsseuche die noch in der zweiten Hälfte des 20 Jahrhunderts zahlreiche Todesopfer, vor allem in Asien und Afrika forderte.
Seit 1979 gelten die Pocken als Krankheit ausgerottet und es bestehen nur mehr wenige Kulturen zu Forschungszwecken.

Nach der Inkubationszeit von 12 bis 14 Tagen beginnt die Erkrankung mit schwerem Krankheitsgefühl und hohem Fieber. Nach wenigen Tagen kommt es unter Temperaturabfall zur Ausbildung der typischen Pocken Pusteln, die alle das gleiche Entwicklungsstadium aufweisen. Nach einem neuerlichen Fieberanstieg am 8 bis 9 Tag vereitern die Blasen und die Patienten leiden unter brennenden Schmerzen. Die Pusteln trocknen schließlich ein und heilen unter Narbenbildung ab. Der gesamte Krankheitsverlauf dauert 4-6 Wochen. Im üblichen liegt die Letalität bei 5-10%, nur bei besonderen Pockenformen liegt die Letalität bei 80-90%.

Prophylaxe: Bei einem Pockenverdacht muss der Patient isoliert und die Gesundheitsbehörde informiert werden. Die wichtigste Maßnahme zur Bekämpfung der Pocken war die Pockenschutzimpfung, die aber zahlreiche Nebenwirkungen in sich birgt. Die Pockenimpfung ist derzeit nur Laborpersonal zu empfehlen, welches mit Pockenviren arbeitet.

Influenza(Grippe)

Im Unterschied zum grippalen Infekt ist die Influenza eine akute Infektionskrankheit der Atemwege, welche durch zwei verschiedene Typen hervorgerufen werden kann. Die unterschiedlichen Influenzastämme unterscheiden sich in ihrem Antigen-Aufbau, was durch spontane Änderungen neue Varianten hervorbringen kann welche dann in epidemischem Ausmaß auftreten können. (spanische Influenza, Hongkong Influenza,..)

Infektionen können das ganze Jahr auftreten, mit Bevorzugung der kalten Jahreszeit.
Meistens läuft die Erkrankung harmlos mit einer leichten bis mittelschweren Infektion der oberen Luftwege ab.

Übertragung: Tröpfcheninfektion über Nasen- Rachen Raum


Inkubationszeit: 1-4 Tage
Akuter Beginn mit hohem Fieber, Schüttelfrost, Kopfschmerzen, Halsschmerzen.
Husten und Schmerzen im Brustbereich bis hin zu Erbrechen und Durchfällen.

Kinder genesen relativ schnell, Säuglinge und ältere Leute stellen eine Risikogruppe dar.
Die Influenzaviren können bei Bedarf im Nasensekret nachgewiesen werden.

Behandlung: Bettruhe, fiebersenkende Mittel, hustenreizstillende und sekretfördernde Medikamente sowie Inhalationen.
Wichtig ist die Kreislaufüberwachung und die eventuelle Einnahme von Kreislaufmitteln.

Prophylaxe: Durch rechtzeitige Anwendung des Virostatikums "Symmetrel" kann eine Ansteckung verhindert werden.
Die Impfung stellt den besten Schutz vor einer Influenzainfektion dar. Die notwendige jährliche Auffrischung ist besonders älteren Menschen und Menschen mit Immunschwäche nahe zu legen.

Frühsommermeningoenzephalitis (FSME, Zeckenenzephalitis)

Übertragen meist durch Insekten, insbesondere Zecken ist das Virus vor allem in tropischen bis subtropischen Gebieten weit verbreitet. Seit einiger Zeit breitet sich das Virus auch in den walreichen Gebieten Mittel und Osteuropas immer mehr aus.

Inkubationszeit: 10-14 Tage
Beginnt mit Fieber und grippalen Symptomen, danach Erbrechen und starke Kopfschmerzen.
Bei Erwachsenen führt eine Infektion häufig zu einer Enzephalitis, bei Kindern meist gutartiger Verlauf. Je nach Schwere der Erkrankungen können verschiedenste Hirnschäden zurückbleiben.

Prophylaxe: Schützende Bekleidung, Insektensprays können den Befall mit infizierten Zecken verhindern. Nach einem Zeckenbiss ist eine FSME Immunglobulin Gabe innerhalb von wenigen Stunden sehr anzuraten.

Impfung: Für Personen in betroffenen Gebieten (Erstimpfung, Auffrischimpfung). Wird gut vertragen und kann schon ab dem zweiten Lebensjahr verabreicht werden.

Bakterielle Infektionen

Diphtherie

Ist eine akute übertragbare Lokalinfektion der Schleimhäute des oberen Atmungssystems, aber auch der Haut. Wird durch das Stäbchenbakterium Corynebacterium diphtheriae hervorgerufen.
Neben Entzündungen im Kehlkopf, die zur Atembeschwerden führen können durch das Bakterium abgegebene Toxine auch Organe und das Nervensystem geschädigt werden.

Im vergangenen Jahrhundert starben 5% der Kinder an Diphtherie, jedoch seit der aktiven Immunisierung ist die Krankheit bei uns beinahe ausgerottet. Lediglich in osteuropäischen Ländern kommt es noch immer zu Epidemien.

Die Übertragung erfolgt durch Tröpfcheninfektion.
Anzeichen sind: Fieber, Halsschmerzen, Schluckbeschwerden. Auf den stark entzündeten Mandeln bilden sich weißliche Beläge die einen süßlichen Geruch ausströmen. Weiters ist die gesamte Halspartie geschwollen, bis hin zu drohender Erstickung.
Durch Toxine der Bakterien können sich, meist andauernde, Lähmungen zeigen infolge der Zerstörung des Nervensystems. Durch die Störung des Nervensystems und in weiterer Folge des Reizleitungssystems ist ein plötzlicher Tod nicht ausgeschlossen.

Bei Diphtherie Verdacht ist unverzüglich mit antitoxischem Immun Serum zu behandeln. Danach können Antibiotika verabreicht werden.
Bei akuten Atembeschwerden ist dies durch künstliche Beatmung zu Behandeln.
Schonung, Bettruhe, Frischluftzufuhr wirken positiv auf die Genesung.

Trotzdem liegt die Letalität der Diphtherie heute noch bei 20%.


Cholera

Jahrhundertelang trat diese Krankheit epidemisch auf der ganzen Welt auf. Auch heute gibt es vereinzelte Seuchen in Afrika.
Die Krankheit bricht ausschließlich beim Menschen aus und wird durch unmittelbaren Kontakt oder verunreinigte Gegenstände/Wasser weitergegeben. Cholera begleitet mangelnde Hygiene, Armut und Hunger.

Die Erkrankung beginnt meist plötzlich mit einem Brechdurchfall. Die Stühle werden wässrig und sind mit Schleim durchsetzt. Kein Auftreten von Übelkeit, Bauchschmerzen oder Fieber.
Durch die Dehydration können Bewusstseinsstörungen auftreten. Nach 1-2 Tagen wird der Zustand lebensgefährlich und ohne Zufuhr von Wasser und Elektrolyten tritt der Tod ein.

Behandlung: Flüssigkeits- und Elektrolytzufuhr sowie Glukosezufuhr oral oder als Infusion, Tetrazykline


Pest

Die Krankheit ist vor allem bei wilden Nagetieren weit verbreitet und kann unter besonderen Umständen vom Tier durch blutsaugende Insekten (Pest- Floh) auf den Menschen übertragen werden. Bei einer Lungenpest wird der Erreger durch das normale Atmen weitergegeben und ist somit hoch infektiös. Im Mittelalter war die Pest in Mitteleuropa weit verbreitet.

Inkubationszeit: Haut und Beulenpest: 3-4 Tage, Lungenpest: 1-2 Tage

Plötzlicher Krankheitsbeginn mit Schüttelfrost, Fieber, schwerem Krankheitsgefühl, Angst, Kopf und Gliederschmerzen, Erbrechen. An den Eintrittspforten (Flohstich) bilden sich Entzündungen und die umliegenden Lymphknoten werden zerstört. Die Krankheit kann in diesem Stadium zum Stillstand kommen oder durch eine Blutvergiftung zum Tod führen. Eine unbehandelte Lungenpest führt zum Tod.


Behandlung: Streptomyzin (Tetrazykline)


Botulismus (Lebensmittelvergiftung)

Botulismus Bazillen wachsen unter Sauerstoffabschluss und bilden Sporen. Sie kommen überall im Boden und in verunreinigten Nahrungsmitteln vor. Sie keimen unter Luftabschluss und bilden nervenlähmende Toxine. Durch 15-30 minütiges Kochen wird das Gift zerstört.

Inkubationszeit: je nach Menge des Giftes wenige Stunden bis 3 Tage

Übelkeit und Magenschmerzen sowie Kopfschmerzen, Schwindel, Augenmuskellähmungen, trockener Mund, Schluck und Sprachstörungen,...
Der Tod kann durch Atem- oder Herzlähmung eintreten.

Behandlung: Sofortige Magenentleerung und kräftige Darmentleerung zur Entfernung des Toxins.
Möglichst gute Entfernung bzw. Neutralisierung des Toxins im Blut, durch Austauschfusionen.

Prophylaxe: Wegwerfen alle verdächtigen Nahrungsmittel, kochen von verderblichen Nahrungsmitteln.

 
 




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