Zellbiologie

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1 Grundbegriffe Bio-Gefährdung in der Feuerwehr Grundlagen Zellbiologie Bakterien / Viren / Pilze Ausbreitung / Übertragung / Inkubationszeit Einführung in die Grundbegriffe der biologischen Gefahren Gefahren beim Umgang mit BA / GVO in Laborbereichen beim Transport Ausbreitung von Erregern Biowaffen Zellbiologie Organismus: Mensch, Tier, Pflanze, Pilze... Aufbau des menschlichen Organismus: Organsystem (Funktionseinheit aus mehreren Organen) Organe (funktionelle Einheit aus verschiedenen Geweben) Gewebe (Zellverbände) Zellen (kleinste Funktionseinheiten) Zellorganellen (Reaktionsräume) Zellkern (Raum des genetischen Materials) DNA (Desoxyribonucleinsäure) 3 3 Biologische Agenzien = Biologische Arbeitsstoffe (BA) Mikroorganismen Algen Bakterien Pilze (einschließlich Hefen) Parasiten und Protozoen Viren Zellkulturen höherer Organismen pflanzliche Zellkulturen tierische Zellkulturen Protozoen Gentechnisch veränderte Organismen (GVO) Mikroorganismen Zellkulturen. 1

2 Grundlagen Bakterien / Pilze / Viren Unterscheidung durch die Eigenschaften Zellaufbau Verhalten Übertragung / Verbreitung Lebensdauer / Vermehrung schädigender Wirkung. 5 5 KRANKHEITSERREGER K r a n k h e i t s e r r e g e r Mikroorganismen: Bakterien Viren Prionen Pilze Parasiten. Bakterium enthält Erbmaterial und alle nötigen Strukturen zum Leben selbständige Vervielfältigung Virus enthält Erbmaterial Proteinmantel oft durch Hülle geschützt benötigt Zelle zur Vermehrung 9 2

3 Grundstruktur von Viren A. unbehülltes Virus B. behülltes Virus Größenvergleiche 1. Kapsel 2. Nukleinsäure 3. Capsomer 4. Nukleincapsid 5. Virion 6. Hülle 7. Spike (Hülle der Glykonproteine) A: Haar (0,066 mm dick) B: E. coli (0,0001 mm dick) C: Bakterium/Säugetierzelle Virus BAKTERIEN (bakterion = griech. Stäbchen) z.b. Borrelien, Cholera, Legionärskrankheit, Salmonellen Helicobacter pylori, verursacht Magengeschwüre 3

4 VIREN (Virus = griech. Gift) Hefekolonien z.b. Hepatitis, Influenza, Ebola, Bäckerhefezelle: ca. 1000fach Bäckerhefezelle: ca. 9000fach B i o t e c h n o l o g i e B i o t e c h n o l o g i e Herstellung von Käse mit Bakterien und Pilzen Herstellung von Bier, Wein und Brot mit Hefen 4

5 B i o t e c h n o l o g i e B i o t e c h n o l o g i e Herstellung des Antibiotikums Penicellin mit einem Schimmelpilz Biologische Abwasserreinigung Verbreitung / Übertragung / Inkubationszeit Verbreitung / Übertragung Kontamination Inkorporation Infektion I N F E K T I O N S W E G E Kontaktinfektion (Hände, Berührung kontaminierter Gegenstände...) Schmierinfektion (Kontakt mit Körperflüssigkeiten; Ausscheidungen, Speichel, Blut...) Inkubationszeit Zeit von dem ersten Kontakt bis zum ersten Auftreten von sympthomatischen Erkrankungen Aerogene Infektion (Infektion über die Luft; Tröpfcheninfektion (Niesen, Husten,Staub...) Infektion durch ein Medium (z.b. Blutpräparate) Perkutane Infektion (Übertragung über die Haut; Spritzen, Insektenstiche...) 20 5

6 I N F E K T I O N S P F O R T E N P R O B L E M A T I K Kontamination (Haut, Schleimhaut) Ingestion (Magen-Darm-Trakt) heli Biologische Agenzien (BA) sind vermehrungsfähiges Material! Inhalation (Einatmen) Inokulation (Stich- oder Schnittwunden) n Somit können selbst geringste Mengen ein großes Gefährdungspotential darstellen! B E S O N D E R E P R O B L E M A T I K noch Fragen? Keine Sinneswahrnehmung möglich! Keine Meßgeräte zur schnellen Detektion vor Ort zur Verfügung Möglicherweise großes Gefährdungspotential durch teilw. sehr geringe Mengen (Milliliter!) - folglich: Spezielle Präventivmaßnahmen (Hygiene) Besond. DEKO-Maßnahmen (Desinfektion)

7 B i o w a f f e n Einteilung der Kampfstoffe Biologische Kampfstoffe Chemische Kampfstoffe Freisetzen von BA s vorsätzlich und gezielt. Taktische Gemische besonders schwierig und gefährlich (bakteriologisch-toxische Gemische) Bakterien Rickettsien Viren Lungenkampfstoffe Blutkampfstoffe Hautkampfstoffe Toxine Nervenkampfstoffe Arten biologischer Kampfstoffe das Dreckige sogenannte Dutzend Dutzend Biologische Kampfstoffe Bakterien Rickettsien Viren Toxine einzellige, stäbchenförmige Lebewesen (in diesem Sinne Krankheitserreger) bakterienähnliche Organismen (wachsen nur in lebenden Zellen) nichtzellige Erreger (Vermehrung in lebenden Wirtszellen) Giftstoffe, in diesem Sinne ein Bakteriengift (giftiges Stoffwechselprodukt) Bakterien/ Rickettsien Milzbrand Pest Hasenpest Rotz Brucellose Q-Fieber zwölf biologische Kampfstoffe (besonders geeignet für einen Terroreinsatz) Pocken Viren virale hämorrhagische Fieber (VHF) virale Encephalitis (VEE) Toxine Botulinus Ricin Staphylokokken Enterotoxin B 28 7

8 biologische Kampfstoffe Verbreitung über Nahrungsmittel Ausbreitung E r s t m a ß n a h m e n R e t t u n g Verbreitung über das Trinkwasser Verbreitung als flüssige Substanz Formen der Freisetzung Verbreitung als Aerosol indirekte Erkennung anhand Betroffener Verbreitung als feste Substanz B-Einsatz Beachtung des Eigenschutzes lebensrettende Sofortmaßnahmen kontaminierte Kleidung entfernen Desinfektion/Dekontamination baldmöglichst ärztliche Betreuung 29 A n g r i f f s z i e l e Milzbrand/Anthrax Menschen Psychoterror Massenvernichtung Ausschalten einer Elite Attackieren einer Volksgruppe Lahmlegen der Infrastruktur. Symptome Komplikationen... Lunge: blutiger Auswurf (ansteckend!), Fieber, Schüttelfrost, Atemnot Darm: blutiges Erbrechen, blutiger Stuhl, Darminfektion Hautblutungen, Milzvergrößerung, Kreislaufschock Tiere Pflanzen Destabilisierung der Märkte Gewinneinbußen Vernichtung der Zucht Vernichtung der Bestände Krankheitsüberträger. Vernichtung der Ernte. Letalität Epidemiegefahr Haltbarkeit der Erreger Hautmilzbrand: Darmmilzbrand: Lungenmilzbrand: eher gering unbehandelt bis zu 20 % der Infizierten hoch sehr hoch sehr hoch, da sporenbildend

9 Bioterror Bioterror Bioterror noch Fragen?

10 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit