ENTEROKOKKEN: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, TAXONOMIE, PATHOGENESE - BIOLOGIE - 2025

Enterococcus ist eine der vier Gattungen der Enterococcaceae-Bakterienfamilie, die zur Lactobacillales-Ordnung der Bacilli-Klasse des Firmicutes-Stammes gehört. Diese Gattung gruppiert eine große Vielfalt von grampositiven Bakterien mit einer eiförmigen Form, die keine Sporen bilden. In dieser Gattung sind mindestens 34 Arten bekannt.

Bakterien der Gattung Enterococcus sind Teil der Darmflora des Menschen. Es ist jedoch ein opportunistischer Erreger, der zunehmend an nosokomialen oder Krankenhausinfektionen beteiligt ist.

Enterococcus faecalis. Vom Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten über Wikimedia Commons

Enterococcus faecalis ist die am häufigsten isolierte Art in medizinischen Materialien (80–90%), gefolgt von Enterococcus faecium (8–16%). Bakterien dieser Gattung wurden auch aus Nahrungsmitteln, Pflanzen, Boden und Oberflächengewässern isoliert, es wird jedoch angenommen, dass ihre Anwesenheit in diesen Umgebungen mit einer Verunreinigung des Stuhls verbunden ist.

Enterokokken sind extrem robuste Organismen, die in extremen Umgebungen leben können. Sie können bei Temperaturen zwischen 10 und 45 ºC wachsen. Sie unterstützen hypotonische, hypertonische, saure oder alkalische Umgebungen und können in Atmosphären mit oder ohne Sauerstoff wachsen, da sie fakultative Anaerobier sind. Sie sind sehr widerstandsfähig gegen Austrocknung.

Einige Enterokokkenarten können Antibiotikaresistenzen hervorrufen, was sie zu einem Problem für die öffentliche Gesundheit macht. Die Weltgesundheitsorganisation listet Enterococcus faecium aufgrund seiner besorgniserregenden Resistenz gegen Vancomycin auf einer Liste von Krankheitserregern auf, die für die Forschung und Entwicklung neuer Antibiotika von entscheidender Bedeutung sind.

Enterokokken wurden als Probiotika in Lebens- und Futtermitteln verwendet. Diese Verwendung ist jedoch umstritten, da sie potenzielle Krankheitserreger im Zusammenhang mit menschlichen Krankheiten sind und das Risiko besteht, Gene für antimikrobielle Resistenz und Virulenz auf menschliche Stämme zu übertragen.

Allgemeine Charakteristiken

Stoffwechsel

Bakterien der Gattung Enterococcus sind fakultativ anaerob, wobei anaerobe Atmosphären bevorzugt werden.

Physiologisch sind sie meist Katalase-negativ, obwohl einige Stämme Pseudokatalaseaktivität zeigen, wenn sie in bluthaltigen Medien gezüchtet werden. Die hämolytische Aktivität ist variabel und hängt weitgehend von der Art ab.

Die optimale Wachstumstemperatur für die meisten Arten liegt zwischen 35 und 37 ° C, obwohl viele Arten zwischen 42 und 45 ° C und bei 10 ° C sehr langsam wachsen können. Sie können 30 Minuten bei 60 ° C überleben.

Sie sind chemoganotrop und haben im Allgemeinen einen komplexen Nährstoffbedarf. Diese Bakterien können ihre Energie aus der Oxidation reduzierter anorganischer Verbindungen wie Ammoniak, elementarem Schwefel, Wasserstoff, Eisenionen, Nitrit und Schwefel gewinnen. Daher können sie ihren gesamten zellulären Kohlenstoff aus Kohlendioxid gewinnen und ohne organische Verbindungen und ohne Licht wachsen.

Bakterien der Gattung Enterococcus haben einen fermentativen Metabolismus und können eine Vielzahl von Substraten fermentieren. Der Hauptweg der Energieerzeugung ist die homofermentative Bildung von Milchsäure hauptsächlich aus Glucose. Unter aeroben Bedingungen wird Glucose zu Essigsäure, Acetoin und CO ₂ metabolisiert .

Einige Arten sind abhängig von CO ₂ (carbophil).

Morphologie

Bakterien der Gattung Enterococcus sind eiförmige Zellen und können 0,6 bis 2,0 Mikrometer mal 0,6 bis 2,5 Mikrometer messen. Sie sind sitzend, aber einige Stämme können kurze Flagellen haben, die ihnen etwas Beweglichkeit verleihen.

Die Zellen treten einzeln oder paarweise auf, manchmal in kurzen Ketten, oft in Richtung der Kette verlängert. Abhängig von der Art, dem Stamm und den Kulturbedingungen können Tochterzellen getrennt werden, so dass die Kultur bei Betrachtung durch Phasenkontrastmikroskopie aus einzelnen Zellen und Paaren sich teilender Zellen zusammengesetzt zu sein scheint.

In anderen Fällen können die Tochterzellen aneinander gebunden bleiben und so Zellketten zeigen.

Taxonomie

Mitglieder der Gattung Enterococcus wurden bis 1984 in die Gattung Streptococcus eingeteilt, als die Ergebnisse der genomischen DNA-Analyse zeigten, dass eine separate Klassifizierung der Gattung angemessen wäre.

In der Folge wurde die Existenz von Gruppen innerhalb der Arten der Gattung festgestellt, die Arten mit ähnlichen phänotypischen Merkmalen assoziieren, die sehr schwer voneinander zu unterscheiden sind.

Einige von ihnen können 99,8% ähnliche Gensequenzen aufweisen. Diese können jedoch durch DNA-DNA-Ähnlichkeitsbestimmungen und durch einige molekulare Methoden identifiziert werden.

Pathogenese

Enterokokken haben bei gesunden Menschen ein geringes pathogenes Potenzial, stellen jedoch bei älteren Patienten, Säuglingen und immunsupprimierten Menschen opportunistische Krankheitserreger dar.

Trotz ihrer geringen Pathogenität sind Enterococcus zunehmend an nosokomialen oder Krankenhausinfektionen beteiligt. Daher wurden diese Bakterien als eine der Hauptursachen für nosokomiale Infektionen angesehen und sind für mehr als 10% der in Krankenhäusern erworbenen Infektionen verantwortlich.

Die Pathogenität von Enterococcus-Bakterien wird durch ihre hohe Adhäsionskapazität an Wirtszellen und ihre anschließende Invasion in Gewebe, durch ihre hohe Resistenz gegen widrige Bedingungen und schließlich durch ihr Potenzial zur Resistenz gegen Antibiotika und Bakterien vermittelt Virulenzfaktoren.

Infektionen beim Menschen

Bakterien der Gattung Enterococcus sind an Infektionen des Menschen hauptsächlich in den Harnwegen, im Blut, im Herzen und in Wunden beteiligt, obwohl sie seltener bei Infektionen der Atemwege, des Zentralnervensystems, Otitis, Sinusitis, septischer Arthritis, Endophthalmitis und Verbrennungen isoliert wurden. .

Diese Bakterien wurden auch als Ursache für Infektionen bei Geflügel und anderen Tierarten identifiziert, insbesondere bei Septikämie, Osteomyelitis und Endokarditis.

Widerstand

Enterokokken sind von Natur aus resistent gegen Chloramphenicol, Tetracycline, Makrolide, Lincosamide, Streptogramine, Chinolone, Aminoglycoside, β-Lactame und Glycopeptide.

Diese Bakterien erwerben durch extrachromosomale DNA-Elemente (Plasmide, Transposons) Resistenz gegen Antibiotika. Die Resistenz gegen Vancomycin ist ein ernstes Problem, insbesondere in Krankenhäusern, da dies das wirksamste Antibiotikum ist, das als letztes Mittel zur Behandlung von bakteriellen Infektionen eingesetzt wird, die auf kein anderes Antibiotikum ansprechen.

Die Behandlung von Infektionen durch Enterococcus-Bakterien hängt von der Empfindlichkeit der Stämme ab. Somit ist es möglich, einige anfällige Stämme mit Ampicillin, Penicillin und Vancomycin zu behandeln.

Nitrofurantoin kann auch bei Vancomycin-Resistenz zur Behandlung von Harnwegsinfektionen eingesetzt werden.

Verwendung in Lebensmitteln

Enterokokken sind Milchsäurebakterien, weshalb sie in der Lebensmittelindustrie als Fermenter und als Probiotika bei Tieren und Menschen eingesetzt werden. Die Verwendung in Lebensmitteln ist jedoch aufgrund der pathogenen Eigenschaften dieser Bakterien umstritten.

Diese Lebensmittel werden zur Behandlung von Durchfall, Reizdarmsyndrom, zur Senkung des Cholesterinspiegels oder zur Verbesserung des Immunsystems des Wirts verabreicht.

Bei Tieren werden diese Probiotika hauptsächlich zur Behandlung oder Vorbeugung von Durchfall, zur Immunstimulation oder zur Steigerung des Wachstums eingesetzt.

Aus Sicht der Lebensmittelmikrobiologie muss die Sicherheit der als Probiotika verwendeten Bakterien gewährleistet sein. Daten zu den bisher verwendeten Hauptstämmen zeigen, dass sie sicher sind.

Verweise

1. Devriese L., Baele M., Butaye P. (2006). Die Gattung Enterococcus. In: Dworkin M., Falkow S., Rosenberg E., Schleifer KH., Stackebrandt E. (Hrsg.) Die Prokaryoten. Springer, New York, NY.
2. Díaz Pérez, M., Rodríguez Martínez, CC & Zhurbenko, R. (2010) Grundlegende Aspekte der Gattung Enterococcus als heute sehr wichtiger Erreger. Kubanisches Journal für Hygiene und Epidemiologie. 48 (2) 147-161.
3. Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergeys Handbuch für systematische Bakteriologie: Band 3: The Firmicutes. VERWENDET.
4. Wikipedia. (2018, 1. Oktober). Enterococcus. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Abgerufen am 2. Oktober 2018 um 03:14 Uhr von https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Enterococcus&oldid=861943567.
5. Ferreira Araújo, T. & Fortes Ferreira, CL 2013. Die Gattung Enterococcus als Probiotikum: Sicherheitsbedenken. Brasilianisches Archiv für Biologie und Technologie, 56 (3): 457-466.