Mycobacterium bovis

Mycobacterium bovis
Mycobacterium bovis
Mycobacterium bovis BCG ZN.jpg

Mycobacterium bovis

Systematik
Unterklasse: Actinobacteridae
Ordnung: Actinomycetales
Unterordnung: Corynebacterineae
Familie: Mycobacteriaceae
Gattung: Mycobacterium
Art: Mycobacterium bovis
Wissenschaftlicher Name
Mycobacterium bovis
(Lehmann & Neumann 1907)
Karlson & Lessel 1970

Mycobacterium bovis ist ein beim Rind vorkommendes Bakterium und ist Erreger der Tuberkulose der Rinder. Mycobacterium bovis kann auch auf den Menschen sowie andere Haustiere (Ziegen) übertragen werden. Die Infektion des Menschen erfolgt vor allem durch nicht-pasteurisierte Milch, ist aber in den industrialisierten Ländern mittlerweile sehr selten.[1]


Mycobacterium bovis ist keine eigene Spezies der Gattung Mycobacterium, sondern ein Stamm innerhalb des sogenannten Mycobacterium tuberculosis-Komplexes, aus dem es wahrscheinlich vor mehreren zehntausend Jahren entstanden ist. Durch jahrelang wiederholte Kultivierung von M. bovis wurde der Lebendimpfstoff BCG (Bacillus Calmette-Guérin) geschaffen, ein Impfstoff gegen die durch M. tuberculosis ausgelöste Tuberkulose des Menschen.

Das Genom wurde vollständig sequenziert (siehe Liste sequenzierter Organismen).

Inhaltsverzeichnis

Merkmale

Mycobacterium bovis ist wie alle Arten und Stämme der Mycobacteriaceae Gram-positiv. Die unbeweglichen Zellen sind stäbchenförmig und bilden keine Sporen. Das Bakterium ist säurefest, ein typisches Merkmal der Mykobakterien. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist bei allen Mykobakterien der Aufbau der Zellwand (unter anderem ein hoher Lipid-Gehalt und Gehalt an wachsartigen Substanzen, wie Mykolsäuren). Auf den speziellen Zellwandaufbau ist die Resistenz gegen verschiedene Antibiotika und die Säurefestigkeit zurückzuführen. Säurefeste Bakterien geben nach Einfärbung die Farbstoffe trotz einer Säurebehandlung nicht wieder ab. Eine erste Identifikation kann durch die Ziehl-Neelsen-Färbung erfolgen. Nach einer Färbung werden die Bakterien mit Säure behandelt, nur die säurefesten Bakterien bleiben gefärbt. Säurefest sind allerdings auch andere entfernt verwandte Bakterien wie Arten von Nocardia, Rhodococcus und Corynebacterium.

Bei allen Mykobakterien ist der Stoffwechsel chemoorganotroph und benötigt Sauerstoff (Allerdings ist M. bovis noch eine kurze Zeit lang nach der Isolation mikroaerob).

Mycobacterium bovis ist obligat pathogen, es ist wie auch Mycobacterium tuberculosis nicht in der Lage, sich außerhalb des Wirtes fortzupflanzen. Allerdings sind die Mykobakterien durch die besondere Zellwand sehr gut gegen äußere Einflüsse geschützt und können auch außerhalb des Wirtes eine Zeitlang überleben. Im Kot von Rindern sollen sie noch nach bis zu 13 Tage wachstumsfähig sein[2].

Unterschiede zu anderen Mykobakterien

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine gute und oft genutzte Methode, um Mycobacterium bovis von anderen Mykobakterien zu unterscheiden. Des Weiteren haben die verschiedenen Stämme morphologische (an den Kulturen sichtbare) und biochemische Unterschiede. Kulturen von Mycobacterium bovis zeigen ein glattes, feuchtglitzerndes Aussehen. Bei Zugabe von Glycerin ist das Wachstum geschwächt. Im Gegenteil dazu wird das Wachstum von M. tuberculosis durch Glycerin gefördert. Die Kulturen erscheinen eher krümelig und trocken. Mycobacterium tuberculosis zeigt Nitratreduktion und Bildung von Niacin, M. bovis nicht.

Direkt nach der Kultivierung verhält sich Mycobacterium bovis mikroaerob, es wächst am besten in Umgebungen mit geringem Sauerstoffgehalt. Nach wiederholter Kultivierung benötigen die Stämme für das Wachstum normalen (21 %) Sauerstoffgehalt und sind dann wie alle anderen Mykobakterien obligat aerob. Dies ist ein weiterer Unterschied zu Mycobacterium tuberculosis, welches sofort nach der Kultivierung bei vollem Sauerstoffgehalt bestes Wachstum zeigt.

Tuberkulose der Rinder

Die Übertragung von Mycobacterium bovis erfolgt bei Rindern meist über den Luftweg (Tröpfcheninfektion). Die Bakterien können auch mit infiziertem Futter, Milch oder Wasser aufgenommen werden.

Mycobacterium bovis kann auf andere Tiere wie Katzen, Hunde, Schafe, Schweine und Ziegen übertragen werden. Die Rindertuberkulose kann auch in der Zoohaltung auftreten, M. bovis wurde z. B. von Leoparden, Seelöwen und Pavianen isoliert[3].

In Deutschland wurden in den 50er Jahren Bekämpfungsmaßnahmen gegen die Rindertuberkulose durchgeführt, wodurch die Rinderkrankheit fast vollständig ausgerottet wurde. So waren im Jahr 1952 noch 38,5 % der untersuchten Rinder infiziert, im Jahr 1967 nur noch 0,09 %[2]. Nach der Ausrottung der Rindertuberkulose in den Industrieländern stellt das Rind selbst nicht mehr die Hauptinfektionsquelle dar. Vielmehr ist nun eine Ansteckung des Rindes durch Haustiere (z. B. Katzen) oder auch durch Wildtiere die Hauptgefahr für den Ausbruch der Rindertuberkulose. Auch der an offener Tuberkulose erkrankter Mensch ist eine nicht unwichtige Infektionsquelle für Rinder (dies ist dann aber nicht notwendig eine Infektion mit M. bovis).[2].

Bedeutung für den Menschen

Die Rindertuberkulose, im englischen als „bovine TB“ bezeichnet, ist auch auf dem Menschen übertragbar und zählt somit zu den Zoonosen. Die Infektion erfolgt (wie beim Rind) über die Atemwege oder durch Nahrungsaufnahme, oft durch nicht pasteurisierte Milch. Bei letzterem wird die Darmtuberkulose ausgelöst. Die Rindertuberkulose ist auch von den Menschen wieder auf Rinder zurück (jedoch nicht auf andere Menschen) übertragbar.

Durch die Einführung der Pasteurisierung ging die Anzahl der Übertragungen auf dem Menschen stark zurück. Die durch Mycobacterium bovis ausgelöste Tuberkulose spielt in den Industrieländern kaum noch eine Rolle, in den Dritte Welt Ländern (Entwicklungsländer) ist sie allerdings noch von Bedeutung. In einer argentinischen Studie konnten zwei Prozent der 448 untersuchten Fälle von Lungentuberkulose auf Infektion mit M. bovis zurückgeführt werden; die beteiligten Bakterienstämme waren gleichzeitig diejenigen, die auch am häufigsten Rinder befielen.[4] In einer chinesischen Studie ergab sich dagegen eine Prävalenz von 0,34 Prozent von M. bovis-Krankheitsfällen.[5]


Die Veränderungen der betroffenen Organe durch die Tuberkulose von Mycobacterium bovis sind nicht von denen durch die von M. tuberculosis ausgelösten unterscheidbar.

Systematik

Innerhalb der Gattung Mycobacterium wird Mycobacterium bovis und auch M. bovis BCG dem „Mycobacterium tuberculosis-Komplex“ zugerechnet.

Die zwei Unterarten Mycobacterium bovis subsp. bovis und Mycobacterium bovis subsp. caprae werden nicht mehr geführt[6]. Die letztere wird nun zu der Art Mycobacterium caprae gestellt.

Quellen

  1. S. I. Cadmus, H. K. Adesokan u.a.: Mycobacterium bovis and M. tuberculosis in goats, Nigeria. In: Emerging Infect. Dis. Band 15, Nummer 12, Dezember 2009, S. 2066–2067, ISSN 1080-6059. PMID 19961707. PMC PMC3044523.
  2. a b c Michael Rolle, Anton Mayr (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie, Infektions- und Seuchenlehre. 7. Auflage. Enke Verlag, Stuttgart 1993, ISBN 3-432-84686-X
  3. M.F Thorel, C. Karoui, A. Varnerot, C. Fleury und V. Vincent: Isolation of Mycobacterium bovis from baboons, leopards and a sea-lion. In: Veterinary research, Bd. 29, Nummer 2, März-April, 1998: S. 207–12. PMID 9601152
  4. Etchechoury I, Valencia GE, Morcillo N, et al.: Molecular typing of Mycobacterium bovis isolates in Argentina: first description of a person-to-person transmission case. In: Zoonoses Public Health. 57, Nr. 6, September 2010, S. 375–81. doi:10.1111/j.1863-2378.2009.01233.x. PMID 19912616.
  5. Y. Chen, Y. Chao u.a.: Potential challenges to the Stop TB Plan for humans in China; cattle maintain M. bovis and M. tuberculosis. In: Tuberculosis (Edinb) Band 89, Nummer 1, Januar 2009, S. 95–100, ISSN 1873-281X. doi:10.1016/j.tube.2008.07.003. PMID 19056318.
  6. Systematik: J.P. Euzéby: List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature - Genus Mycobacterium

Literatur

  • Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.): The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. 7 Bände, 3. Auflage, Springer-Verlag, New York u. a. O., 2006, ISBN 0-387-30740-0. Band 3: Archaea. Bacteria: Firmicutes, actinomycetes. ISBN 0-387-25493-5
  • John G. Holt (Hrsg.): Bergey’s manual of systematic bacteriology. Band 2, 1986, ISBN 0-683-07893-3
  • Werner Köhler (Hrsg.) Medizinische Mikrobiologie, 8. Aufl., München / Jena 2001 ISBN 978-3-437-41640-8
  • Michael Rolle, Anton Mayr (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie, Infektions- und Seuchenlehre. 7. Auflage. Enke Verlag, Stuttgart 1993, ISBN 3-432-84686-X

Weblinks

Tuberculosis – Mycobacterium bovis (englisch)

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