Clostridium tetani

Clostridium tetani
	Clostridium tetani
Systematik
Abteilung:	Firmicutes
Klasse:	Clostridia
Ordnung:	Clostridiales
Familie:	Clostridiaceae
Gattung:	Clostridium
Art:	Clostridium tetani
Wissenschaftlicher Name
	Clostridium tetani
	(Flügge 1886) Bergey u. a. 1923

Clostridium tetani gehört zu den stäbchenförmigen grampositiven Bakterien, ist anaerob und bildet Endosporen aus. C. tetani (griechisch tetanos „Krampf“) ist der Erreger des Wundstarrkrampfes (Tetanus). Dieses Bakterium bildet vor allem die Toxine Tetanospasmin, nach Botulinustoxin das zweitstärkste bekannte Bakteriengift, und Tetanolysin.

C. tetani wurde unabhängig voneinander zuerst 1883 von dem russischen Chirurgen Nestor Monastyrski und ein Jahr später (1884) von dem deutschen Internisten Arthur Nicolaier entdeckt. 1889 gelang Shibasaburo Kitasato die Isolation und Anzucht von C. tetani.

Vorkommen

Clostridium tetani kommt ubiquitär im Erdreich vor, insbesondere in alkalischen Böden.[1] Andere mögliche Infektionsquellen sind Holz sowie die Ausscheidungen von Rindern, auch im menschlichen Darm werden die Bakterien gefunden.[2] Offene Wunden können schnell mit dem Bakterium infiziert werden und so zur Tetanuserkrankung führen. Die gängige Schutzimpfung schützt nicht vor dem Erreger selbst, sondern vor dem Tetanustoxin Tetanospasmin.

Wie alle Clostridien ist auch C. tetani anaerob. Die Sporen dagegen sind sehr widerstandsfähig und können jahrelang im Erdreich persistieren.[3] Sie werden erst abgetötet, wenn sie mehrere Stunden bei über 150 °C erhitzt werden; alternativ 24 Stunden in Wasserstoffperoxid (6 %), Formalin (3 %), Phenol (5 %) oder Chloramin (1 %).[1] Einfaches Abkochen oder viele Desinfektionsmittel sind hierfür unzureichend.[4]

Die Sporen sind weit verbreitet und wurden auch im Darm und in Fäkalien verschiedener Tiere, einschließlich des Menschen, nachgewiesen.[3][5] Sie können über eine Wunde (Bagatellverletzung wie Schürf-, Kratz- oder Bisswunden) zusammen mit Fremdkörpern wie Holzsplitter oder Dornen in die Körper gelangen. Für das Auskeimen wird ein sauerstoffarmes Wundmilieu benötigt, was durch Gewebeschäden oder Nekrosen vorliegen kann.[3] Wenn sich dann die Bakterien in diesem Milieu vermehren, produzieren sie die für die Gefährlichkeit verantwortlichen Toxine.

Aussehen und Eigenschaften

Sporulation von C. tetani

C. tetani ist 0,3–0,5 μm breit und 2–2,5 μm lang.[4] Werden die Bakterien kultiviert, bilden sie lange, filamentöse Zellen. Die peritrichen Geißeln an der Oberfläche verleihen dem Bakterium seine Mobilität.

C. tetani hat ein Wachstumsoptimum zwischen 33 und 37 °C.[4] Berücksichtigt man manche Stämme, so kann das Bakterium zwischen 14 und 43 °C wachsen. Die Sporulation in Kultur hängt von zahlreichen Faktoren wie Temperatur, pH-Wert oder Beschaffenheit des Mediums ab.[4] Sie kennzeichnet sich durch die tennisschlägerförmige Stäbchen, bei denen die Sporen endständig gebildet werden.[6] So wird sie unter sauren Bedingungen, hohen (≥ 41 °C) oder niedrigen Temperaturen (≤25 °C), Antibiotika und z. B. Glucose oder Kalium verhindert. Dagegen wird sie bei 37 °C, bei Anwesenheit von Ölsäure, 1–2 % NaCl oder Magnesium stimuliert. Für das Auskeimen sind anaerobe Bedingungen nötig, es wird durch z. B. Milchsäure beschleunigt.[4]

Pathogenese

Die von C. tetani gebildeten Exotoxine sind Tetanospasmin und Tetanolysin. Die Bedeutung des hämolytisch wirkenden Tetanolysins ist noch nicht geklärt.[3] Das für die Krankheitserscheinungen ursächliche Toxin Tetanospasmin wird entlang von Nervenbahnen oder über das Blut zur grauen Substanz des Rückenmarks transportiert. Dort spaltet es das Synaptobrevin, welches an der Ausschüttung von Neurotransmittern beteiligt ist. Hierdurch werden die hemmenden Synapsen von Motoneuronen blockiert, wodurch das Nervensystem nicht mehr hemmend auf den betroffenen Muskel einwirken kann. Tetanospasmin wirkt daher als Neurotoxin und gilt als eines der stärksten bekannten Gifte. Die minimale tödliche Dosis für Menschen wird auf weniger als 2,5 ng pro kg Körpergewicht geschätzt.[3] Klinische Krankheitszeichen beginnen mit Kopfschmerzen und gesteigerter Reflexauslösbarkeit. Schrittweise folgt die Ausbildung des Trismus (Kieferklemme durch Tonuserhöhung der Kaumuskulatur), des Risus sardonicus (Teufelsgrinsen, bewirkt durch die Kontraktion der mimischen Muskulatur) und eine Verkrampfung der Streckmuskulatur des Rumpfes, Opisthotonus genannt, sowie Streckkrämpfe von Rumpf und Extremitäten, welche durch äußere Reize begünstigt werden. Diese Zeichen nehmen zu und können äußerst schmerzhaft werden, wenn Muskeln klonisch kontrahiert werden und schließlich der Kranke in Rückenlage nur noch auf Kopf und Fersen ruht. Auch Wirbelsäulenbrüche sind hierdurch vorgekommen. Eine ausführliche Darstellung des Krankheitsbildes Tetanus siehe dort.

Therapie

Die Therapie des Tetanus erfolgt zum einen durch Behandlung der Quelle weiterer Erreger beziehungsweise Toxine durch chirurgische Wundrevision mit ausgedehntem Débridement. Zusätzlich erfolgt eine hochdosierte Gabe von Penicillin oder Breitspektrumantibiotika, da häufig eine Mischinfektion vorliegt. Bei tiefen, verschmutzten Wunden und vorhandener Grundimmunisierung und zuletzt erfolgter Auffrischung vor mehr als 5 Jahren erfolgt eine aktive Immunisierung mit Tetanustoxoid. Bei unvollständiger Grundimmunisierung innerhalb der letzten 10 Jahre bzw. unklarem Impfstatus erfolgt eine kombinierte aktive (Tetanustoxoid) und passive (Hyperimmunglobulin) Immunisierung. Bei vorhandener Grundimmunisierung oder Auffrischung in den letzten 5 Jahren ist keine Prophylaxe erforderlich.

Meldepflicht

Der Nachweis von Clostridium tetani ist nach dem deutschen Bundesgesetz Infektionsschutzgesetz nicht meldepflichtig. In einigen deutschen Bundesländern und in der Schweiz besteht jedoch eine Meldepflicht für Tetanus (siehe dort) oder wird die Einführung einer solchen diskutiert. Auskünfte erteilen dazu die obersten Gesundheitsbehörden der jeweiligen Bundesländer. Insbesondere besteht in Mecklenburg-Vorpommern eine Meldepflicht nach dem Gesetz zur Ausführung des Infektionsschutzgesetzes[7] zur nichtnamentlichen Meldung bezüglich direktem oder indirektem Nachweis von Clostridium tetani.

Literatur

M. Frink, C. W. Muller, S. Ziesing, C. Krettek: Tetanusprophylaxe in der Notaufnahme. In: Unfallchirurg. 109(11), 2006 Nov, S. 977–983. PMID 17021900

Weblinks

Video: Clostridium tetani - Vermehrung und Bewegung. Institut für den Wissenschaftlichen Film (IWF) 1960, zur Verfügung gestellt von der Technischen Informationsbibliothek (TIB), doi:10.3203/IWF/E-304.
Type strain of Clostridium tetani at BacDive - the Bacterial Diversity Metadatabase

Einzelnachweise

F. Hofmann: Tetanus. Aus: Impfkompendium. Hrsg.: Heinz Spiess, Ulrich Heininger, Wolfgang Jilg. 8. Auflage. Georg Thieme Verlag, 2015, ISBN 978-3-13-498908-3, S. 272 ff.
CPT: CliniPharm/CliniTox. Abgerufen am 11. April 2019.
NUTZENDOKUMENTATION VON STANDARDIMPFSTOFFEN: TETANUS. Arznei-Telegramm, 19. Februar 2016, S. 17–20, abgerufen am 12. Oktober 2019.
Martha H. Roper et al.: Tetanus Toxoid. In: Stanley A. Plotkin et al. (Hrsg.): Plotkin’s Vaccines. 7. Auflage. Elsevier, Philadelphia 2017, ISBN 978-0-323-35761-6, S. 1052 ff., doi:10.1016/B978-0-323-35761-6.00058-4.
Tetanus. In: Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases. Centers for Disease Control and Prevention, 2006, abgerufen am 11. April 2019 (englisch).
Arne C. Rodloff: Obligat anaerobe, sporenbildende Stäbchen (Clostridien). In: Sebastian Suerbaum, Gerd-Dieter Burchard, Stefan H. E. Kaufmann, Thomas F. Schulz (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-662-48678-8, S. 324, doi:10.1007/978-3-662-48678-8_39.
Landtag Mecklenburg-Vorpommern: Gesetz zur Ausführung des Infektionsschutzgesetzes. (Infektionsschutzausführungsgesetz – IfSAG M-V). In: landesrecht-mv.de. Abgerufen am 16. November 2020 (Fundstelle: GVOBl. M-V 2006, S. 524, Stand: letzte berücksichtigte Änderung: zuletzt geändert durch Artikel 4 des Gesetzes vom 16. Mai 2018 (GVOBl. M-V S. 183, 184)).

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[:1-1] F. Hofmann: Tetanus. Aus: Impfkompendium. Hrsg.: Heinz Spiess, Ulrich Heininger, Wolfgang Jilg. 8. Auflage. Georg Thieme Verlag, 2015, ISBN 978-3-13-498908-3, S. 272 ff.

[2] CPT: CliniPharm/CliniTox. Abgerufen am 11. April 2019.

[:0-3] NUTZENDOKUMENTATION VON STANDARDIMPFSTOFFEN: TETANUS. Arznei-Telegramm, 19. Februar 2016, S. 17–20, abgerufen am 12. Oktober 2019.

[:2-4] Martha H. Roper et al.: Tetanus Toxoid. In: Stanley A. Plotkin et al. (Hrsg.): Plotkin’s Vaccines. 7. Auflage. Elsevier, Philadelphia 2017, ISBN 978-0-323-35761-6, S. 1052 ff., doi:10.1016/B978-0-323-35761-6.00058-4.

[5] Tetanus. In: Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases. Centers for Disease Control and Prevention, 2006, abgerufen am 11. April 2019 (englisch).

[6] Arne C. Rodloff: Obligat anaerobe, sporenbildende Stäbchen (Clostridien). In: Sebastian Suerbaum, Gerd-Dieter Burchard, Stefan H. E. Kaufmann, Thomas F. Schulz (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-662-48678-8, S. 324, doi:10.1007/978-3-662-48678-8_39.

[7] Landtag Mecklenburg-Vorpommern: Gesetz zur Ausführung des Infektionsschutzgesetzes. (Infektionsschutzausführungsgesetz – IfSAG M-V). In: landesrecht-mv.de. Abgerufen am 16. November 2020 (Fundstelle: GVOBl. M-V 2006, S. 524, Stand: letzte berücksichtigte Änderung: zuletzt geändert durch Artikel 4 des Gesetzes vom 16. Mai 2018 (GVOBl. M-V S. 183, 184)).