Leitfaden für die Vorlesung Mikrobiologie und ... - Gudrun Nagl

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FH-MIKROBIOLOGIE UND HYGIENE DR. NAGL Produkt. Derartige Mikroorganismen werden in der Regel als Reinkulturen gezüchtet. Ihre Leistungsfähigkeit und ihre Unbedenklichkeit muß durch ständige Kontrolle im Labor und in der Anwendung gewährleistet sein. Schädliche Mikroorganismen Wir verstehen darunter "Verderbniserreger". Sie mindern Produkte in ihrem Genuß- oder Gebrauchswert. Durch ihre Stoffwechselaktivität kann Butter ranzig, Milch süßlich faul schmecken, Käse gebläht werden. Diese "Schadkeime" sind im betroffenen Produkt meist in riesigen Zahlen nachweisbar. Gefährliche Mikroorganismen Das sind Mikroorganismen, die beim Menschen Erkrankungen verursachen oder Giftstoffe in Lebensmitteln bilden können. Krankheitserreger, auch als pathogene Keime bezeichnet, können den Verzehr eines Lebensmittels riskant machen, selbst wenn nur wenige Zellen enthalten sind, da sie imstande sind sich im Körper zu vermehren. Giftstoffbildende, auch toxinogene Keime genannt, müssen sich in der Regel im Lebensmittel oder den Ausgangsstoffen stark vermehrt haben, damit relevante Toxingehalte entstehen können. Dennoch muß ein toxinhaltiges Produkt nicht zwangsläufig viele toxinogene Keime enthalten, da diese bereits abgestorben sein können. Alle Maßnahmen bei der Gewinnung, Herstellung, Lagerung und Inverkehrbringung von Nahrungsmitteln müssen darauf gerichtet sein, Kontamination mit Schadkeimen möglichst gering zu halten, ihr Wachstum zu verhindern oder zu verlangsamen, sie durch geeignete Bearbeitungsschritte zu beseitigen. Pathogene Keime müssen mit Sicherheit abgetötet, Giftstoffbildung muß unterbunden werden. Saprophyten - Parasiten - Symbionten Diese Begriffe kennzeichnen die Tätigkeit und die Beziehungen von Lebewesen zu anderen Lebewesen. Saprophytische Mikroorganismen sind "Zersetzer und Mineralisierer". Sie decken ihren Nährstoffbedarf durch den Abbau toten organischen Materials (sapros = verfault; phyton = Pflanze). Parasiten befallen lebende Organismen und entziehen ihnen die Stoffe die diese "Schmarotzer" zu ihrem Lebensunterhalt benötigen. Parasiten sind deshalb zu beachten, weils sie ihren Wirtsorganismus unter Umständen schwer schädigen ja sogar abtöten können. Parasiten die nicht schädigend wirken, heißen Kommensalen, ("Mit-Esser"). Als Symbionten gelten Organismen die zum gegenseitigen Nutzen zusammenleben (mutualistische Symbiose). Der Partner Knöllchenbakterium versorgt Leguminosen mit Stickstoff den er aus dem Luftstickstoff fixiert. Dafür stellt die Pflanze den Bakterien Nährstoff zur Verfügung. Pathogenität und Virulenz Unter Pathogenität versteht man die grundsätzliche Eigenschaft einer Erregerart, Krankheit auslösen zu können. Pathogenität hängt zumeist von mehreren Faktoren eines Mikroorganismus ab. Als Virulenz bezeichnet man den Grad der Pathogenität einer Population (eines Stammes) von Mikroorganismen: So kann es z.B. sowohl hochvirulente als auch avirulente Stämme einer pathogenen Spezies geben. Die Virulenz kann durch Bestimmen der Letaldosis im Tierversuch gemessen werden. Die Begriffe Pathogenität und Virulenz werden oft nicht im Sinne der obigen Definition, sondern synonym verwendet. Über Faktoren der Pathogenität und Virulenz der Mikroorganismen ist noch recht wenig bekannt. Am meisten weiß man über die Mechanismen der Pathogenität der Bakterien. 01FH.DOC 6
FH-MIKROBIOLOGIE UND HYGIENE DR. NAGL 1.3 Die Stellung der Mikroorganismen in der Natur [1] S.1 ff 1.3.1 Die drei Reiche: Tiere, Pflanzen und Protisten Die Unterschiede in der Gestalt und im Aufbau von Tier und Pflanze, die die Einteilung der Lebewesen bis ins vorige Jahrhundert begründeten, sind offenkundig. Diese Unterschiede lassen sich auf die grundsätzlichen Verschiedenheiten in der Ernährungsweise zurückführen. Die Tiere ernähren sich von fertigen organischen Substanzen (C-heterotroph), die im Innern des Körpers, im Darmkanal, aufbereitet, verdaut und resorbiert werden. Der Embryonalentwicklung kann man entnehmen, daß diese Körperhöhlung durch Einstülpung der Blastula entsteht. Die tierische Entwicklung zielt auf die Schaffung resorbierender Innenflächen ab. Dieses Bauprinzip ist von den Hohltieren (Hydrozoa; Beispiel: Süßwasserpolyp) bis zu den höchsten Wirbeltieren verwirklicht. Dem völlig andersartigen (C-autotrophen) Ernährungstypus entsprechend sind die Pflanzen grundverschieden gestaltet. Sie bilden die zum Aufbau ihres Körpers nötigen Substanzen aus anorganischen Stoffen selbst und nutzen das Sonnenlicht als Energiequelle. Die photosynthetisch tätigen, mit den absorbierenden Pigmenten (Chlorophyllen und Carotinoiden) ausgestatteten Zellen und Gewebe sind nach außen hin orientiert und bilden weite Außenflächen. Weitere durchgängige Unterschiede zwischen Tieren und Pflanzen betreffen das Vorhandensein von Zellwänden, die Befähigung zur aktiven Bewegung und Ortsveränderung und das Synthesevermögen für bestimmte Substanzen. Pflanzen- und Tierreich waren weitgehend scharf voneinander abzugrenzen, solange über Mikroorganismen wenig bekannt war (Abb.3). Sogar die Pilze hatten so viele Merkmale mit den Pflanzen gemeinsam, daß man sie ungeachtet ihrer heterotrophen Ernährungsweise zu den Pflanzen zählen konnte. Schwieriger war zu entscheiden, welchem Organismenreich die Bakterien, Schleimpilze und andere Einzeller zuzuordnen waren. Für das dritte Reich der Lebewesen wurden die Kollektivnamen "Protisten", "Erstlinge" oder "Urwesen" geprägt (HAECKEL 1866). Das Reich der Protisten umfaßt Organismen, die sich von Tieren und Pflanzen durch eine geringe morphologische Differenzierung unterscheiden; die meisten sind einzellig. Die Protisten lassen sich auf Grund ihrer Zellstruktur in zwei scharf voneinander abgrenzbare Gruppen unterteilen: die höheren Protisten ähneln bezüglich ihres Zellaufbaus den Tieren und Pflanzen; sie sind Eukaryoten. Zu ihnen gehören die Algen, Pilze und Protozoen. Zu den niederen Protisten zählen die Bakterien und Cyanobakterien (Blaualgen); sie sind Prokaryoten und unterscheiden sich hinsichtlich ihres Zellaufbaus von allen anderen Organismen beträchtlich. In die Gruppe der Bakterien sind auch die als obligat intrazelluläre Parasiten bekannten Rickettsien einzubeziehen. Die Bezeichnung Mikroorganismen hebt auf die geringen Abmessungen der genannten Organismen ab und entspricht dem Bedeutungsinhalt nach der Bezeichnung Protisten. Die Viren sind als nicht-zelluläre Teilchen allen Organismen gegenüberzustellen; sie können sich nicht selbst vermehren, sondern sie bedürfen lebender Zellen zu ihrer Vermehrung (Reproduktion). 01FH.DOC 7
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