Das Influenzavirus Kinderdoktorarbeit Am Katholischen Kinderkrankenhaus Wilhelmstift Doktorvater Dr. med. Rüdiger Werbeck Eingereicht von:

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1 Das Influenzavirus Kinderdoktorarbeit Am Katholischen Kinderkrankenhaus Wilhelmstift Doktorvater Dr. med. Rüdiger Werbeck Eingereicht von: Tim Christoph S

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Warum interessiert mich das Thema? 3 2 Fragestellung der Untersuchung Worauf möchte ich mich in der Kinderdoktorarbeit besonders konzentrieren? 4 3 Allgemeine Dinge zum Influenzavirus 4 4 Vorkommen des Influenzavirus 5 5 Der Aufbau des Influenzavirus 6 6 Übertragung des Influenzavirus 8 7 Der Krankheitsverlauf und die Symptome der Influenza 9 8 Komplikationen bei einem Influenzavirus 10 9 Diagnostik einer Influenza Vorbeugung gegen Influenza Epidemien und Pandemien Was ist eine Epidemie? Was kennzeichnet eine Grippe-Epidemie? Was ist eine Pandemie? Wie entsteht eine Pandemie? Warum kann sich das Pandemie-Virus so schnell verbreiten? Wie werden die Auswirkungen einer Influenza- Pandemie eingeschätzt? Zusammenfassung Literaturverzeichnis Danksagung 17 2

3 1. Einleitung 1.1. Warum interessiert mich das Thema? Seit längerer Zeit habe ich großes Interesse an der Entwicklung, den Symptomen und dem Verlauf der Krankheit, die durch das Influenzavirus ausgelöst werden. Die Virusinfektionen sind im Allgemeinen vor allem durch das H5N1 Virus sehr aktuell. In diesem Zusammenhang hörte man insbesondere die Begriffe Epidemie und Pandemie. Daher informierte ich mich über dieses Thema im Detail. Seitdem ich von der Kinderdoktorarbeit gehört habe, habe ich den großen Wunsch, eine Arbeit über das von mir gewählte Thema zu verfassen. Abb. 2: Mikroskopische Betrachtung eines Influenzavirus 3

4 2. Fragestellung der Untersuchung 2.1. Worauf möchte ich mich in der Kinderdoktorarbeit besonders konzentrieren? In meiner Kinderdoktorarbeit über das Thema Influenzavirus möchte ich mich speziell auf die Formen und Verlauf der Krankheit, Ansteckungswege und die Epidemien / Pandemien konzentrieren. 3. Allgemeine Dinge zum Influenzavirus Die so genannte Influenza, auch echte Grippe genannt, ist eine Infektionskrankheit beim Menschen, die durch Viren aus den Gattungen Influenzavirus A oder B ausgelöst wird. Die Bezeichnung Grippe wird häufig für grippale Infekte im Volksmund bezeichnet, bei denen es sich jedoch um verschiedene, in der Regel deutlich harmloser verlaufende Viruserkrankungen handelt. 4

5 4. Vorkommen des Influenzavirus Die Influenzaviren und die durch sie ausgelösten Erkrankungen existieren weltweit, allerdings kommen im Unterschied zu den anderen Virustypen die Influenza- C- Viren nur sehr selten als Erreger dieser Virusgrippe vor. Diese von den Influenzaviren ausgelöste Erkrankungen treten auch in Deutschland auf. Die Verteilung des Virus in Deutschland ist in der folgenden Grafik dargestellt. Abb. 3: Kartendarstellung des Auftretens von Influenza in Deutschland (in der Saison ) 5

6 5. Der Aufbau des Influenzavirus Abb. 4: Der Aufbau des Influenzavirus Die Influenza-Viren sind kleinste und rund-ovale Gebilde, die einen Durchmesser von ungefähr 80 bis 120 nm haben. Das Influenza-Virus hat eine Virushülle, die aus Eiweißen und Lipiden besteht und wird deshalb auch Lipidhülle genannt. Zwei Eiweiße, die so genannten Oberflächeneiweiße, ragen wie zwei aufgesetzte Stacheln aus der Virusoberfläche heraus (siehe Abb. 4). Diese Oberflächeneiweiße werden als Hämagglutinin und Neuraminidase bezeichnet. Diese haben beide unterschiedliche Funktionen. 6

7 Das Hämagglutinin hat folgende Aufgabe: Es ist für die Bindung des Virus an die Atemwegszelle sowie für die Verschmelzung mit der Zielzelle ausschlaggebend. Darauf dringt das Virus in die Zelle ein und kann sich später dort vermehren. Die Influenza-Viren befreien sich mit dem Enzym Neuraminidase einmal aus den Zellen, in denen sie sich vorher vermehrt haben. Medikamente, die zur Bekämpfung der Influenza- A- und B-Viren hergestellt werden, können dieses Enzym blocken. Sie werden daher auch Neuraminidase- Hemmer genannt. Dabei können sich die Viren nicht mehr von der Zelle ablösen und dann keine weiteren Zellen mehr infizieren. Ein weiteres Eiweiß ist nur bei Influenza- A- Viren eingebettet, das so genannte Matrixprotein (M2). Diese Matrixproteine sind in der Abbildung 1 als rote Punkte dargestellt. Dieses M2-Protein ist der Angriffspunkt für Amantadin, ein Medikament, das jedoch nur selten zur Bekämpfung der Influenza-Viren verwendet wurde. Dieses Amantadin blockiert das M2-Protein und hemmt auch die Vermehrung der Influenza- A- Viren. Zumal Influenza- B- Viren kein M2-Protein besitzen, ist das Amantadin gegen die Influenza- B- Viren unwirksam. 7

8 6. Übertragung des Influenzavirus Das Influenzavirus kann durch viele verschiedene Wege von Mensch zu Mensch übertragen werden. In den meisten Fällen wird das Virus per Tröpfcheninfektion übertragen. Dies geschieht meistens durch direktes Einatmen von Expirationströpfchen, also Ausatmungströpfchen, infizierter Menschen. Des Weiteren geschieht die Tröpfcheninfektion über Kontaktinfektion bzw. Schmierinfektion mit den Influenzaviren der auf Gegenständen oder Körperoberflächen niedergegangenen, hoch infektiösen Expirationströpfchen, wenn sie anschließend über die Schleimhäute zum Beispiel in Mund, Nase oder Augen in den Körper gelangen. Ein weiterer Übertragungsweg ist das Trinkwasser, unter Umständen sogar durch das öffentliche Trinkwassernetz, da die Viren bei Kälte über mehrere Wochen konserviert werden und so in der kalten Jahreszeit bis zum Wasserhahn gelangen können. Des Weiteren kann das Influenzavirus auch durch Kotpartikel erkrankter Wirte und Vektoren (Überträger von Infektionskrankheiten) oder auch mechanisch auf Haaren, Haut und Gefieder übertragen werden. Es gibt unterschiedliche Schätzungen, nach welcher Zeit ein infiziertes Individuum seinerseits in der Lage ist, das Virus auf andere Individuen zu übertragen. Nach Schätzungen dauert es vier Tage, bis ein gerade angesteckter Mensch weitere Menschen infizieren kann. Dagegen kommt ein wissenschaftliches Team nach einer Analyse von historischen Daten zum Schluss, dass die Weitergabe der Influenzaviren schon 2,6 Tage nach der Infektion möglich ist. 8

9 7. Der Krankheitsverlauf und die Symptome der Influenza Symptome treten bei einer Erkrankung nach einer so genannten Inkubationszeit, der Zeit zwischen der Infektion mit dem Krankheitserreger und dem Auftreten der Symptome, von wenigen Stunden bis Tagen auf. Bei einer Inkubationszeit von mehreren Tagen kann der infizierte Mensch schon zwei Tage vor dem Auftreten der ersten Symptome die Viren auf andere Menschen übertragen. Prinzipiell sind die Krankheitsanzeichen unspezifisch und können mit jeder anderen akuten Atemwegserkrankung verwechselt werden. Kennzeichnend ist der oft schlagartige Ausbruch der Erkrankung. Die wichtigsten Symptome des Influenzavirus sind insbesondere hohes Fieber bis zu 40 Grad Celsius, ein ausgeprägtes Krankheitsgefühl im gesamten Körper, Schüttelfrost, Kopfschmerzen und Müdigkeit, Gliederschmerzen, trockener Husten, angeschwollene Nasenschleimhaut, Schnupfen, eine trockene Kehle, ein geröteter Rachen sowie Augentränen. In seltenen Fällen sind auch Übelkeit, Erbrechen und Durchfall Symptome eines Influenzavirus. 9

10 8. Komplikationen bei einem Influenzavirus Oftmals sind nicht die Viren selbst das Gefährliche an der Influenza, sondern die bakterielle Superinfektion, die auf die Grippeerkrankung folgt. Bakterien können leichter in den Körper eindringen, sich vermehren und dort zu weiteren Krankheiten führen, da der Organismus wegen der Bekämpfung der Influenzaviren bereits geschwächt ist. Eine Influenza kann in der schwersten Verlaufsform bei vorerkrankten, immungeschwächten, oder keinen Impfschutz besitzenden Jugendlichen wie jungen Erwachsenen innerhalb weniger Stunden zum Tod führen. Dies geschieht in den meisten Fällen durch eine primäre grippebedingte Lungenentzündung, eine so genannten Influenzapneumonie. Eine Superinfektion durch Bakterien können als weitere Komplikationen auch Gehirnentzündungen oder Herzmuskelentzündungen hervorgerufen werden. 10

11 9. Diagnostik einer Influenza Die Diagnostik erfolgt in den meisten Fällen aus einem Nasenabstrich, der aus der hinteren Nasenhöhle entnommen wird. Eine Influenza kann aber auch durch einen klassischen tiefen Rachenabstrich diagnostiziert werden. Zusätzlich sind zum Beispiel das Blut, Nasenspülflüssigkeit, Rachenspülflüssigekeit usw. andere Untersuchungsflüssigkeiten. Des Weiteren kann das Influenzavirus sowohl durch einen direkten Erregernachweis in der Elektronenmikroskopie oder Zellkultur als auch durch Influenzaantikörper im Blut festgestellt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Diagnostik der Influenza ist ein Influenza-Schnelltest. Dieser Schnelltest kann innerhalb von 15 Minuten ein Ergebnis zukommen lassen. Beim Schnelltest handelt es sich um ein Verfahren, in dem Proteine des Influenzavirus mittels farblich markierter Antikörper auf dem Teststreifen sichtbar gemacht werden. 11

12 10. Vorbeugung gegen Influenza Eine vorbeugende Impfung gegen die Influenza ist grundsätzlich beim Menschen möglich. Die Impfung gilt als wirksamste vorbeugende Maßnahme. Hingegen sind Influenza A-Viren sehr wandlungsfähig, so dass in der Regel eine jährliche Auffrischung der Immunisierung nötig ist, um eine möglichst große Übereinstimmung der verwendeten Impfstämme mit den jeweils verbreiteten, krankmachenden Virus- Varianten zu erzielen. Aufgrund der Übertragbarkeit der Influenzaviren sind die Grundregeln der Hygiene, wie z.b. Händeschütteln, Küssen usw., während einer Grippewelle und besonders bei einem Krankheitsfall in der allernächsten Umgebung, zu beachten. Abb. 5: Komik zum Thema Influenzaimpfung 12

13 11. Epidemien und Pandemien Was ist eine Epidemie? Man spricht von einer Influenzaepidemie, wenn ca. zehn bis zwanzig Prozent der Bevölkerung infiziert sind und die Ausbrüche meist lokal begrenzt bleiben. Auslöser für Epidemien sind Influenzaviren der Gruppen A und gelegentlich auch B, die imstande sind, ihre Oberflächenmoleküle ständig zu verändern. Dies kann dazu führen, dass sie bei einer erneuten Infektion vom Immunsystem nicht mehr oder nur schlecht erkannt werden können Was kennzeichnet eine Grippe-Epidemie? Regelmäßig kommt es meist in kalten Jahreszeiten zu einem wellenartigen Anstieg der Grippe-Erkrankungen. Eine Epidemie fängt charakteristischerweise plötzlich an, erreicht dann nach ungefähr drei Wochen den Höhepunkt und dauert darauf etwas sechs bis acht Wochen Was ist eine Pandemie? Eine Pandemie ist eine weltweite Epidemie. Ungefähr fünfzig Prozent der Bevölkerung infizieren sich dabei mit dem Influenzavirus. Eine Pandemie kann daher Millionen Todesopfer fordern. Die schlimmste Pandemie, die es bis zu diesem Zeitpunkt auf der Welt gab, war die spanische Grippe, die zwischen 1918 und 1920 durch einen ungewöhnlichen Abkömmling des Influenzavirus zwanzig bis fünfzig Millionen Todesopfer beanspruchte. 13

14 11.4. Wie entsteht eine Pandemie? Pandemien können nur durch den Influenza A-Virus hervorgerufen werden. Bei einer gleichzeitigen Infektion einer Zelle mit dem Influenza A-Virus vom Menschen und vom Vogel, können die ihr Erbgut untereinander austauschen. Es wird dann von einem so genannten Antigensprung oder Antigenshift gesprochen. Dabei können neue Influenza A-Subtypen entstehen, die von Mensch zu Mensch übertragen werden können. Das Schwein spielt bei der Durchmischung solcher Influenzaviren eine besondere Rolle. Eine solche Durchmischung findet im Schwein statt, weil Schweine sowohl von Influenzaviren des Vogels, als auch des Menschen infiziert werden können. Man spricht dann von einem neuen Virus-Subtyp, wenn dabei ein Virus mit völlig neuartigen Erkennungsmerkmalen entsteht. Ihren Ursprung haben Pandemie-Viren häufig in Asien, wo viele Menschen, Geflügel und Schweine auf sehr engem Raum zusammenleben und die hygienischen Bedingungen eine schnelle Vermehrung des Virus begünstigen Warum kann sich das Pandemie-Virus so schnell verbreiten? Das Pandemie-Virus kann sich so schnell verbreiten, da das Abwehrsystem der Menschen zum ersten Mal mit diesem vollständig veränderten Virus in Berührung kommt. Es kann sich rasch über die ganze Welt ausbreiten, zumal die Bevölkerung überhaupt keinen Immunschutz gegen den neuen Virustyp hat. 14

15 11.6. Wie werden die Auswirkungen einer Influenza- Pandemie eingeschätzt? Die medizinische Versorgung wurde in den Industrie-Nationen deutlich verbessert, wenn man einen Vergleich zu den Pandemien des letzten Jahrhunderts zieht. Die globale Mobilität, d.h. zum Beispiel Flugreisen, kann jedoch zu einer sehr schnellen Ausbreitung des Pandemie-Virus führen. Die Eigenschaften des pandemischen Erregers sowie die Erkrankungsrate der Bevölkerung sind nicht vorhersehbar, deshalb können die potentiellen Auswirkungen einer Influenza-Pandemie nur abgeschätzt werden. 12. Zusammenfassung Die Influenza, welche im Volksmund auch Grippe genannt wird, ist definiert als Krankheit, die durch die Typen A und B des Influenzavirus hervorgerufen wird. Bei dieser Krankheit kommt es zu einer akuten Infektion der Atemwege im Körper, die typischerweise mit plötzlich einsetzendem hohen Fieber, einem starken Krankheitsgefühl und einer allgemeinen körperlichen Schwäche hervorgeht. Diese Erkrankung tritt besonders in den kalten Jahreszeiten auf und kann sogar große Teile einer Bevölkerung betreffen. In schlimmsten Fällen kann dies zu einer Epidemie führen, bei der zehn bis zwanzig Prozent der Bevölkerung mit dem Virus infiziert werden. 15

16 13. Literaturverzeichnis 1. Artikel: Influenza Internetseite: Jahr: Autoren: Univ. Prof. Dr. Franz X. Heinz, Univ. Prof. Dr. Theresia Popow- Kraupp Internetseite: 3. Artikel: Influenza (Pandemie) Internetseite: Jahr: Autoren: Carsten Biele und Gregor Fels Artikel: Grippe Lebenszyklus des Influenza-Virus Internetseite: 5. Abbildung 1: Darstellung eines Orthomyxovirus Internetseite: 6. Abbildung 2: Mikroskopische Betrachtung eines Influenzavirus Internetseite: 7. Abbildung 3: Kartendarstellung des Auftretens von Influenza in Deutschland (in der Saison ) Internetseite: 8. Abbildung 4: Aufbau des Influenza-Virus Internetseite: 9. Abbildung 5: Witz zum Thema Influenzaimpfung Internetseite: 16

17 14. Danksagung Vor allem möchte ich mich ganz herzlich bei meinem Doktorvater Dr. med. Rüdiger Werbeck für die große Unterstützung bei meiner Kinderdoktorarbeit bedanken. Durch viele Informationen und Tipps konnte er mir tatkräftig an meiner Arbeit helfen. Des Weiteren möchte ich mich bei den Personen bedanken, die mich im Hintergrund unterstützt und mir geholfen haben. 17