Krankheitserreger

Definition und Bedeutung

Krankheitserreger sind Mikroorganismen oder subzelluläre Erreger, die in anderen Organismen gesundheitsschädigende Abläufe auslösen. In der Medizin heißen sie auch Keime, Krankheitskeime oder Infektionserreger. Zu ihnen können Algen, Bakterien, Parasiten, Pilze, Prionen, Protisten, Viren und Viroide gehören.

Das Eindringen beziehungsweise die Ansteckung mit einem Krankheitserreger wird als Infektion bezeichnet. Beim Befall mit einem Parasiten spricht man von Infestation. Der Begriff Pathogen wird häufig gleichbedeutend mit Krankheitserreger gebraucht, besitzt aber ebenso wie das Adjektiv pathogen eine allgemeinere Bedeutung.

Schädigung durch Mikroorganismen

Mikroorganismen können einen Organismus auf drei grundlegende Arten schädigen:

• Sie schädigen Gewebe durch Phagozytose, indem sie sich von Körperzellen ernähren.
• Sie lösen eine Immunreaktion aus. Besonders hohes Fieber kann dabei tödlich enden.
• Sie geben schädliche Stoffe aktiv ab oder enthalten solche Stoffe, die nach ihrem Absterben freigesetzt werden.

Bakterien schädigen befallene Organismen insbesondere durch Toxine, also Giftstoffe. Exotoxine werden von lebenden Bakterien ausgeschieden und bestehen meist aus Proteinen. Sie verursachen beispielsweise Cholera, Keuchhusten, Diphtherie, Tetanus und Scharlach. Endotoxine sind dagegen Bestandteile der bakteriellen Zellwand, die beim Absterben der Bakterien freigesetzt werden. Es handelt sich um hochmolekulare Lipopolysaccharide. Sie verursachen beispielsweise Typhus und Salmonellosen.

Die Biostoffverordnung teilt Krankheitserreger nach ihrer Gefährlichkeit für Menschen in vier Risikogruppen ein. Berücksichtigt werden dabei ihre Wirkung auf den einzelnen Menschen, das Ansteckungsrisiko sowie die vorhandenen Behandlungs- und Vorsorgemöglichkeiten.

Subzelluläre Erreger und Viren

Subzelluläre Erreger sind obligat intrazelluläre Parasiten: Für ihre Vermehrung sind sie zwingend auf das Innere einer Wirtszelle angewiesen. Von gewöhnlichen Giften unterscheiden sie sich dadurch, dass sie sich in Wirtszellen durch Replikation vervielfältigen. Bei Prionen erfolgt stattdessen eine Übertragung ihrer Struktur auf andere Proteine.

Pathogene Viren binden an Oberflächenmoleküle einer Wirtszelle und bringen ihr Erbgut in die Zelle ein. Anschließend werden das Virusgenom und die Virusproteine mithilfe der vorhandenen Zellorganellen hergestellt. Dabei kann es zu einer massiven Vermehrung der Virusbestandteile in der befallenen Zelle kommen.

Viroide, Virusoide und Satelliten

Viroide bestehen ausschließlich aus einem einzigen, ringförmig geschlossenen Einzelstrang aus Ribonukleinsäure (RNA).

Virusoide sind bei ihrer Verpackung und Ausschleusung aus der Zelle von einem Helfervirus abhängig, das sich in derselben infizierten Zelle befinden muss.

Satelliten-Viren beziehungsweise Satelliten sind subvirale Partikel aus einem Nukleinsäuremolekül und einigen Proteinen. Sie gelten als unselbstständige Viren, weil sie sich allein nicht in einer Wirtszelle vermehren können. Für ihre Replikation benötigen sie zusätzlich ein oder mehrere Helferviren. Die Wirtszelle muss daher gleichzeitig mit Satellit und Helfervirus infiziert sein; dies nennt man Koinfektion. Das Helfervirus liefert die für die Vermehrung des Satelliten erforderlichen Funktionen. Die Wirtszelle produziert dann hauptsächlich den Satelliten anstelle des Helfervirus.

Pathogene Prionen

Prionen sind Proteine mit einer Tertiärstruktur aus Alpha-Helices und Beta-Faltblättern. Pathogene Prionen können ähnlich wie Enzyme die räumliche Tertiärstruktur anderer Proteine verändern. Die umgeformten Proteine werden dadurch selbst zu pathogenen Prionen. Anschließend verändern sie weitere Proteine, sodass sich dieser Vorgang wiederholt und fortsetzt.