Wie Toxine im Darm für Aufruhr sorgen

Wie Toxine im Darm für Aufruhr sorgenClostridioides (früher Clostridium) difficile ist der häufigste Erreger nosokomialer Durchfallerkrankungen und verursacht auch vermehrt im ambulanten Bereich teilweise schwere Infektionen.¹ Für die Aufruhr im Darm sorgen zwei unterschiedliche Toxine, die C. difficile exprimiert. Die beste Maßnahme, um diesen Mechanismen kausal entgegenzuwirken, ist ein starkes Mikrobiom.Lesezeit: ca. 2 Minuten

CDI Pathogenese - schwerwiegende Einflüsse von Antibiotika auf die Darm-Mikrobiota.*Eine Clostridium difficile-Infektion (CDI) führt zu einer zytotoxischen Schädigung der Dickdarmschleimhaut welche ein breites Spektrum an Symptomen verursachen kann. Von einfachen Darmschleimhautirritationen, wässrig-breiiger Diarrhö mit süßlich-fauligem Geruch bis hin zu einer schweren pseudomembranösen Kolitis oder einem toxischen Megakolon.^1,4
Störung des Mikrobioms bereitet Infektion den WegFür die Entwicklung einer Clostridium difficile-Infektion bedarf es grundsätzlich zwei Faktoren: Der Präsenz der Bakterien bzw. ihrer Sporen (z.B. als Kommensale oder durch orale Aufnahme) und einer Dysbiose des intestinalen Mikrobioms, v.a. verursacht durch eine Antibiose.²C. difficile löst bei gesunden Menschen im Normalfall keine Erkrankung aus, denn der Keim wird durch die physiologische Mikrobiota und das Immunsystem in Schach gehalten. Wird das Mikrobiom jedoch durch die Einnahme von Antibiotika geschwächt, kann sich C. difficile ungehindert ausbreiten und vermehrt Toxine mit zytotoxischen Eigenschaften produzieren. Neuere Erkenntnisse vermuten, dass durch die Dysbiose die metabolische Umsetzung der primären in sekundäre Gallensäuren gestört wird, und der Überschuss an primären Gallensäuren die Keimung der C. difficile-Sporen anregen.³

Tückische Toxine: So schädigen sie die Zellen

Eine Schlüsselrolle bei der Pathogenität von C. difficile spielt die Toxinproduktion, welche die Zellen der Darmwand schädigen. Die beiden primären Virulenzfaktoren sind zwei verschiedene Toxine (Toxin A = Enterotoxin, Toxin B = Zytotoxin).^1,2

Diese Toxine zerstören in erster Linie die Zytoskelettstruktur und die Zell-Zell-Verbindungen (Tight Junctions) der der Darmzellen, was zu einer Abrundung der Zellen und schließlich zum Zelltod führt.^4,5

Die Toxine können, abhängig vom C. difficile-Stamm, in unterschiedlicher Menge und Zusammensetzung produziert werden. Sogenannte hypervirulente Stämme wie Ribotyp 027 produzieren zusätzlich das sogenannte binäre Toxin, das humane Zellen durch Hemmung der Aktinpolymerisation schädigt.^1,6

Dies schädigende Wirkung der Toxine löst eine Entzündungskaskade aus, in deren Folge die charakteristischen C. difficile assoziierten Durchfälle (CDAD) und in 5% der Fälle pseudomembranöse Kolitiden oder ein sogar potenziell lebensgefährliches toxisches Megakolon auftreten können (siehe Grafik).⁴

CDI-Diagnose: Schwere Verläufe nehmen zu

In den vergangenen Jahren wurde eine Zunahme von schweren Verläufen beobachtet, die mit der Verbreitung von hypervirulenten Stämmen wie Ribotyp 027 in Zusammenhang gebracht wird.⁷

Umso wichtiger ist eine nachhaltige Prävention und Schonung des Mikrobioms in stationären, aber auch ambulanten Bereichen, in denen vermehrt Antibiotika eingesetzt werden.

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Referenzen:

Robert Koch Institut: Clostridioides (früher Clostridium) difficile. RKI-Ratgeber, Stand: 01/2019.
Bagdasarian N et al. Diagnosis and treatment of Clostridium difficile in adults: a systematic review. JAMA. 2015 Jan 27;313(4):398-408.
https://www.nature.com/articles/nrmicro.2016.108 (abgerufen am 17.05.2019)
Pérez AB et al. Clostridium difficile infections in elderly patients. Revista Colombiana de Gastroenterologia 28(1):50-59.
Jahn D. Systembiologie, Toxine und Epidemiologie von Clostridium difficile. BIOspektrum 2015;21:490.
Gerding DN et al. Clostridium difficile binary toxin CDT: mechanism, epidemiology, and potential clinical importance. Gut Microbes. 2014 Jan-Feb;5(1):15-27.
Fatima R, Aziz M. he Hypervirulent Strain of Clostridium Difficile: NAP1/B1/027 – A Brief Overview. Cureus. 2019 Jan 29;11(1):e3977

Bildquellen:

*Illustration modifiziert nach Jorge Muniz, medcomic.com