Neue und alte Infektionskrankheiten

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1 Neue und alte Infektionskrankheiten

2 Markus Fischer (Hrsg.) Neue und alte Infektionskrankheiten

3 Herausgeber Markus Fischer Hamburg, Deutschland ISBN DOI / ISBN (ebook) Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Springer Spektrum Springer Fachmedien Wiesbaden 2014 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Spektrum ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media.

4 VerzeichnisseV Autorenverzeichnis Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Adelbert Bacher, HAMBURG SCHOOL OF FOOD SCIENCE, Institut für Lebensmittelchemie, Universität Hamburg, Grindelallee 117,20146Hamburg,Germany Prof.Dr.rer.nat.Dr.Sc.ChristianBetzel,AbteilungfürBiochemieundMoleku larbiologie, Universität Hamburg, MartinLutherKing Platz 6, Hamburg; Laboratorium für Strukturbiologie von Infektion und Entzündung, DESY, Not kestr.85,22607hamburg,germany Prof.Dr.rer.nat.MarkusFischer,HAMBURGSCHOOLOFFOODSCIENCE,Insti tut für Lebensmittelchemie, Universität Hamburg, Grindelallee 117, Hamburg,Germany Prof. Dr. rer. nat. Peter Heisig, Pharmazeutische Biologie und Mikrobiologie, InstitutfürBiochemieundMolekularbiologie,UniversitätHamburg,Bundesstr. 46,20146Hamburg,Germany Dr.rer.nat.MariaHoffmann,DivisionofAnimalandFoodMicrobiology,Office of Research, Center for Veterinary Medicine, U.S. Food and Drug Administra tion,laurel,md,usa PDDr.rer.nat.ThomasMeyer,InstitutfürMedizinischeMikrobiologie,Virolo gieundhygiene,universitätsklinikumhamburgeppendorf(uke),martinistr.52, 20246Hamburg,Germany PDDr.rer.nat.MarkusPerbandt,InstitutfürBiochemieundMolekularbiologie, UniversitätHamburg,MartinLutherKingPlatz6,20146Hamburg;Laboratorium für Strukturbiologie von Infektion und Entzündung, c/o DESY, Notkestr. 85, 22607Hamburg,Germany PD Dr. med. Holger Rohde, Institut für Medizinische Mikrobiologie, Virologie und Hygiene, Universitätsklinikum HamburgEppendorf (UKE), Martinistr. 52, 20246Hamburg,Germany

5 VIVerzeichnisse Prof.Dr.rer.nat.SaschaRohn,HAMBURGSCHOOLOFFOODSCIENCE,Institut für Lebensmittelchemie, Universität Hamburg, Grindelallee 117, Ham burg,germany Dr.rer.nat.MatthiasWitschel,BASFSE,GVA/HCB009,67056Ludwigshafen, Germany

6 VerzeichnisseVII Inhaltsverzeichnis Kapitel Seite Proömium:NeueundalteInfektionskrankheiten 1 1. WegezuneuenMedikamentengegenInfektionskrankheiten 5 2. Der norddeutsche Ausbruch mit ShigaToxinproduzierenden EscherichiacoliO104:H4ausklinischmikrobiologischerSicht SalmonellenimVormarsch FreundundFeind:HautbakterienalsErregervonKrankenhaus infektionen Sexuell übertragbare Infektionen: Neue Aspekte zu alten Krankheiten NeueWirkstoffegegenMalariaundvernachlässigteKrankhei tenausderpflanzenschutzforschung DasGrippeVirus:WieeinunsichtbarerFeindsichtbarwird PrionenunddievonihnenausgelöstenInfektionskrankheiten Antibiotikaresistenz werdenunserewaffenstumpf? TraditionelleundinnovativeVerfahrenzurVermeidungbakte riellerlebensmittelinfektionen 223 Epilog:Infektionsmedizin2013 quovadis? 249

7 Proömium1 Proömium:NeueundalteInfektionskrankheiten "Besser,werfliehendentrannderGefahr,alswensieereilet!"Homer,Ilias. WoaberGefahrist,wächstdasRettendeauch."FriedrichHölderlin,Patmos. Das Immunsystem entwickelt sich und ist in der Lage immer wieder auf neue Herausforderungen zu reagieren. Infektionskrankheiten werden verursacht durch eine Vielzahl unterschiedlicher Erreger, wie Bakterien, Pilze, Viren oder Protozoen. Inkubationszeiten können relativ kurz sein oder sich über einen BereichvonmehrerenMonatebisJahreerstrecken. DasBuchversuchtAntwortenzugebenzudenfolgendenFragen: Welche Infektionswege gibt es? Infektionskrankheiten können übertragen werden von Mensch zu Mensch, von Tier zu Mensch oder über Lebensmittel. Lebensmittelinfektionen werden ausgelöst durch mikrobiell kontaminierte Le bensmitteloderkontaminierteswasser. KönnenInfektionenvermiedenwerden?ImPrinzipja.Eskönnenbesondere Schutzmaßnahmen, wie Safer Sex, angepasste Verzehrsgewohnheiten, beson derehygienischemaßnahmenoderauchbesonderetechnologischeverfahren beiderherstellungvonlebensmittelnangewendetwerden. WiegefährlichsindInfektionskrankheiten?Weltweitstellensiediehäufigs tetodesursachedar.infektionskrankheitenwieaidsundtuberkulose(tb)sind weiter auf dem Vormarsch. HIV/TuberkuloseInfektionen begünstigen sich ge genseitigeswirdweltweitvonca.11millionenerwachsenenausgegangen,die mitbeidenkrankheitserregerninfiziertsind.diemalariatötetjedesjahrca.eine MillionenMenschen.DieMalariawurdevonderWHOebensowieHIV/AIDSund TB,alseinedergrößtenHerausforderungenfürdasGesundheitswesenbezeich net. VonwashängtVerlaufundPrognoseeinerInfektionskrankheitab?Sowohl VerlaufwieauchdieweiterePrognosehängenvonderFähigkeitdesImmunsys tems ab, den Erreger zu eliminieren. Als unterstützende Maßnahmen können

8 2Proömium vorbeugendeimpfungenodermedikamente Antiinfektivahelfen.Antiinfek tivasindarzneimittelzurbehandlungvoninfektionskrankheiten.darunterfallen AntibiotikagegenBakterien,AntiprotozoikagegenProtozoen,Antimykotika gegenhefen,pilze,virostatikagegenvirenundantihelminthikagegenwür mer. Was sind Antibiotika? Es können natürliche Stoffwechselprodukte von Pil zen und Bakterien eingesetzt werden, die andere Mikroorganismen schon in geringerkonzentrationabtötenoderanihremwachstumhindernundalsarz neistoffe/arzneimittel zur Behandlung bakterieller Infektionskrankheiten. Im weiterensinnewerdenauchsolchesubstanzenmitantimikrobiellerwirkungals Antibiotikabezeichnet,dieinderNaturnichtvorkommen,teilsynthetisch,voll synthetischodergentechnischgewonnenwerden. WelchegrundsätzlichenAngriffsmöglichkeitenstehenzurVerfügung?Eine SchädigungvonBakterienistu.a.möglich,wenneineSubstanzineinenStoff wechselprozesseingreift,derspeziellinbakterienzellen,nichtaberinmenschli chen Zellen vorkommt. Die Angriffsmöglichkeiten antibakterieller Wirkstoffe sindinabb.5ineinerstarkschematischvereinfachtenbakterienzelleabgebil det. WorinliegendiegrößtenHerausforderungen?InderHumanmedizinhaben bakterielleinfektionskrankheitenseitdemeinsatzvonantibiotikavielvonihrem Schreckenverloren.AllerdingsführtdaszunehmendeAuftretenvonResistenzen dazu,dasseinigedieserwaffenbereitsstumpfgewordensind.währendviele bakterielleinfektionenüberjahrzehnteguttherapierbarwaren,verschlechtert sich die Situation fortlaufend durch Resistenzentwicklung. Aus diesem Grund sind80 Jahre nach Entdeckung des Penicillinsneue Forschungsansätze auf diesemgebieterforderlich,nachdemdiemedikamentöseversorgunglangezeit alssichergestelltgalt. Wie können Resistenzen entstehen? Resistenzentwicklungen führen zu einerabschwächungoderneutralisierungderwirkungvonantibiotischaktiven Substanzen. Die Entwicklung von Resistenzen kann als Anpassung an extreme Umweltbedingungen verstanden werden.mikroorganismen besitzeneine sehr

9 Proömium3 kurze Generationszeit, d.h. Anpassungen können so relativ schnell entstehen. Inaktivierende Proteine, z.b. Lactamasen, Veränderungen im Zielprotein Mutationen im Zielgen, reduzierte AufnahmeVeränderungen der Zellwand, erhöhteausscheidungeffluxpumpen,überproduktiondeszielproteins,alter nativestoffwechselwege,erhöhungdermutationsratevermindertefehlerkor rekturoderauchausbildungsog.biofilmeeinbettungdermikroorganismenin eineschleimmatrixsindmöglicheresistenzmechanismen. Expertenwissen für die breite Öffentlichkeit: Dieses Buch ist hervorgegangen ausöffentlichenvortragsreihen,dieindenjahren2010und2012anderuni versitäthamburgimrahmenderfood&healthacademy(fha)derhamburg SCHOOLOFFOODSCIENCEangebotenwurden.DieFHAwurdeimJahre2010als eineneueschnittstelleetabliert,umdendialogzwischenderwissenschaftund der Öffentlichkeit in den Bereichen Lebensmittel, Ernährung und den daraus resultierendengesundheitsfragenzufördern. Dieses Buch über Infektionskrankheiten wendet sich in erster Linie an Studie rendeundlehrendeausdermikrobiologieunddenverschiedenenzweigenauf demgebietderlifesciences,diesicheinenüberblickübereinigewichtigein fektionskrankheiten,dieentwicklungvonneuenmedikamenten,dieausbildung von Resistenzen sowie Möglichkeiten der Vermeidung von Infektionen durch Lebensmittelinformierenwollen.Darüberhinauswirdauchdiebreiteinteres sierteöffentlichkeitvondiesembuchprofitieren,dadieinhaltevonanerkann tenexperteneingehendaufbereitetundverständlichpräsentiertwerden. Prof.Dr.MarkusFischer Hamburg,September2013