Grundlagen der Immunologie und Mikrobiologie

Frau WeberHallo und herzlich willkommen! Ich bin Frau Weber, und bei mir ist Lena, eine Auszubildende. Heute geht es um die Grundlagen der Immunologie und der Mikrobiologie. Die Immunologie ist die Lehre vom Abwehrsystem des Körpers. Die Mikrobiologie ist die Lehre von den kleinsten Lebewesen, zum Beispiel Bakterien, und von Viren. Ein kurzer Hinweis vorab: Dieser Podcast ist Teil eurer Ausbildung und ersetzt nicht den Hygieneplan eurer Einrichtung.

LenaHallo! Ich habe neulich den Film „Contagion“ gesehen. Da geht es um eine Pandemie.

Frau WeberGenau. Der Film zeigt sehr eindrücklich, wie schnell sich ein Erreger ausbreiten kann und wie wichtig Hygiene ist. Wir gehen heute so vor: Zuerst lernt ihr die Bestandteile des Abwehrsystems kennen. Dann geht es um die Infektionsprophylaxe, also die Vorbeugung von Infektionen, und um Impfungen. Danach klären wir wichtige Begriffe rund um Infektionen. Dann vergleichen wir Bakterien und Viren. Und zum Schluss schauen wir uns am Beispiel einer Infektionskrankheit an, wie man sie beschreibt.

Frau WeberBeginnen wir mit dem Abwehrsystem, dem Immunsystem. Unser Körper ist ständig von Krankheitserregern umgeben. Das Immunsystem schützt uns davor. Man unterscheidet zwei große Teile: die angeborene und die erworbene Abwehr.

Frau WeberDie angeborene Abwehr, auch unspezifische Abwehr genannt, haben wir von Geburt an. Sie reagiert sofort, aber nicht gezielt auf einen bestimmten Erreger. Dazu gehören zuerst die äußeren Barrieren: die intakte Haut, die Schleimhäute mit ihrem Schleim und den Flimmerhärchen, die Magensäure, die viele Keime abtötet, und die Tränenflüssigkeit und der Speichel, die Stoffe enthalten, die Bakterien angreifen. Auch unsere natürliche Bakterienflora auf der Haut und im Darm schützt uns, weil sie gefährlichen Keimen den Platz wegnimmt.

Frau WeberWenn Erreger diese Barrieren überwinden, kommen Abwehrzellen zum Einsatz, zum Beispiel Fresszellen. Sie heißen so, weil sie Erreger aufnehmen und verdauen. Der Fachbegriff dafür ist Phagozytose. Dazu kommen bestimmte Eiweiße im Blut, die Erreger angreifen, und die Entzündungsreaktion. Auch Fieber gehört zur Abwehr, weil viele Erreger sich bei höherer Temperatur schlechter vermehren.

Frau WeberDie erworbene Abwehr, auch spezifische Abwehr genannt, lernt im Laufe des Lebens dazu. Sie reagiert gezielt auf einen bestimmten Erreger. Dafür braucht sie beim ersten Kontakt einige Tage. Die wichtigsten Zellen sind die Lymphozyten, eine Gruppe der weißen Blutkörperchen. Die B-Lymphozyten bilden Antikörper. Antikörper sind Eiweiße, die genau zu einem bestimmten Erreger passen, wie ein Schlüssel zum Schloss. Sie markieren ihn, damit er unschädlich gemacht werden kann. Die T-Lymphozyten koordinieren die Abwehr und können infizierte Körperzellen direkt zerstören.

LenaUnd warum wird man bei manchen Krankheiten nur einmal krank?

Frau WeberDas liegt an den sogenannten Gedächtniszellen. Nach einer Infektion bleiben bestimmte Lymphozyten übrig, die sich an den Erreger „erinnern“. Wenn derselbe Erreger später wiederkommt, erkennen sie ihn sofort und die Abwehr reagiert viel schneller und stärker. Oft merkt man dann gar nicht, dass man angesteckt wurde. Man ist immun. Genau dieses Prinzip nutzen auch Impfungen.

Frau WeberKommen wir zur Infektionsprophylaxe. Welche Maßnahmen kennt ihr schon? Überlegt kurz … Die wichtigste Maßnahme überhaupt ist die hygienische Händedesinfektion. Die meisten Keime im Krankenhaus werden über die Hände übertragen. Die Weltgesundheitsorganisation nennt fünf Momente, in denen ihr eure Hände desinfizieren müsst: Erstens vor dem Kontakt mit einem Patienten. Zweitens vor einer aseptischen Tätigkeit, also zum Beispiel vor dem Richten einer Infusion oder vor einem Verbandswechsel. Drittens nach dem Kontakt mit möglicherweise infektiösen Materialien, zum Beispiel mit Blut, Urin oder Wundsekret. Viertens nach dem Kontakt mit einem Patienten. Und fünftens nach dem Kontakt mit der direkten Umgebung des Patienten, zum Beispiel mit dem Bett oder dem Nachttisch.

Frau WeberWeitere wichtige Maßnahmen sind: Schutzkleidung wie Handschuhe, Schutzkittel und Mund-Nasen-Schutz, wenn es nötig ist. Die Reinigung und Desinfektion von Flächen und Geräten. Das sichere Entsorgen von Abfall und von spitzen Gegenständen. Die Isolierung von Patienten mit bestimmten ansteckenden Erregern. Sauberes Arbeiten bei Kathetern, Zugängen und Wunden. Und natürlich die Impfung.

Frau WeberKommen wir zu den Impfungen. Man unterscheidet zwei Arten. Bei der aktiven Impfung bekommt man abgeschwächte oder abgetötete Erreger oder nur Teile davon. Das Immunsystem lernt den Erreger kennen, bildet Antikörper und Gedächtniszellen, ohne dass man richtig krank wird. Der Schutz hält oft viele Jahre, manchmal lebenslang. Beispiele sind die Impfungen gegen Masern, Tetanus oder Grippe.

Frau WeberBei der passiven Impfung bekommt man dagegen fertige Antikörper gespritzt. Der Schutz wirkt sofort, hält aber nur einige Wochen, weil das Immunsystem selbst nichts lernt. Das nutzt man zum Beispiel, wenn jemand ungeimpft mit Tetanus oder Tollwut in Kontakt gekommen ist und schnell geschützt werden muss.

Frau WeberIn Deutschland gibt die Ständige Impfkommission, kurz STIKO, Empfehlungen, welche Impfungen für wen sinnvoll sind. Für euch als Beschäftigte im Gesundheitswesen sind besonders wichtig: die Impfungen gegen Hepatitis B, Masern, Mumps, Röteln und Windpocken, gegen Keuchhusten und die jährliche Grippeimpfung. Gegen Masern ist ein Impfschutz für Beschäftigte in medizinischen Einrichtungen sogar gesetzlich vorgeschrieben. Impfungen schützen euch selbst und eure Patienten, die oft ein schwaches Immunsystem haben.

Frau WeberKommen wir zu wichtigen Begriffen rund um Infektionen. Eine Infektion ist das Eindringen und Vermehren von krankmachenden Erregern in einem Wirt, also zum Beispiel im Menschen. Der Körper reagiert darauf mit einer Abwehrreaktion, oft mit Entzündungszeichen, und es kann zu Schäden kommen. Krankmachende Erreger nennt man pathogen.

Frau WeberBei einer lokalen Infektion beschränkt sich die Infektion auf die Eintrittsstelle des Erregers und ihre nähere Umgebung. Ein Beispiel ist eine infizierte Wunde oder eine Nagelbettentzündung. Hier fragt man nach den Kardinalsymptomen.

LenaSind das die klassischen Zeichen wie Rötung und Schmerz?

Frau WeberGenau. Und hier ist ein kleiner, aber wichtiger Unterschied. Die fünf Kardinalsymptome sind eigentlich die klassischen Zeichen einer Entzündung. Eine Entzündung ist die Reaktion des Körpers auf eine Schädigung, und eine Infektion ist eine häufige Ursache dafür. Die fünf Zeichen sind, mit ihren lateinischen Namen: Erstens Rubor, die Rötung. Zweitens Calor, die Überwärmung. Drittens Tumor, die Schwellung. Viertens Dolor, der Schmerz. Und fünftens Functio laesa, die gestörte Funktion. Fieber gehört nicht zu diesen fünf örtlichen Zeichen. Fieber ist ein Zeichen dafür, dass der ganze Körper reagiert.

Frau WeberUnd Achtung: Nicht jede Entzündung ist eine Infektion. Wenn ihr von einer Mücke gestochen werdet und die Stelle rot und geschwollen wird, ist das eine Entzündungsreaktion, oft auch eine kleine allergische Reaktion, aber meist keine Infektion. Auch eine Verbrennung oder eine Prellung führt zu einer Entzündung ohne Erreger. Eine Infektion wird es erst, wenn Erreger eindringen und sich vermehren, zum Beispiel wenn man den Mückenstich aufkratzt und Bakterien hineinkommen.

Frau WeberBei einer systemischen Infektion werden die Erreger aus einer lokalen Infektion in die Blutbahn eingeschwemmt. Sie können sich dann über ganze Organsysteme oder im ganzen Körper ausbreiten. Das führt zu einer Entzündungsreaktion im ganzen Körper, mit Fieber, schnellem Puls und Krankheitsgefühl. Im schlimmsten Fall entsteht eine Sepsis, eine lebensbedrohliche Reaktion des Körpers auf eine Infektion. Eine Sepsis ist ein Notfall.

Frau WeberDann gibt es obligate und opportunistische Infektionen. Oft liest man, dass obligate Infektionen von Erregern verursacht werden, die immer zur Krankheit führen, zum Beispiel der Erreger der Tuberkulose. Das ist so nicht richtig. Obligat pathogene Erreger sind Erreger, die auch bei einem gesunden Menschen mit intaktem Immunsystem eine Krankheit auslösen können. Ob es wirklich zur Erkrankung kommt, hängt aber von vielen Faktoren ab. Gerade bei der Tuberkulose ist es sogar so, dass sich die meisten angesteckten Menschen nie krank fühlen. Das Immunsystem kapselt die Erreger ein, und sie ruhen im Körper. Man nennt das eine latente Tuberkulose. Nur etwa fünf bis zehn Prozent der Infizierten erkranken im Laufe ihres Lebens an einer aktiven Tuberkulose, besonders wenn das Immunsystem geschwächt ist.

Frau WeberOpportunistische Infektionen werden dagegen von Erregern verursacht, die für gesunde Menschen normalerweise harmlos sind. Sie führen nur unter bestimmten Bedingungen zu einer Infektion, vor allem wenn das Immunsystem geschwächt ist. Das ist zum Beispiel bei Menschen mit einer fortgeschrittenen H I V-Infektion der Fall, bei Menschen nach einer Organtransplantation oder bei einer Chemotherapie, also bei Menschen, deren Immunsystem durch Medikamente unterdrückt wird. Ein Beispiel ist ein Pilzbefall im Mund, der Soor.

LenaUnd was ist eine nosokomiale Infektion?

Frau WeberEine nosokomiale Infektion ist eine Infektion, die im zeitlichen Zusammenhang mit einem Krankenhausaufenthalt oder einer anderen medizinischen Behandlung steht. Man spricht davon meist, wenn die Infektion frühestens achtundvierzig Stunden nach der Aufnahme auftritt. Denn dann hat sich der Patient wahrscheinlich erst im Krankenhaus angesteckt. Typische nosokomiale Infektionen sind Harnwegsinfektionen durch Blasenkatheter, Wundinfektionen nach Operationen, Lungenentzündungen und Blutvergiftungen durch Venenkatheter.

Frau WeberOft wird als Ursache „unzureichende Hygienepraktiken“ genannt. Das ist eine wichtige Ursache, aber nicht die einzige. Viele nosokomiale Infektionen entstehen durch die eigenen Keime des Patienten, zum Beispiel aus seinem Darm oder von seiner Haut, die durch einen Katheter oder eine Operation an eine Stelle gelangen, wo sie nicht hingehören. Man nennt das eine endogene Infektion. Dazu kommen das geschwächte Immunsystem vieler Patienten und die vielen Eingriffe. Man schätzt, dass etwa ein Drittel der nosokomialen Infektionen durch gute Hygiene vermeidbar ist. Das ist viel, und deshalb ist eure Händehygiene so wichtig. Aber nicht jede nosokomiale Infektion ist ein Hygienefehler.

Frau WeberUnd dann gibt es die iatrogene Infektion. „Iatros“ ist das griechische Wort für Arzt. Eine iatrogene Infektion ist eine Infektion, die durch eine medizinische Behandlung verursacht wird, zum Beispiel durch eine Operation, eine Injektion oder das Legen eines Katheters. Viele nosokomiale Infektionen sind also gleichzeitig iatrogen.

Frau WeberKommen wir zur Mikrobiologie. Wir vergleichen Viren und Bakterien Punkt für Punkt, wie in einer Tabelle.

Frau WeberErste Zeile: Sind es Lebewesen? Bakterien sind Lebewesen. Sie sind einzellige Organismen, die sich selbst ernähren und vermehren können. Viren sind dagegen keine eigenständigen Lebewesen. Sie bestehen im Wesentlichen nur aus Erbinformation und einer Hülle aus Eiweiß. Sie können sich nicht selbst vermehren, sondern brauchen dafür eine lebende Zelle.

Frau WeberZweite Zeile: Größe. Bakterien sind sehr klein, meist ein bis einige tausendstel Millimeter. Man kann sie mit einem normalen Lichtmikroskop sehen. Viren sind noch viel kleiner, etwa zehn- bis hundertmal kleiner als Bakterien. Man sieht sie nur mit einem Elektronenmikroskop.

Frau WeberDritte Zeile: Stoffwechsel. Bakterien haben einen eigenen Stoffwechsel. Sie nehmen Nährstoffe auf und wandeln sie um. Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel. Sie nutzen den Stoffwechsel der Zelle, die sie befallen.

Frau WeberVierte Zeile: Vermehrung. Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung. Unter guten Bedingungen teilen sich manche alle zwanzig Minuten. Deshalb können sie sich sehr schnell vermehren. Viren dringen in eine Wirtszelle ein und bringen die Zelle dazu, neue Viren herzustellen. Oft geht die Zelle dabei zugrunde.

Frau WeberFünfte Zeile: Welche Krankheiten verursachen sie? Beispiele für Krankheiten durch Bakterien sind viele Lungenentzündungen, Harnwegsinfektionen, Wundinfektionen, die Tuberkulose, Scharlach und Salmonellen-Infektionen. Beispiele für Krankheiten durch Viren sind Erkältungen, die Grippe, C O V I D neunzehn, Masern, Windpocken, Hepatitis B und die H I V-Infektion.

LenaUnd die Antibiotika wirken gegen beide, oder?

Frau WeberNein, und das ist die wichtigste Zeile der Tabelle. Antibiotika wirken nur gegen Bakterien. Gegen Viren wirken sie nicht, weil Viren keinen eigenen Stoffwechsel und keine Zellwand haben, an denen Antibiotika angreifen könnten. Gegen manche Viren gibt es spezielle Medikamente, sogenannte Virostatika, zum Beispiel gegen H I V oder gegen Herpes. Bei einer normalen Erkältung, die fast immer von Viren kommt, bringen Antibiotika also nichts. Im Gegenteil: Wer Antibiotika zu oft oder unnötig nimmt, fördert, dass Bakterien unempfindlich werden. Das nennt man Resistenz. Resistente Keime, zum Beispiel M R S A, sind ein großes Problem in Krankenhäusern.

Frau WeberUnd sechste Zeile: Nutzen für den Menschen. Viele Bakterien sind für uns sehr nützlich. Die Bakterien in unserem Darm helfen bei der Verdauung, bilden Vitamine und schützen vor Krankheitserregern. Die Bakterien auf unserer Haut schützen sie ebenfalls. Und Bakterien werden bei der Herstellung von Lebensmitteln wie Joghurt, Käse oder Sauerkraut genutzt. Viren haben für den einzelnen Menschen meist keinen direkten Nutzen. In der Forschung und Medizin werden sie aber zum Beispiel für Impfstoffe und in der Gentherapie genutzt.

Frau WeberNeben Bakterien und Viren gibt es noch weitere Krankheitserreger, zum Beispiel Pilze, die unter anderem Fußpilz oder Soor verursachen, und Parasiten wie Würmer, Läuse oder Krätzmilben.

Frau WeberKommen wir zu den Infektionskrankheiten. Eine Infektionskrankheit beschreibt man gut mit sechs Punkten: Ätiologie, also die Ursache, Infektionsweg, Klinik, also die Beschwerden, Therapie, Komplikationen und Prävention. Ich zeige euch das an einem Beispiel, das ihr in der Praxis sehr oft erleben werdet: dem Norovirus.

Frau WeberErstens die Ätiologie: Die Ursache ist eine Infektion mit dem Norovirus. Es ist einer der häufigsten Erreger von Magen-Darm-Infektionen und ist extrem ansteckend. Schon sehr wenige Viruspartikel reichen für eine Ansteckung. Zweitens der Infektionsweg: Das Virus wird mit dem Stuhl und dem Erbrochenen ausgeschieden. Die Übertragung erfolgt vor allem über die Hände und über verunreinigte Flächen, also als Schmierinfektion, und beim Erbrechen auch über winzige Tröpfchen in der Luft. Man spricht von einer fäkal-oralen Übertragung.

Frau WeberDrittens die Klinik: Nach einer kurzen Zeit, meist ein bis zwei Tage, beginnen plötzlich heftiges Erbrechen, oft schwallartig, und Durchfall, dazu Bauchschmerzen, Übelkeit und ein starkes Krankheitsgefühl. Die Beschwerden dauern meist ein bis drei Tage. Viertens die Therapie: Es gibt kein Medikament gegen das Virus. Die Behandlung besteht vor allem darin, den Flüssigkeits- und Salzverlust auszugleichen, durch Trinken oder, wenn nötig, durch Infusionen nach ärztlicher Anordnung.

Frau WeberFünftens die Komplikationen: Die größte Gefahr ist der Flüssigkeitsmangel, besonders bei alten Menschen, kleinen Kindern und Menschen mit Vorerkrankungen. Er kann zu Kreislaufproblemen, Verwirrtheit und Nierenversagen führen. Und sechstens die Prävention: Betroffene Patienten werden isoliert. Ihr tragt Schutzkittel und Handschuhe und bei Erbrechen einen Mund-Nasen-Schutz. Besonders wichtig ist die Händedesinfektion mit einem Mittel, das gegen Noroviren wirksam ist. Nicht jedes Desinfektionsmittel wirkt gegen dieses Virus, achtet also auf die Angaben im Hygieneplan. Flächen werden gründlich desinfiziert, und Pflegende, die selbst erkranken, bleiben zu Hause, bis sie mindestens zwei Tage beschwerdefrei sind. Außerdem gibt es eine Meldepflicht nach dem Infektionsschutzgesetz, zum Beispiel wenn mehrere Fälle zusammenhängen.

LenaDas hilft mir sehr. Nach diesem Schema kann ich jede Infektionskrankheit beschreiben.

Frau WeberGenau so ist es gedacht, Lena. Mit den sechs Punkten habt ihr ein Gerüst, das ihr für jede Krankheit nutzen könnt, zum Beispiel für die Grippe, die Tuberkulose oder eine Harnwegsinfektion.

Frau WeberWir sind am Ende der Stunde. Hier die wichtigsten Punkte zusammengefasst. Das Immunsystem hat eine angeborene, unspezifische Abwehr, die sofort reagiert, und eine erworbene, spezifische Abwehr mit Antikörpern und Gedächtniszellen. Impfungen nutzen dieses Gedächtnis. Bei der aktiven Impfung lernt der Körper selbst, bei der passiven bekommt er fertige Antikörper. Die wichtigste Maßnahme der Infektionsprophylaxe ist die Händedesinfektion in den fünf Momenten.

Frau WeberEine Infektion ist das Eindringen und Vermehren von Erregern. Die fünf Kardinalsymptome einer Entzündung sind Rötung, Überwärmung, Schwellung, Schmerz und gestörte Funktion. Fieber gehört nicht dazu, sondern zeigt eine Reaktion des ganzen Körpers. Obligat pathogene Erreger können auch Gesunde krank machen, aber nicht jede Infektion führt zur Krankheit, bei der Tuberkulose nur etwa fünf bis zehn Prozent. Opportunistische Erreger machen vor allem Menschen mit geschwächtem Immunsystem krank. Nosokomiale Infektionen entstehen im Zusammenhang mit einem Krankenhausaufenthalt, oft durch eigene Keime, und etwa ein Drittel davon ist vermeidbar. Bakterien sind Lebewesen mit eigenem Stoffwechsel, Viren nicht. Und Antibiotika wirken nur gegen Bakterien.

LenaDanke, Frau Weber! Das mit den Antibiotika werde ich auch meiner Familie erklären.

Frau WeberDas ist eine sehr gute Idee, Lena. Und euch allen: Vielen Dank fürs Zuhören und bis zum nächsten Mal!