Mikrobiologische Kotuntersuchung bei unseren Haustieren

Einleitung | Eigenschaften der Keime | Häufige Keime | Diagnose | Therapie

Einleitung

Die häufigste Ursache für Verdauungsstörungen beim Tier sind Infektionen .

Die Infektionserreger können Bakterien , Pilze , Viren und Parasiten sein.

Einige Bakterien gehören zur saprophytischen Flora des Darmes, wie beispielsweise Escherichia coli, Enterokokken und Streptokokkus , die in einem bestimmten Verhältnis zueinander im Darm der Säugetiere angesiedelt sein müssen. Ist ihr Verhältnis ausgeglichen, sind die Bakterien nützlich für die Verdauung des Futters. Geraten die Keime aus dem Gleichgewicht oder gelingt es ihnen, krankmachende (pathogene) Eigenschaften zu entwickeln, kommt es zur Darmerkrankung.

In einigen Fällen gelangen sogenannte obligat pathogene Keime (z. B. Salmonellen oder Yersinien) mit dem Futter in den Darm eines Tieres. Gelingt es ihnen, das Abwehrsystem zu überlisten und sich anzusiedeln, folgt eine Erkrankung des Tieres, die in einigen Fällen auch auf den Menschen übertragbar ist Zoonose .

Einige Hefepilze und Schimmelpilze können auch für schwere Magen-Darmerkrankungen verantwortlich gemacht werden.

Viruserkrankungen, verursacht durch Parvoviren, Coronaviren, Rotaviren und andere Viren führen zu schweren Darmschädigungen.

Parasiten können die Abwehrlage des Wirtes schwächen. So wird Tür und Tor für Infektionen mit einem oder mehreren der bereits erwähnten Erreger geöffnet.

Die etablierten Keime fühlen sich oft sehr wohl in ihrer neuen Umgebung, sodass spezielle pathogene Eigenschaften, z. B. Giltstoffe, entwickelt werden, die eine Schädigung des Magen-Darmtraktes oder sogar den Tod des Wirtes verursachen.

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Eigenschaften der Keime

Die Keime verfügen über eine Reihe von krankmachenden Eigenschaften, von denen einige hier aufgeführt werden. Es wird unter keinen Umständen versucht, aus dem Laien einen Mikrobiologen zu machen. Es ist lediglich angestrebt, dem interessierten Leser Informationen zu vermitteln, warum die Behandlung von bakteriellen Erkrankungen in einigen Fällen auch mit dem Tod des Tieres enden kann.

• Saprophytisch sind Keime, die nützlich und hilfreich für das Tier sind. Beispielsweise kann die Darmbakterie Escherichia coli, deren Aufgabe die Verdauung der Nahrung ist, zu einem krankmachenden Keim (pathogenen Keim) entarten, wenn diese einen neuen Lebensraum erobert, beispielsweise die Harnblase.
• Pathogen sind Keime mit krankmachenden Eigenschaften. Diese können von vornherein bestanden haben oder vom Keim später entwickelt worden sein. Keime mit diesen Eigenschaften werden als Krankheitserreger bezeichnet.
• Hämolyse ist die Zerstörung von roten Blutkörperchen (Erythrozyten ). Dieser Prozess wird unterteilt - je nach Stärke der aggressiven Ausscheidungen:
  • Alpha-Hämolyse ist die unvollständige Zerstörung der roten Blutkörperchen.
  • Beta-Hämolyse ist die vollständige Zerstörung der Erythrozyten.
• Koagulase ist ein Produkt (Enzym ) der Bakterie, welches bestimmte Eiweißstoffe im Blut verklumpen oder gerinnen lässt.
• Katalase ist ein Produkt (Enzym) der Bakterie, welches bestimmte chemische Reaktionen beschleunigen kann, wie beispielsweise die Freisetzung von Sauerstoff.
• Toxine (Giftstoffe): Einige Bakterienstämme können bei Bedrohung (Zerstörung durch ein Antibiotikum ) Giftstoffe ausscheiden, die dem Wirt (krankes Tier) schwer schaden und sogar in einigen Fällen den Tod herbeiführen können.
• Gramfärbung : Die Färbung nach Gram gruppiert die Keime in
  • grampositive, wenn der blau-violette Farbstoff von der Bakterie aufgenommen wird.
  • gramnegative, wenn der rote Farbstoff aufgenommen wird.
  • gramlabile , wenn der blau-violette und der rote Farbstoff gleichzeitig von den Bakterien aufgenommen wird.

Die Gramfärbung hilft bei der Untersuchung der Bakterien unter dem Mikroskop, diese durch ihre Größe, Form (runde, Stäbchen, kurze oder lange Ketten etc.) grob einzustufen. Die Färbung nach Gram gibt auch einen Hinweis auf die Gruppe wirksamer Antibiotika .

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Häufige Keime im Kot

Es soll nur auf die wichtigsten Bakterien und Pilze eingegangen werden.

1. Grampositive Keimflora

a. Streptokokkus

Grampositve kugelförmige Bakterien in langen Ketten angeordnet. Saprophytische Stämme kommen in der Mundflora von Mensch und Tier vor. Pathogene Stämme können akute Dünn- und Dickdarmentzündungen verursachen wie auch schwere Lebensmittel- und Futtermittelvergiftungen. Sie verfügen über hämolytische Eigenschaften. Einige Stämme sind fleißige Toxinbildner.

b. Enterococcus (oder Streptokokken der Serogruppe D)

Grampositive, kleine, runde bis leicht ovale Zellen in sehr kurzen Ketten. Kommen als Saprophyten im Darm von Mensch und Tier vor. Als Krankheitserreger können sie Harnwegsinfektionen, Scheiden-, Gesäuge -, Herzklappen- und Lungenentzündungen verursachen. Pathogene Stämme verfügen über die Fähigkeit der Hämolyse sowie der Toxinbildung.

2. Gramnegative Keimflora

Escherichia coli - E. coli

ist ein gramnegativer Keim, der als kurzes Stäbchen meistens bekapselt und einzelnd, paarweise oder in längeren Ketten vorkommt. Diese Bakterie kommt als Saprophyt bei Mensch und Tier im Dickdarm vor.

Wird das Bakterium durch andere Keime, Chemikalien oder Medikamente unter Druck gesetzt, kann es pathogene Eigenschaften entwickeln. Zu diesen gehören Hämolyse sowie Toxinbildung.

3. Obligat pathogene Keimflora

Grampositive Keime

a. Staphylokokkus

Grampositive runde Bakterien in kleinen traubenartigen Haufen vorkommend. Saprophytische Stämme bevölkern die Haut (pH -Kontrolle des Säureschutzmantels der Haut). Pathologische Stämme verfügen über die Fähigkeit zur Hämolyse, Koagulase und Bildung von Toxinen, die vor allem eine wichtige Rolle bei verdorbenen Lebens-/Futtermitteln spielen und zu Vergiftungen führen können. Auch Genitalien und Harnwege können von ihnen bevölkert werden. Die wichtigsten pathogenen Vertreter sind Staphylococcus aureus, St. intermedius und St. epidermidis.

b. Bacillus

Bacillus cereus ist eigentlich ein Keim des Erdbodens, kann aber von unseren Haussäugetieren aufgenommen werden und Giftstoffe erzeugen, die zu schweren Durchfällen führen. Der Keim verfügt auch über hämolytische Eigenschaften. Er ist häufig an Lebensmittelvergiftungen (z. B. Bratreis) und Futtermittelvergiftungen beteiligt.

Gramnegative Keime

a: E. coli vom Typ EHEC - Entero Haemolysin bildende E. coli

Bei diesen Bakterien handelt es sich um Darmbakterien, die als pathogene Eigenschaft die Zerstörung der roten Blutzellen entwickelt haben. Beim Tier haben sie keine so große Bedeutung wie beim Menschen. Es ist jedoch von der Menge und der Art der Hämolyse abhängig, ob sie für das Tier als pathologisch eingestuft werden können oder nicht. Wenn Sie den Mauszeiger auf der Abbildung rechts bewegen, wird das Bild gewechselt. Sie sehen dann links EHEC ohne Hämolyse, in der Mitte alpha-hämolysierende EHEC und rechts beta-hämolysierende EHEC.

b: E. coli Serogruppe O157 H7 - ein toxinbildendes Bakterium

E. coli der Serogruppe O157 H7 ist eine aus einer normalen guten Darmbakterie mutierte Form, die Velotoxine erzeugt. Durch diese Ausscheidungsprodukte ist die Bakterie in der Lage, beim Menschen eine Sterblichkeitsrate von 20 Prozent zu verursachen. Die Abbildung zeigt eine Kultur von E. coli O157 H7, auf MacConkey Sorbitol Agar. Diese Bakterie ist nicht in der Lage, Sorbitol zu verstoffwechseln, so bilden sich farblose Kolonien auf diesem Agar. Wenn Sorbit verstoffwechselt wird, färben sich die Kolonien rosa.

c: Proteus mirabilis

Gramnegative, schwärmende Bakterien, die in der Natur weit verbreitet sind und an Fäulnisprozessen (dem Abbau von organischen Substanzen) beteiligt sind. Für dieses Bakterium ist der Darm von Mensch und Tier ein wichtiger Standort. Durch den wahllosen Einsatz von Antibiotika kommt es zur Resistenzbildung dieses Erregers. Die Kultur von Proteus vulgaris (rechts) verdeutlicht das Schwärmverhalten des Keimes. Er verursacht gelegentliche Sommerdurchfälle, bei Jungtieren schwere Magen-Darm Erkrankungen und Vergiftungen durch verdorbene Futtermittel.

d: Salmonella

Gramnegative, bewegliche, ovale Bakterien, die durch Kohlenhydratabbau ohne Gasbildung häufig an Zersetzungsprozessen beteiligt sind. Es sind Keime, die für den Menschen besonders gefährlich sind, z. B. S. typhy und S. paratyphi. Sie kommen häufig bei Vögeln, in Muscheln und in verschmutztem Wasser vor.
Salmonellen, die bei Haustieren vorkommen, sind jedoch selten pathogen für den Menschen. Der Keim ist gefürchtet wegen seines schweren Krankheitsbildes beim Menschen, mit Hirnödem, Thrombosen, Infarkten und Blutvergiftung.

e: Yersinia enterocolitica

Dies ist ein kleines, gramnegatives Bakterium, das zahlreiche Arten befällt (Schwein, Pferd, Rind, Schaf, Ziege, Hund, Katze, Nager, Mensch u.a.). Da ein besonderes Interesse gegen Stämme vorliegt, die Krankheiten beim Menschen verursachen, sollen genaue bakteriologische Untersuchungen durchgeführt werden. Es können schwere Darmentzündungen auftreten, die sogar Darmverschlüsse nach sich ziehen können. In besonders schweren Fällen kommt es zu Arthritiden (Gelenkentzündungen), Glomerulonephritis (Nierenentzündung) und Myokarditis (Herzmuskel-entzündung). Die Aufnahme erfolgt durch Verschlucken von Exkrementen oder verschmutzten Lebens- bzw. Futtermitteln. Die Keimfamilie ist sehr groß. Ein berühmter Vertreter dieser Gruppe ist Yersinia pestis, die im Mittelalter für die in Europa wütende Pest verantwortlich war.

4. Mykologische Untersuchung

a. Sprosspilze (Candida albicans):

Bacillus cereus ist eigentlich ein Keim des Erdbodens, kann aber von unseren Haustieren aufgenommen werden und Giftstoffe erzeugen, die zu schweren Durchfällen führen. Der Keim verfügt auch über hämolytische Eigenschaften. Er ist häufig an Lebensmittelvergiftungen (z. B. Bratreis) und Futtermittelvergiftungen beteiligt.

b. Schimmelpilze:

Schimmelpilzsporen befinden sich überall in der Umgebung, sie können aber auf Futter und Lebensmitteln gedeihen und diese verderben lassen. Der Pilz an sich ist meistens harmlos, aber seine Giftstoffe haben es in sich. Der Schimmelpilz Penicillium produziert das Antibiotikum Penizillin, das ihn vor dem Angriff von Bakterien schützt. Andere Pilze produzieren sehr potente Toxine wie beispielsweise das Aflatoxin, das von Aspergillus flavus und Aspergillus parasiticus gebildet wird. Die Pilzgifte sind häufig karzinogen (krebsauslösend). Bei immungeschwächten Tieren kann der Schimmelpilz auch eine Besiedelung des Körpers erreichen, was dann vorzugsweise in Darm und Lunge erfolgt.

5. Gasbildner (Clostridien )

Bakterien der Gattung Clostridium sind grampositive bis gramlabile bewegliche Stäbchen. Sie kommen im Erdboden vor und bilden Sporen . Das Wachstum ist streng anaerob . Als Krankheitserreger verursachen sie in Wunden den Rauschbrand, Blutvergiftungen, Tetanus und Botulismus . Die zwei Röhrchen links enthalten Cl. perfringens, das für den Gasbrand des Menschen verantwortlich ist. Im linken Röhrchen befindet sich ein Laborstamm, der keine Toxine bildet, aber die starke Gasentwicklung ist deutlich. Das rechte Röhrchen enthält einen pathogenen Stamm, der bis zu 20 verschiedene Toxine (Giftstoffe) bilden kann. So zeigt dieser außer einer starken Gasbildung auch, dass er zur Gerinnung des Nährmediums durch Giftstoffe führt. Auf Grund der starken Gasentwicklung führt diese Keimfamilie zu erheblichen Blähungen und schmerzhaften Bauchkrämpfen, wenn eine übermäßige Vermehrung im Darm stattfindet. (Zur Detailbetrachtung bewegen Sie den Mauszeiger auf die jeweilige Abbildung). Je nach Keimvermehrung und Toxinproduktion töten diese Keime den Wirt.

6. Mikroaerophile Keime

Bei diesen Bakterien handelt es sich um gramnegative, sporenlose, spiralförmig gewundene Stäbchen, die in Kulturen auch eine runde kokkoide Form haben können. Sie wachsen im Allgemeinen bei einer Temperatur von 42° C, sind also gut an Vögel angepasst, die über diese Körpertemperatur verfügen. Sie sind beweglich und gedeihen nur in einer sauerstoffarmen Umgebung (mikroaerophiles Milieu).

Sie befallen häufig den Darm und die Geschlechtsorgane der Tiere. Im Magen-Darmtrakt können sie sich in die entsprechende Schleimhaut einnisten und schwere Durchfälle und Geschwüre verursachen.

Anaerobier sind Keime, die nur unter Luftausschluss in einer speziellen Atmosphäre von Kohlendioxid und Wasserstoff gedeihen können. Um sie anzüchten zu können, muss ein spezielles Gasmillieu in speziellen Anaerobierkammern oder in Miniatursystemen, wie z. B. Anaerocult® von Merck, erzeugt werden (links im Bild). Zu diesen strikt anaeroben Keimen zählen die bereits erwähnten Clostridien, die sich durch ihre Produktion von Giftstoffen und Gas hervorheben. Eine weitere wichtige Familie strikt anaerober Keime ist Bacteroides. Es handelt sich um gramnegative Keime, die beweglich sein können und in den meisten Fällen keine Sporen bilden und überwiegend in der Darmflora residieren. Die wichtigsten Virulenzfaktoren (Agressionsfaktoren) sind die Bildung von Endotoxinen (Giftstoffen) und eine hohe Neuraminidaseaktivität (stört das Abwehrsystem).

Eine weitere Familie von strikt anaeroben Keimen sind Fusobakterien. Diese treten häufig in Begleitung von anderen Keimen auf und verfügen als Virulenzfaktoren über die Eigenschaft, unterschiedliche Giftstoffe zu bilden, wie Endotoxine, Leukozidin (zerstört weiße Blutkörperchen) und Hämagglutinin, welches das Blut verklumpen läßt. Diese Bakterien werden auf speziellen Nahrböden angezüchtet, z.B. Schaedleragar mit und ohne Antibiotika (Kanamycin und Vancomycin), was eine Besiedelung mit Sekundärkeimen verhindern soll. Auf der Abbildung sind auf dem antibiotikafreien Nährboden Kolonien des Bakteriums Clostridium perfringens zu sehen, die unter anaeroben Bedingungen gezüchtet wurden.

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Diagnose

Die Diagnose erfolgt durch Bestimmung des Keimes und dessen pathogenen Eigenschaften. Hierfür stehen Bakterienidentifikationssysteme zur Verfügung, mit deren Hilfe die biochemischen Eigenschaften der Keime ermittelt werden können. In einigen Fällen müssen spezielle molekularbiologische Verfahren zur genauen Bestimmung eines Keimes und dessen spezielle Eigenschaften eingesetzt werden.

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Therapie

Die Behandlung des erkrankten Tieres durch den Tierarzt erfolgt im Allgemeinen mit Bakterienpräparaten, die Bakterien einer normalen Bakterienflora enthalten. Diese sollen der gestörten Darmflora helfen, wieder ins Gleichgewicht zu kommen oder krankmachende Keime zu vertreiben. Eine weitere Behandlungsmöglichkeit ist der Einsatz von speziellen Futtermitteln, denen evtl. Verdauungfermente oder darmschonende pflanzliche Stoffe zugesetzt werden. Bei schweren Infektionen mit Keimen, die auch für den Menschen eine Gefahr darstellen, werden häufig Antibiotika eingesetzt. Von diesen Antibiotika kann aber in seltenen Fällen eine Gefahr für das Leben des Patienten ausgehen, besonders wenn dieser körperlich geschwächt ist, denn das Antibiotikum tötet zwar die Keime, doch diese revanchieren sich, indem sie bei ihrem Todeskampf Giftstoffe freisetzen. Kann das Tier diese Giftstoffe nicht entgiften, entstehen Schäden, die sogar den Tod des Patienten verursachen können.

Im Anschluss an die Gewinnung einer frischen Kotprobe kann der Patient zunächst mit einem Standard-Breitspektrum-Antibiotikum behandelt werden, bis die Ergebnisse der Kotuntersuchung und des Resistenztests vorliegen. Danach wird die Behandlung nach den Richtlinien des Antibiogramms (Resistenztests) fortgesetzt und über ein bis zwei Wochen aufrecht erhalten.

Eine Behandlung nach einem Antibiogramm ist heutzutage wichtiger als noch vor fünf Jahren, da die Keime immer häufiger Resistenzen gegenüber den Antibiotika aufweisen. Die Industrie ist nicht in der Lage, so schnell neue antimikrobielle Stoffe (Antibiotika) zu entwickeln, wie es erforderlich und wünschenswert wäre.

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