DIPLOKOKKEN: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, TYPEN, BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die Diplokokken sind kugelförmige oder eiförmige Bakterien, die normalerweise nach der Zellteilung paarweise zusammengehalten werden. Dazu gehören einige pathogene Arten von großer medizinischer und veterinärmedizinischer Bedeutung sowie zahlreiche viel weniger untersuchte frei lebende Arten.

Diplokokken sind keine monophyletische Gruppe, das heißt, sie stammen evolutionär nicht von einem exklusiven gemeinsamen Vorfahren. Daher erhalten sie keinen wissenschaftlichen Namen, der für alle zusammen verwendet wird.

Quelle: Bildnachweis: Inhaltsanbieter: CDC / Dr. Norman Jacobs

Zu den Erkrankungen des Menschen, die durch als Diplokokken eingestufte Bakterien verursacht werden, gehören Arthritis, Bronchitis, Cellulitis, Konjunktivitis, Erysipel und andere Hauterkrankungen, nekrotisierende Fasziitis, Wochenbettfieber, Gangrän, Infektionen der Atemwege (Lungenentzündung und andere), Meningitis, Myokarditis, Mittelohrentzündung, Septikämie, Sinusitis und Urethritis ohne Gonokokken (Gonorrhoe).

Eigenschaften und Morphologie

Aufgrund ihrer Form können Bakterien in drei Haupttypen eingeteilt werden:

- Sphärisch oder eiförmig (Kokken)

- Zylinderstäbe (Bazillen)

- Gebogene oder helikale Tupfer (Spirillen und Spirochäten).

Ebenfalls unterschieden werden: kurze Stäbchen (Coccobacilli); gebogene Stangen (Vibrios); Zellen unbestimmter oder variabler Form (pleomorphe Bakterien).

Nach der Zellteilung können Kokken als isolierte Bakterien oder als vereinte Paare oder Gruppen von Bakterien auftreten. Im letzteren Fall können sie entsprechend ihrer Gruppierungsart in gleichmäßige Kokken (Diplokokken), Kettenkokken (Streptokokken) oder Clusterkokken (Staphylokokken) eingeteilt werden.

Das Auftreten von Diplokokken und Staphylokokken wird durch Zellteilung in einer Ebene verursacht. Das Auftreten von Streptokokken wird durch Zellteilung in mehreren Ebenen verursacht.

Diplokokken, Staphylokokken und Streptokokken sind auf ihren angrenzenden Oberflächen leicht abgeflacht. So wird im Fall von Diplokokken oft gesagt, dass sie das Aussehen von zusammengefügten Kaffeebohnen haben (so wie diese Bohnen in der Frucht gefunden werden).

Der Nachweis, dass in Bakterien die gruppierte Anordnung von Zellen konvergent sein kann, gibt es auch Diplobazillen, bei denen es sich um Bazillen handelt, bei denen ähnlich wie bei Diplokokken die beiden von derselben Zellteilung produzierten Zellen vereint bleiben.

Geschichte des Begriffs Diplococcus

1881 entdeckte G. Sternberg den Pneumokokken und nannte ihn "Micrococcus Pasteuri". Im selben Jahr identifizierte L. Pasteur es auch und bezeichnete es als „Mikrobe septicèmique du salive“.

Gegenwärtig bleibt die Gattung Micrococcus (Cohn, 1872) gültig, wird jedoch für andere Bakterienarten verwendet, die nicht eng mit Pneumokokken verwandt sind. In ähnlicher Weise gilt das spezifische Epitheton Pasteuri für andere Bakterienarten.

1886 prägte A. Weichselbaum den Namen Diplococcus pneumoniae für Pneumococcus. Dieser wissenschaftliche Name wurde jedoch erst 1920 von der Society of American Bacteriologists akzeptiert.

Aufgrund seiner Eigenschaft, bei der Kultivierung in flüssigem Medium Kettenkokken zu bilden, wurde der Pneumokokkus 1974 in die Gattung Streptokokken umklassifiziert. Seitdem ist es als Streptococcus pneumoniae bekannt. Molekulare Phylogenien unterstützen den Pneumokokken der Gattung Streptococcus, zu dem auch andere pathogene Arten gehören.

Diplococcus wird nicht mehr als wissenschaftlicher Name verwendet. Der informelle Begriff "Diplococcus" bezieht sich auf Bakterien unterschiedlicher evolutionärer Herkunft und unterschiedlicher Biologien, die die Eigenschaft der paarweisen Gruppierung gemeinsam haben.

ICH WÜRDE

Der Diplokokkenstatus ist ein uninteressantes Merkmal, das wie andere Unterscheidungsmerkmale bei der Identifizierung bestimmter Arten von krankheitsverursachenden Bakterien nützlich ist.

Der erste Schritt bei der Identifizierung von Bakterien besteht darin, die Morphologie zu bestimmen und festzustellen, ob eine aggregierte Anordnung ihrer Zellen vorliegt oder nicht. Ein Ergebnis dieses ersten Schritts könnte sein, festzustellen, dass die Bakterien Diplokokken sind. Die endgültige Identifizierung hängt jedoch in den meisten Fällen von zusätzlichen phänotypischen und genotypischen Merkmalen ab.

Eine Lungenentzündung mit eitrigem Auswurf kann durch einen Diplokokken (Streptococcus pneumoniae) verursacht werden. Die orale Bakterienflora enthält jedoch andere Diplokokken. Die Eigenschaft, Diplococcus zu sein, reicht nicht aus, um S. pneumoniae zu identifizieren.

Bei Männern kann das Vorhandensein von gramnegativen Kokken in Harnröhrensekreten eine Gonorrhoe diagnostizieren. Bei Frauen kann der Gebärmutterhals jedoch gramnegative Kokken enthalten, die keine Gonorrhoe verursachen. Daher müssen andere bakterielle Merkmale berücksichtigt werden, um die Krankheit zu diagnostizieren.

Kokkobazillen der Gattung Acinetobacter treten in Körperflüssigkeiten und Kulturmedien wie Diplokokken auf. Aufgrund dieses Aussehens können sie mit den Neisseria-Arten verwechselt werden, die Gonorrhoe, Meningitis und Septikämie verursachen. Dieses Problem wird vermieden, wenn man bedenkt, dass Acinetobacter keine Oxidasen produziert und Neisseria.

Typen

Diplokokken können entweder grampositiv oder gramnegativ sein. Die ersteren erhalten eine intensive blaue Farbe, wenn sie den violetten Fleck des Gram-Flecks beibehalten. Letztere erhalten eine hellrosa Farbe, indem sie den Farbstoff nicht zurückhalten.

Die Gram-Färbung ist ein 1844 vom dänischen Arzt Hans Christian Gram (1853–1938) entwickeltes Verfahren, das Unterschiede zwischen Bakterien hinsichtlich der strukturellen und biochemischen Eigenschaften ihrer Zellwände aufzeigt. Diese Eigenschaften helfen dabei, Bakterien in verschiedene taxonomische und funktionelle Kategorien einzuteilen.

Die Beibehaltung der blauen Farbe beruht auf der Tatsache, dass die Bakterien eine dicke Zellwand haben, die das Eindringen von Lösungsmitteln verhindert. Der Erwerb einer rosa Farbe beruht auf der Tatsache, dass die Bakterien eine dünne Zellwand haben, die es dem Lösungsmittel ermöglicht, den violetten Farbstoff zu durchdringen und zu entfernen. Die Gram-Färbung ist ein weiterer erster Schritt zur Identifizierung von Bakterien.

Grampositive Bakterien sind anfälliger für Penicilline, Säuren, Jod und basische Verbindungen als gramnegative Bakterien, was offensichtlich therapeutische Auswirkungen hat.

Beispiele

Moraxella catarrhalis

Moraxella (Branhamella) catarrhalis. Es ist eine gramnegative Kokosnuss. Es wurde früher Micrococcus catarrhalis oder Neisseria catarrhalis genannt. Bis zu 75% der Kinder sind Träger. Im Gegensatz dazu sind es nur 1–3% der gesunden Erwachsenen.

Vor den 1970er Jahren galt es als Kommensalbakterium der oberen Atemwege. In der Folge wurde es als ein häufiger und wichtiger Erreger dieses Trakts angesehen.

Taxonomisch gehört es zur Familie der Moraxellaceae, zur Pseudomonadales-Ordnung, zur Gammaproteobacteria-Klasse, zum Chlorobi-Stamm und zur Bacteria-Domäne.

Neisseria gonorrhoeae

Neisseria gonorrhoeae und N. meningitides. Sie sind gramnegative Kokken. Der Mensch ist das einzige bekannte Reservoir.

N. gonorrhoeae ist in 100% der Fälle eine pathogene Art. Im Fall von N. meningitidis tragen ~ 20% der Bevölkerung es im Hals. Die Hälfte der Stämme von N. meningitidis ist nicht eingekapselt und daher nicht pathogen.

Taxonomisch gehören sie zur Familie der Neisseriaceae, zur Ordnung der Neisseriales, zur Klasse der Betaproteobakterien, zum Chlorobi-Stamm und zur Bakteriendomäne.

Streptococcus pneumoniae

Es ist eine grampositive Kokosnuss, die manchmal kurze Stäbchen bildet. Es ist eines der am besten wissenschaftlich untersuchten Lebewesen. Es ist ein normaler Bewohner des Nasopharynx bei 5–10% der Erwachsenen und 20–40% der Kinder. Es ist ein sehr wichtiger Erreger, der die häufigste Ursache für Lungenentzündung darstellt.

Die Eigenschaften von S. pneumoniae ermöglichen es ihm, verschiedene Nischen zu besiedeln. Vom Nasopharynx können sie in die unteren Atemwege gelangen und eine Lungenentzündung der Pneumokokken verursachen. Diese Besiedlung kann wiederum im Mittelpunkt einer Invasion (Bakteriämie, Septikämie) des Blutes stehen, von der es auf die Meningen (Meningitis) übergehen kann.

Taxonomisch gehört es zur Familie der Streptococcaceae, zur Lactobacillales-Ordnung, zur Bacilli-Klasse, zum Firmicutes phylum, zur Bacteria-Domäne.

Pathologien

Moraxella catarrhalis

Am häufigsten bei Kindern und älteren Menschen. Moraxella catarrhalis verursacht Augeninfektionen, Mittelohrentzündung, Sinusitis, Tracheitis, Bronchitis, Lungenentzündung und Bakteriämie. Bei Erwachsenen verursacht es chronisch obstruktive Lungenerkrankungen.

Bei immunsupprimierten Patienten verursacht es Meningitis, Endokarditis und Septikämie. Bei Kindern und Erwachsenen ist es die Ursache für Infektionen der Atemwege im Krankenhaus.

Sinusitis ist eine sehr häufige Infektion bei kleinen Kindern. M. catarrhalis ist die Ursache für ungefähr 20% der Fälle. Akute Mittelohrentzündung und Infektionen der unteren Atemwege sind auch bei Kindern häufig, insbesondere bei Kindern unter drei Jahren.

Neisseria gonorrhoeae und N. meningitides

Neisseria gonorrhoeae (Gonococcus) verursacht Gonorrhoe, die sich hauptsächlich in einer reichlichen Abgabe eitriger Sekrete aus der männlichen und weiblichen Harnröhre und dem weiblichen Gebärmutterhals äußert. Sekundäre lokale Komplikationen sind häufig, wie Epididymitis, Salpingitis, Rektalinfektion, Pharyngealinfektion und entzündliche Erkrankungen des Beckens.

Ohne angemessene Behandlung können Hautläsionen, Arthritis, Ophthalmie, Leberentzündungen, Endokarditis, Meningitis und Fieber auftreten.

Neisseria meningitidis (Meningococcus) ist das einzige Bakterium, das Ausbrüche einer pyogenen Meningitis hervorrufen kann. Diese Ausbrüche erfordern eine Übertragung zwischen den Nasopharynxen von Menschen in der Nähe, entweder durch direkten physischen Kontakt oder durch Schleimtröpfchen, die sich durch die Luft bewegen. In Ländern der Dritten Welt sind ~ 10% der Fälle tödlich.

Meningokokken können auch Bindehautentzündung, Endokarditis, Halsschmerzen, Meningitis, Meningoenzephalitis, Myokarditis, Perikarditis, Peritonitis und akute Septikämie verursachen.

Streptococcus pneumoniae

Der natürliche Lebensraum von Streptococcus pneumoniae (Pneumococcus) ist der Nasopharynx, insbesondere der von Kindern.

Durch S. pneumoniae verursachte Infektionen lassen sich in zwei Kategorien einteilen: 1) Invasion der Haut und der Schleimhaut, wie Sinusitis, Mittelohrentzündung und Bindehautentzündung; 2) invasive Infektionen wie Bronchitis, Lungenentzündung, Bakteriämie, Meningitis, Endokarditis, septische Arthritis und Meningitis.

S. pneumoniae und N. meningitidis sind die Hauptursachen für bakterielle Meningitis, die normalerweise Fieber, Migräne und steifen Nacken verursachen.

In der Zeit vor Antibiotika war eine durch S. pneumoniae verursachte Lungenentzündung häufig und tödlich. Diese Lungenentzündung bleibt einer der wichtigsten Sterblichkeitsfaktoren bei afrikanischen Kindern.

Die große epidemiologische Bedeutung und Gefahr dieser Lungenentzündung hat festgestellt, dass Pneumokokken-Impfstoffe entwickelt wurden.

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