Staphylokokken – Ursachen

Pathogenese (Krankheitsentstehung)

Beschreibung des Erregers

• Erreger: Staphylokokken sind grampositive, katalasepositive Bakterien, die unter dem Mikroskop als Paare, kurze Ketten oder unregelmäßige Anhäufungen erscheinen. Es gibt mehrere Arten von Staphylokokken, die nach ihrer Koagulase-Reaktion (Reaktion, bei der das Enzym Koagulase Fibrinogen zu Fibrin umwandelt) eingeteilt werden:
  • Koagulasepositive Staphylokokken:
    • Staphylococcus aureus (häufigster humanpathogener Stamm)
    • Staphylococcus agnetis, Staphylococcus hyicus, Staphylococcus pseudintermedius (häufig bei Tieren, selten auch beim Menschen)
  • Koagulasenegative Staphylokokken (weniger virulent, aber bei immunsupprimierten Patienten von Bedeutung):
    • Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus lugdunensis, Staphylococcus haemolyticus
• Genom: Staphylokokken besitzen ein doppelsträngiges DNA-Genom. Viele Arten tragen Gene, die für Antibiotikaresistenzen (z. B. Methicillin-resistente Staphylococcus aureus – MRSA) und Virulenzfaktoren (z. B. Toxine, Adhäsionsproteine) kodieren.
• Virulenz (Infektionskraft): Die Virulenz von Staphylococcus aureus und verwandten Arten wird durch verschiedene Faktoren vermittelt:
  • Koagulase, die die Blutgerinnung beeinflusst und die Bakterien vor dem Immunsystem schützt
  • Exotoxine und Zytotoxine, die Gewebeschäden verursachen und Immunzellen zerstören
  • Biofilmbildung, die die Resistenz gegenüber Antibiotika erhöht

Epidemiologie und Übertragungsweg

• Verbreitung: Staphylokokken kommen weltweit vor und besiedeln häufig die Haut und Schleimhäute von Menschen und Tieren.
• Hauptübertragungsweg:
  • Direkter Kontakt (Haut-zu-Haut-Kontakt) oder Kontakt mit kontaminierten Oberflächen ist der häufigste Übertragungsweg.
  • Infektionen können auch über chirurgische Wunden, Injektionen oder katheterisierte Patienten erfolgen.
• Weitere Übertragungswege:
  • Tierkontakt kann zu Infektionen durch zoonotische Staphylokokkenarten wie Staphylococcus pseudintermedius oder Staphylococcus intermedius führen.
• Reservoir: Hauptreservoir sind Menschen (besonders in der Nase und auf der Haut), aber auch Tiere (insbesondere Hunde, Katzen und andere Haustiere) können Staphylokokken tragen.
• Infektiosität: Staphylokokken sind hochansteckend bei direktem Kontakt oder Kontakt mit kontaminierten Gegenständen, besonders in Umgebungen wie Krankenhäusern.

Eintrittspforte des Erregers

• Haupteintrittspforte: Staphylokokken dringen durch kleine Hautläsionen, Verletzungen oder chirurgische Schnitte in den Körper ein.
• Nebeneintrittspforten:
  • Invasive medizinische Geräte wie Katheter oder künstliche Gelenke können ebenfalls als Eintrittspforten dienen.
  • Infektionen über Tierbisse sind selten, aber möglich.

Pathogenese des Erregers

1. Eintritt und lokale Kolonisation:
   • Nach dem Eindringen durch eine Hautverletzung oder Wunde haften sich die Staphylokokken an die extrazelluläre Matrix (Bindegewebsstruktur) und die Epithelzellen (Hautzellen) an.
   • Dabei helfen Adhäsionsproteine und Fibrin-bindende Moleküle, die es den Bakterien ermöglichen, sich an den Schleimhäuten und im Wundgewebe zu etablieren.
2. Vermehrung und Bildung von Biofilmen:
   • Staphylokokken beginnen sich im infizierten Gewebe zu vermehren und können dabei Biofilme bilden. Diese Biofilme bieten Schutz vor der Immunabwehr und Antibiotika, was die Bekämpfung der Infektion erschwert.
   • Die Vermehrung erfolgt schnell, was zu lokalen Infektionen wie Abszessen und Furunkeln führt.
3. Freisetzung von Toxinen und Enzymen:
   • Staphylococcus aureus setzt verschiedene Exotoxine frei, die die Leukozyten (weiße Blutkörperchen) zerstören und eine lokale Gewebeschädigung verursachen. Dazu gehören:
     • Hämolysine (Zellzerstörung von roten Blutkörperchen)
     • Leukozidine (Zerstörung von weißen Blutkörperchen)
     • Exfoliatine (Zerstörung der Hautbarriere, wie beim Staphylococcal Scalded Skin Syndrome).
   • Enzyme wie Koagulase und Hyaluronidase helfen den Bakterien, das Gewebe zu durchdringen und sich zu verbreiten.
4. Systemische Ausbreitung und Komplikationen:
   • Wenn die Bakterien in den Blutkreislauf gelangen, kann es zur Bakteriämie (Vorhandensein von Bakterien im Blut) kommen. Dies führt zu systemischen Infektionen wie Sepsis und Endokarditis (Herzinnenhautentzündung).
   • Staphylokokken können auch zu Knochen- und Gelenkinfektionen wie Osteomyelitis (Knochenmarkentzündung) führen. Bei Patienten mit künstlichen Gelenken oder Herzklappen besteht ein hohes Risiko für Infektionen.

Wirtsreaktion

• Lokale Immunantwort:
  • Die Infektion aktiviert die angeborene Immunabwehr, wobei neutrophile Granulozyten (weiße Blutkörperchen) in den infizierten Bereich wandern, um die Bakterien zu eliminieren.
  • Die Freisetzung von Zytokinen wie IL-1, IL-6 und TNF-α verstärkt die Entzündungsreaktion und führt zur Bildung von Eiter (eine Ansammlung von Immunzellen, toten Bakterien und Zelltrümmern).
  • Staphylokokken entgehen der Immunabwehr durch die Bildung von Koagulase, die die Gerinnung fördert und eine Schutzbarriere aus Fibrin bildet.
• Systemische Immunantwort:
  • Im Falle einer systemischen Infektion wird die adaptive Immunantwort aktiviert, wobei spezifische Antikörper und T-Lymphozyten (spezialisierte Immunzellen) gebildet werden.
  • In einigen Fällen führt die massive Zytokinausschüttung zu einem Zytokinsturm und schweren Entzündungsreaktionen, die zur Sepsis führen können.

Organaffinität und Gewebeschäden

• Bevorzugte Zielorgane: Staphylokokken befallen primär die Haut, die Schleimhäute und das Bindegewebe, aber sie können auch in den Blutkreislauf gelangen und dort Herzklappen, Knochen, Gelenke und Organe befallen.
• Resultierende Gewebeschäden:
  • Lokale Gewebeschäden führen zu Abszessen und Gewebenekrose (Absterben von Gewebe).
  • Systemische Schäden umfassen Herzklappenschäden, Sepsis, Osteomyelitis und multiorganisches Versagen.

Klinische Manifestation

• Symptomatologie:
  • Bei oberflächlichen Infektionen wie Furunkeln und Abszessen treten Schmerzen, Rötung und Eiterbildung auf.
  • Systemische Symptome bei schweren Infektionen umfassen hohes Fieber, Schüttelfrost, Müdigkeit und Bewusstseinsstörungen.
  • Bei Endokarditis können Herzgeräusche und Atemnot auftreten, während Osteomyelitis mit Knochenschmerzen und Bewegungseinschränkungen einhergeht.
• Komplikationen:
  • Sepsis (Blutvergiftung)
  • Endokarditis (Herzinnenhautentzündung)
  • Toxisches Schocksyndrom (TSS)
  • Osteomyelitis (Knochenentzündung)

Zusammenfassung und klinische Relevanz

Staphylokokken, insbesondere Staphylococcus aureus, sind häufige Erreger von Haut- und Weichteilinfektionen, aber auch von schwerwiegenden systemischen Infektionen wie Sepsis, Endokarditis und Osteomyelitis. Diese Bakterien nutzen verschiedene Virulenzfaktoren, um die Immunabwehr zu umgehen und Gewebeschäden zu verursachen. Eine frühzeitige antibiotische Behandlung ist entscheidend, um Komplikationen zu vermeiden, insbesondere bei immunsupprimierten Patienten.

Ätiologie (Ursachen)

Verhaltensbedingte Ursachen

• Ungenügende Hygiene

Krankheitsbedingte Ursachen

• Immundefizienz (Abwehrschwäche)