3.3 Krankheiten der modernen Gesellschaft

3.3.1 Infektionskrankheit – Befall des Körpers durch Krankheitserreger

Entstehung und Verlauf einer Infektionskrankheit

Infektion:

Die Infektion kann sich über ein bis vier Tage erstrecken. Krankheitserreger (z.B. Viren, Bakterien) dringen über die Atemwege, Wunden etc. in den Körper ein und vermehren sich. Die Körpertemperatur liegt noch unter 37 °C im Normalbereich.

Inkubationszeit:

Innerhalb der Inkubationszeit von vier bis zehn Tagen steigt die Körpertemperatur nun leicht an. Die Krankheitserreger vermehren sich, während das Immunsystem gegen die Erreger ankämpft. Können die Erreger abgewehrt werden, dann bricht keine Krankheit aus. Wird die Vermehrung der Erreger nicht gestoppt, dann erkrankt der Körper.

1. Krankheitsstadium:

Ab dem 10. – 13. Tag steigt nun die Körpertemperatur über 39 °C an, was als „Fieber“ bezeichnet wird. Erste Symptome wie Schnupfen und Husten zeigen sich. Die Erreger vermehren sich weiter.

2. Krankheitsstadium:

Bis zum 19. Tag kann nun die Körpertemperatur bis auf 40°C steigen. Hierbei verteilen sich die Erreger weiter im ganzen Körper.

Genesung:

Nach ein bis zwei Wochen kann die Genesung eintreten. Das Immunsystem tötet die Krankheitserreger ab. Je nach Art der Infektionskrankheit wird das Immunsystem dabei durch Medikamente unterstützt.

Folgeerkrankungen/Tod:

Überlebt man die Infektion nach längerem Krankheitsverlauf, so ist das Immunsystem sehr geschwächt. Es kommt zu Folgeerkrankungen, wie z.B. Mittelohrentzündung oder Lungenentzündung. Kann das Immunsystem die Erreger nicht abwehren, tritt im schlimmsten Fall der Tod ein.

Belinda Flemming: Schema zur Entstehung und zum Verlauf einer Infektionskrankheit, CC BY-SA 3.0

Zelltypen des Immunabwehrsystems werden hauptsächlich im Knochenmark gebildet:

Fresszellen: ständige Patrouillie in unseren Blutgefäßen, um alles Fremde aus dem Weg zuräumen

T-Helferzellen: Aussenden von Botensubstanzen und Koordination der Abwehr

Killerzellen: gezielte Zerstörung infizierter Zellen oder Krebszellen

Plasmazellen: Produktion von Antikörpern auf Anfrage der T-Helferzellen

Gedächtniszellen: überleben den Kampf und schützen uns fortan vor einer Zweitinfektion

Antikörper: Y-förmige Eiweißmoleküle, markieren alles Körperfremde, verklumpen es und geben es den Fresszellen frei

3.3.2 Die Entdeckung und Isolierung von Antibiotika

Der englische Bakteriologe Alexander Fleming fand eines Tages auf dem Nährboden einer Bakterienzucht einige verschimmelte Stellen vor. Er stellte fest, dass dort keine Bakterienkolonien wuchsen. Der Grund war ein Stoff den der Schimmelpilz absonderte, der die Zellteilung und damit das Wachstum der Bakterienkolonien verhinderte. Einen solchen Hemstoff produziert auch der Schimmelpilz Penicillium notatum, mit dem Namen „Penicillin“. Für die Entdeckung dieser Sensation erhielt Alexander Fleming 1945 den Nobelpreis.

Im Lauf der Jahre zeigten jedoch Bakterien Resistenzen gegen das Antibiotikum Penicillin und die Artenzahl stieg weiter an. Daraufhin wurden neue Penicillin-Varianten entwickelt, bis erneut Resistenz auftrat.

Heute wird oft ein Gemisch verschiedener Stoffe (Breitbandantibiotikum) eingesetzt um Infektionskrankheiten, die auf bakteriellen Infektionen basieren, zu therapieren. Diese werden aus Pflanzen oder Pilzen gewonnen oder von Mikroorganismen produziert.

Antibiotikum = Stoff, der in geringer Konzentration Mikroorganismen abtötet oder ihre Vermehrung hemmt

Das Antibiotikum Penicillin schädigt ausschließlich Bakterien, nicht die menschlichen Zellen. Jedoch zerstören die Antibiotika auch die nützlichen Bakterien der menschlichen Darmflora.

Daher kommt es bei der Einnahme von Antibiotika auch immer wieder zu Nebenwirkungen wie Verdauungsstörungen und allergischen Reaktionen (Überempfindlichkeit). Daher soll die Einnahme in jedem Fall nur unter ärztlicher Kontrolle erfolgen und Antibiotika nur bei starken Erkrankungen Anwendung finden.

3.3.3 Grippe – Verlauf einer Viruserkrankung

Die Übertragung von Grippeviren erfolgt durch Tröpfcheninfektion, zum Beispiel durch sprechen, husten oder niesen. Über den Hals-Nasen-Rachenraum gelangt dann der Virus in die Lunge in die lebenden Zellen des Lungengewebes.

Belinda Flemming: Verlauf einer Infektion mit Grippeviren (Influenza)

In der lebenden Zelle bewirkt der Virus die Umstellung des Stoffwechsels der Zelle auf seine Bedürfnisse. Die Wirtszelle muss also nun den eingedrungenen Krankheitserreger mit allem notwendigen Material versorgen („bewirten“). Sie produziert Proteine und die Erbsubstanz des Grippevirus in vielfacher Ausfertigung. Steht ausreichend Baumaterial zur Verfügung, erfolgt in der Wirtszelle die Zusammenlagerung der Virusbausteine zu zahlreichen neuen, vollständigen Viren. Ein Vermehrungszyklus dauert manchmal nur 30 min. Nach und nach werden die Grippeviren von der Wirtszelle freigesetzt, wonach der sofortige Befall neuer lebender Zellen stattfindet. Die Erreger vermehren sich im Körper und liegen dann in einer hohen Konzentration vor, wodurch die Krankheitssymptome ausgelöst werden.

Vermeidung einer Infektion und Prophylaxe:

Um sich vor einer Infektion zu schützen sollte man Händeschütteln vermeiden, häufig Räume stoßlüften und beim Husten und Niesen ein Taschentuch vorhalten. Zur Gesundheitsprophylaxe können Schutzimpfungen vorgenommen werden. Durch aktive Immunisierung kann ein langfristiger Schutz vor Krankheitserregern erreicht werden. Schutzimpfungen bei plötzlichem akutem Erregerbefall enthalten bereits Antikörper zur direkten Bekämpfung, es findet eine passive Immunisierung statt. Es werden hier keine Gedächtniszellen gebildet, wodurch kein dauerhafter Schutz bestehen bleibt.

Belinda Flemming: Aktive und passive Immunisierung, CC BY-SA 3.0

3.3.4 Allergie – Überreaktion des Immunsystems

Eine Allergie ist eine Überreaktion des Immunsystems auf bestimmte Stoffe der Umwelt, die vom Körper als Antigene erkannt werden. Wenn ein Antigen eine Allergie auslöst, bezeichnet man das Antigen als Allergen.

Allergen = Allergie auslösender Stoff

Allergene gelangen mit der Atemluft, der Nahrung oder direkt über Hautkontakt in unseren Körper und rufen dort eine Abwehrreaktion hervor, wie Krankheitserreger.

Sofortige allergische Reaktionen werden durch Allergene wie Pollen, Hausstaub, Tierhaare, Insektengift, Schimmelpilzsporen, Stoffen in Nahrungsmitteln und Kosmetika ausgelöst.

Allergische Reaktion können auch erst nach Tagen oder Wochen ausgelöst werden von zum Beispiel Seifen, Pflegeprodukte, Kosmetika, Schmuck oder Hosenknöpfen aus Nickel.

Die Symptome von allergischen Reaktionen sind immer Hautausschläge, Rötungen und/oder Schwellungen.

Entstehung und Verlauf einer Allergie

1. Sensibilisierung: Antigene gelangen über die Haut bzw. Schleimhaut in den Körper. Sie rufen Immunreaktionen hervor. Plasmazellen produzieren Antikörper, die sich mit Antigenen verbinden und diese unschädlich machen. Ein Teil der Antikörper heftet sich an Mastzellen, die sich in der Haut und in der Schleimhaut befinden.

Eine allergische Reaktion kann nur auftreten, wenn zuvor eine Sensibilisierung stattgefunden hat. Der Betroffene hat vor einer allergischen Reaktion (oft unbemerkt) Kontakt mit dem
Allergen. Danach tritt die allergische Reaktion auf ein bestimmtes Allergen plötzlich auf und bereits bei Kontakt mit geringen Mengen dieses Allergens kommt es zu Beschwerden.

Belinda Flemming: Entstehung einer Allergie – Sensibilisierung beim ersten Pollenkontakt, CC BY-SA 3.0

b) Bereitstellung eines geeigneten Vektors:

Vektoren sind Transportmittel zur Übertragung von Fremd-DNA. Im Fall der Bakterien kann man Plasmide (kleine ringförmige DNA-Stücke in Bakterienzellen) oder Viren verwenden. Das Plasmid muss mit dem gleichen Restriktionsenzym aufgeschnitten werden wir die Spender-DNA.

c) Verknüpfung von Spender-DNA und Plasmid:

Die Spender-DNA kann in das Plasmid eingebaut werden, da die Sticky Ends der verschiedenen DNA-Stücke genau zueinander passen. Die Verknüpfung erfolgt mit Hilfe von Ligasen. Als Ergebnis liegt wieder ein geschlossener Ring vor, der jetzt die fremde DNA enthält. Man spricht von einem Hybridplasmid.

Belinda Flemming: Verlauf einer Allergie – allergische Reaktion beim zweiten Pollenkontakt, CC BY-SA 3.0

Bei häufigem Kontakt mit dem Allergen ist oft eine Verstärkung der Beschwerden zu beobachten. Bereits eine geringe Menge des Allergens löst das Platzen der Bläschen in den Mastzellen aus. Histamin wird freigesetzt und die allergische Reaktion auslöst. Bei erneuten Kontakten mit dem Allergen können sich immer wieder neu Antikörper bilden, die sich an die Oberfläche von Mastzellen anheften. Bei häufigem Allergenkontakt wird mehr Histamin ausgeschüttet und die allergische Reaktion tritt heftiger auf.

Beispiel: Heuschnupfen – Verlauf einer Pollenallergie

Pollen von Blütenpflanzen gelangen als Antigene in die Atemwege, wo sie die Produktion von Antikörpern hervorrufen. Die Antikörper kommen mit bestimmten Zellen des Immunsystems – den Mastzellen – in Kontakt. Daraufhin schütten die Mastzellen große Mengen des Stoffes Histamin aus. Histamin bewirkt die Erweiterung der Blutgefäße und die Durchlässigkeit der Gefäßwände für die Makrophagen. Die Haut rötet sich, Schleimhäute schwellen an und sondern vermehrt Schleim ab. Bronchien verengen sich und die Nase läuft. Der Juckreiz in der Nase führt zu starken Niesanfällen. Durch Augenjucken werden diese ebenfalls gerötet, was zusätzlich zu Tränenfluss führt. Die allergische Reaktion ruft Ermüdungserscheinungen und Abgeschlagenheit hervor. In schweren Fällen kann durch die Verengung der Bronchien Asthma auftreten.

Die Ursachen von Allergien sind nicht vollständig erforscht. Zur Aufklärung über mögliche allergieauslösende Allergene werden Hauttests gemacht. Hiebei werden Testsubstanzen mit der Haut in Kontakt gebracht oder unter die Haut gespritzt. Treten an den betreffenden Stellen nach kurzer Zeit Quaddeln oder Rötungen auf, liegt eine Allergie für das getestete Allergen vor.

Vorsorge für Allergiker:

• Kontakt mit Allergenen vermeiden
• Abschwächung der allergischen Reaktion durch Behandlung mit Medikamenten, welche die Freisetzung von Histamin verhindern oder das freigesetzte Histamin binden (wirken nur kurze Zeit, Einnahme in regelmäßigen Abständen)