Lebensweise von Viren

Erreger

In den Neunzigerjahren des neunzehnten Jahrhundert wurde der Name Viren zum ersten Mal für Erreger verwendet, die kleiner als Bakterium sind. Die Viren sind eine Übergangsform zwischen lebhafter und lebloser Substanz. In lebenden Körperzellen können sie sich in großer Zahl vervielfältigen und ihren Organismus beschädigen. Hundert tausende von Viren sind dafür bekannt, eine große Vielfalt von Erkrankungen bei Menschen, Tiere, Anlagen und Bakterium zu verursachen.

Das Vorhandensein von Viren wurde 1892 bewiesen, als der Russe Dmitry I. Ivanovsky im Jahre 1892 mikroskopische kleine Partikel aufspürte. Im Jahr 1898 verwendete der niederländische Pflanzenforscher Martinus W. Beijerinck den Begriff Viren für diese Infektionserreger. Ein paar Jahre später wurden Viren gefunden, die sich in einem Bakterium vermehren.

Dieser Virustyp wird als bacteriophages bezeichnet. Seit den 1940er Jahren werden durch die Weiterentwicklung des Elektronmikroskops erstmalig Viren entdeckt. Es folgten die Entwicklungen von Hochgeschwindigkeits-Zentrifugen, die die Filtration und Konzentration von Viren ergaben. In den 1950er Jahren kam mit der Erforschung von tierischen Viren ein wesentlicher Schritt zur Kultivierung von Zellen, die die Ausbreitung von Viren im Teströhrchen ermöglichte.

Manche Viren haben jedoch Nukleinsäure, die in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt ist. Auch andere Viren haben eine zusätzliche Umhüllung, die sich in der Regel ausbildet, wenn das Nukleokapsid die Zelle als Knospen verlässt. Die Viren sind obligatorische intrazellulare Schädlinge, d.h. sie sind an gewisse Lebensumstände gebunden:

Die Fortpflanzung ist nur innerhalb von verstoffwechselnden Körperzellen möglich. Viren gibt es außerhalb der lebenden Zelle als nicht aktive Macromoleküle. Es gibt eine Vielzahl von Viren in verschiedenen Formaten und Grössen. Kleinstviren sind Ikosaeder (20-seitige Polygone) mit einer Kantenlänge von etwa 18 bis 20 Nanometer (millionstel Millimeter). Der längste Virus ist stabförmig.

Manche stabförmige Viren sind mehrere Millimeter lang, aber meist weniger als 100 nm dick. Damit ist die Weite der grössten Viren unter dem Auflösungsbereich eines Lichtmikroskopes, mit dem Keime und andere grössere Kleinstlebewesen betrachtet werden können. Bei vielen Viren mit einer spiralförmigen inneren Struktur gibt es eine weitere äußere Hülle (auch Hülle genannt), die aus Lipoprotein und/oder Glykoprotein besteht.

Bei komplexeren Viren, z.B. einigen Bakterien ophagen, haben sie einen Schädel und einen röhrenförmigen Schweif, mit dem sie sich an Wirtsbakterien anheften. Bei den meisten Viren handelt es sich um einfache Viren. Die Viren haben nicht die für ihre eigene Fortpflanzung notwendigen Fermente und Abbauprodukte. So können sich aus einem infizierten Erreger mehrere tausend Kinder entwickeln.

Manche Viren werden durch die Vernichtung der befallenen Wirtszellen frei. Teilweise ist die Ansteckung latente, d.h. "die Viren vervielfältigen sich innerhalb der Zellen, ohne sie offenbar zu schädigen". Manche RNA-Viren, die so genannte Retrovirus, stellen ein Ferment dar, das zur Herstellung einer DNA-Kopie der viralen RNA verwendet wird.

Die Viren rufen eine Vielzahl von Krankheitsbildern hervor, die gravierende Folgen für die Menschen haben. Eine der Viruserkrankungen ist die Schnupfenerkrankung, von der jedes Jahr mehrere tausend Menschen erkranken. Doch die meisten Viren führen zu einer Erkrankung, die in der Regel nur zu akuten Symptomen führt, es sei denn, das Erkrankungsrisiko wird durch das Erregervirus - oder eine weitere Bakterieninfektion - verursacht.

Andere Viren wie das Röteln- und Zytostatika-Virus können schwerwiegende Missbildungen oder gar den Tod des Kindes verursachen. Auch bei einigen Krebserkrankungen und Chronikerkrankungen wie der Multiplen Sklerose oder anderer degenerativer Krankheiten gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass andere Viren eine wichtige Funktion haben. Auf der anderen Seite gibt es Viren, die Krebszellen befallen und zerstören.

Noch heute werden Viren gefunden, die beim Menschen schwerwiegende Krankheiten auslösen. Viele von ihnen können im eigenen Haus isoliert und bestimmt werden. Zu den neueren Viren gehört das Rotavirus, das bei Kindern und Jugendlichen eine Gastroenteritis verursacht (Entzündung der Magen- und Dünndarmschleimhaut). Im Jahr 1999 wurde in Malaysia das Nipah-Virus gefunden, das anscheinend nur von Schwein auf Mensch übertragbar war, was zu 95 Todesfällen durch Meningitis führte.

Durch die Übertragung von Viren von Mensch zu Mensch treten neue Krankheitsbilder auf. Die Übertragung vieler Viren, z.B. der Krankheitserreger der Influenza oder Maserne, erfolgt durch Tropfeninfektion, d.h. durch Besprühen des Sprechens, Hustens oder Niesens mit Erregern. Weitere Viren, wie z.B. Durchfallerreger, werden über den fäkal-oralen Weg eingeschleust. Gegenwärtig gibt es keine vollständig befriedigende Behandlung von viralen Infektionen, da die meisten Medikamente, die Viren vernichten, auch die Zelle beschädigen.

Bislang werden die zur Impfung eingesetzten Viren so aufbereitet, dass sie selbst keine pathogene Wirkung mehr haben. Sie sind für eine Reihe von Pflanzenerkrankungen zuständig und verursachen oft schwere Erntenschäden. Wenn sich die Schädlinge von befallenen Bäumen ernähren, kleben Viren an ihren Mündungsteilen. So können die Schädlinge diese Viren bei der erneuten Verzehr in gesunde Bäume impfen.

Spulwürmer (Nematoden) können auch Viren übermitteln, wenn sie die Wurzel von gesunden Nutzpflanzen angreifen. Das Zusammenspiel von pflanzlichen Viren und pflanzlichen Zellen ist nur eingeschränkt zu untersuchen, da sie in der Regel nicht unmittelbar, sondern nur indirekt, z.B. über Schadinsekten, infiziert werden können. Die winzigen Keime sind zwischen einem und 0,75 Millimetern groß und kommen in fast jeder Umgebung vor: in Wind, Erde, Wasser, Schnee, Kälte und bei Temperaturen über 100°C in allen Bereichen.

Bakterium versorgt sich auf verschiedene Weise mit Energien und Nahrungsstoffen je nach Zellwand-Struktur; je nach Verfärbbarkeit (Gram-Färbung) -> alle existierenden Keime werden mit einem Kristall-Veilchen gefärbt, was zu einer blauen Einfärbung führt. Nachdem mit Kaliumjodid gebeizt und mit Spiritus verfärbt wurde, behalten nur Keime mit vielschichtigem Myurein den Farbton, solche mit einlagigem Myurein setzen ihn wieder frei und zwar gram-positiv (violett gefärbt), gram-negativ (rot gefärbt); je nach der Lebens- und Wachstumsfähigkeit in Anwesenheit oder Nichtvorhandensein von Luftzutritt (aerob, oder

Bei einer gemeinsamen Klassifikation werden Keime anhand ihrer Eigenschaften in vier Gruppen eingeteilt. Unter den Gracilicuten befinden sich vor allem Keime mit dünner, gramnegativer Zellwand. Tenericute haben keine Zellwand, und in Mendosicute bestehen sie aus einem anderen als dem für Peptidoglykanen charakteristischen Stoff. Dazu gehören unter anderem Archäobakterien, eine Reihe von ungewöhnlichen Lebewesen wie methanbildende Keime, die vollständig anaerob leben und aus Kohlenstoffdioxid und Stickstoff Methan produzieren.

DNA, das genetische Material, ist das Nukleoid, das Äquivalent von Keimen (Bakterien haben keinen wirklichen Kern, der von einer Membramee bedeckt ist). Bei vielen Bakteriern gibt es Pili (Singular: Pilus), also Gebilde, die aus der Zellwand ragen, um die DNA auf ein anderes Bazillus zu transferieren. Manche Bakterie hat ein Plasma, ein weiteres, kleines Chromosomen mit zusätzlichen Gene.

Manche Spezies produzieren eine Zellkapsel, eine haftende Schale außerhalb der Zellwände, die das Bakterium vor Angriffen durch weiße Blutkörperchen absichert. Sie werden heute als Kunstwerke exponiert: Sie werden erzeugt, wenn Keime für die Beobachtung durch ein elektronenmikroskopisches Verfahren vorbereitet werden. Es können sich nicht alle Keime fortbewegen, aber die beweglichen sind in der Regel mit spiralförmigen Vorsprüngen, der Flagella, ausgestattet.

Abhängig von der Angriffsrichtung der Geißeln wandern die Keime entweder nach vorne oder wenden sich auf der Stelle. In der Regel werden die Keime durch die Geißeln in die Tiefe getrieben. Mithilfe dieser verschiedenen Bewegungsformen können sich beispielsweise Keime zu Nahrungsmittelquellen begeben und sich von widrigen Umgebungsbedingungen abheben. Bei vielen Keimen gibt es auch kleine zirkuläre DNA-Segmente, sogenannte Plasma-Moleküle, die auch genetische Informationen haben.

Durch die so genannten Konjugationen, einem Genaustauschmechanismus, können sie auf andere Keime transferiert werden. Andere Verfahren des Genaustausches sind die Transkription, bei der bakterielle Viren (siehe Bakteriophagen) DNA transferieren, und die Umwandlung, bei der DNA aus der Umwelt in die bakterielle Zelle transferiert wird. Dabei werden zwei Töchterzellen gebildet, die im Prinzip mit der Stammzelle übereinstimmen.

Manche Keime verteilen sich alle 15 bis 40 min. Bei günstiger Witterung, bei einer Teilung alle 30 min, kann eine einzelne Blase nach 15 Std. eine Folge von etwa einer Billion produzieren. Manche Bakterie kann unter widrigen Umständen eine geänderte Teilung der Zellen erfahren und dauerhafte Sporen ausbilden. Es gibt zwei große Gruppen von Keimen in Bezug auf ihre Lebensweise:

Auf abgestorbenem Tier- oder Pflanzenmaterial verweilende Fäulnisbewohner und symbiontisch besiedelnde Lebewesen. Symbionische Keime kommen in vielen Arten von menschlichem Gewebe vor, z.B. im ganzen Magen-Darm-Trakt und in der Epidermis. Weitere Symbole liefern ihren Lebewesen Nährstoffe, ohne sie ernsthaft zu schädigen. Keime führen zum Verderb von Rindfleisch, Obst, Wein, Gemüsen, Molkereiprodukten und Milcherzeugnissen.

Diese ändern die Zusammenstellung solcher Nahrungsmittel, so dass sie nicht mehr genießbar sind. Bakterielles Wachstum in Lebensmitteln kann auch zu Lebensmittelvergiftungen fÃ?hren. Auf der anderen Seite sind in einigen Branchen Keime von großer Wichtigkeit. Auch für die Herstellung von gegerbten Ledern, Tabakerzeugnissen, Silage, Textil, Pharmazeutika, diversen Fermenten, Polyacchariden und Seifen. Keime sind in fast jeder Umwelt zu finden und wirken an einer Vielzahl von Bioprozessen mit.

Auch im Heuhaufen oder Hopfenladen können sie genügend Temperatur für eine Spontanentzündung auslösen. Aufgrund der Zellstoffzersetzung entstehen in stillen Gewässern einige der anaeroben Erreger. Keime haben einen enormen Einfluß auf die Beschaffenheit des Untergrundes. Hülsenfrüchte bereichern den Erdboden auch mit Nitrogen, indem sie unter anderem die Rhizobien radicicola verwenden.

Sie kolonisieren die Wurzeln der Pflanzen und sichern das Anwachsen von Stickstoff bindenden Knoten. Sicher ist, dass die Fotosynthese, auf der das pflanzliche Leben beruht, zunächst von Keimen stammen. Virulentere Keime sind Krankheitserreger wie Cholera, Starrkrampf, Lepra, Seuche, Dysenterie, Lepra, Syphilis, Typhus, Diphterie, Brucellose und einige Lungenentzündungen.

Man glaubte, dass die Viren die Ursache aller ansteckenden Krankheiten sind. Der pathogene Effekt von Keimen auf das Gewebe lässt sich in vier Kategorien einteilen: Ein Antibiotikum (griech. anti: gegen; biotikos: zum Menschen gehörend), ein chemisches Mittel, das von Bakterium, Pilz, Flechte, Algen und höher gelegenen Tieren oder anderen lebenden Tieren produziert wird, die zur Unterdrückung oder Hemmung des Wachstums von infektiösen Tieren verwendet werden.

Sämtliche antibiotischen Mittel sind punktuell schädlich (toxisch): sie sind für Krankheitserreger toxischer als für ihren Gastgeber, ob für Tiere oder Menschen. Urspruenglich wurden nur organische Stoffe, die von Keimen oder Pilzen erzeugt wurden und eine toxische Wirkung auf andere Keime hatten, als sogenannte antibiotische Stoffe bezeichnet. Der Begriff des Antibiotikums bezeichnet in erster Linie Stoffe, die eine antibakterielle Wirkung haben, im weiteren Sinn aber auch Produkte gegen Einzeller, die zum Beispiel zur Bekämpfung von Malaria eingesetzt werden, sowie Pilzen oder Viren.

Antibiotika, die gezielt gegen gewisse Lebewesen wirken, werden als Bakterienbekämpfungsmittel oder Bakteriostatika (gegen Bakterien), Fungizide oder Antifungizide (gegen Schimmelpilze im Allgemeinen oder gegen pathogene Pilze) oder Antiviren (gegen Viren) oder Antiviren ( "Viren") bekannt, wofür der Begriff -statics für eine wachstumshemmende, das Ende-Zid für eine Tötung steht. Beispielsweise sind bei luftübertragenen Erkrankungen spezielle Massnahmen zur Luftfiltration erforderlich.

Maserne ist eine sehr infektiöse Viruskrankheit, die vor allem bei Kindern auftritt und eine dauerhafte Immunschwäche auslöst. Sie äußern sich vor allem durch nachfolgende Infektionen, die den Genesungsprozess aufhalten. Vorbeugung: Masernimpfungen mit attenuierten, reproduzierbaren Viren. Die geimpften Menschen bilden in der Regel lebenslänglich intakte Abwehrstoffe. Bei dem Krankheitserreger handelt es sich um ein RNA-Virus aus der Gruppe der Togavirus.

Vorbeugung: Masern-Mumps-Röteln-Impfung ab 14 Monaten. In der Regel dauert die Antikörperbildung mehrere Dekaden, in manchen FÃ?llen auch ein Leben lang. Die klassischen Pockenviren (Variola maior) gehören zur Familie der DNA-haltigen, kubischen Pockenviren.

Der Erreger wird hauptsächlich von Schadinsekten, vor allem von der Zecke, übertragen und ist vor allem in den Tropen und Subtropen weit verbreitet. Im Erwachsenenalter kommt es bei einer Entzündung oft zu einer Gehirnentzündung, bei einem Kind in der Regel zu einer gutartigen Progression. Die Verabreichung des FSME-Immunglobulins sollte innerhalb weniger Wochen nach einem Zeckenstich erfolgen. Es ist gut verträglich und kann ab dem zweiten Lebensmonat angewendet werden.

Gifte von Keimen können durch die Vernichtung des Nervenapparates zu einer Lähmung führen, die in der Regel dauerhaft ist. Gewöhnlich fängt die Störung mit Durchfall und Erbrechen an. Schon nach 1-2 Tagen wird der Gesundheitszustand lebensbedrohlich und der Todesfall tritt ohne Wasserversorgung und Elektrolyte ein. Vor allem bei Wildnagern ist die Seuche häufig und kann unter bestimmten Bedingungen durch Blutsauger (Pestflöhe) vom Mensch auf das Wild übertragbar sein.

Im Falle der Pneumoniepest wird der Krankheitserreger über die Atmung weitergeleitet und ist daher hochinfektiös.