Clostridium botulinum

1 Definition

Clostridium botulinum ist ein anaerobes, gram-positives, sporenbildendes Bakterium, das ein starkes Neurotoxin, das Botulinumtoxin, produziert.

2 Eigenschaften

Clostridium botulinum ist wie Clostridium tetani ein so genanntes Bodenbakterium. Der Erreger kommt in einer Vielzahl von Typen und Stämmen vor. Die Sporen von Clostridium botulinum sind sehr widerstandsfähig und hitzebeständig und können daher in unzureichend erhitzten Lebensmitteln überleben. Eine Reaktivierung der Sporen ist auch nach Jahrzehnten noch möglich. Das Toxin selbst ist thermolabil und wird durch eine Hitzeeinwirkung von 80°C, die länger als 10 Minuten andauert, inaktiviert.

3 Toxine

Die Neurotoxine unterscheiden sich in unterschiedlichen Merkmalen und gehören zu den potentesten bekannten Toxinen. Je nach Art des gebildeten Toxins werden Stämme von Clostridium botulinum auch in Untergruppen von A-G unterteilt. Die Letaldosis von Botulinumtoxin A für einen 70 kg schweren Menschen beträgt bei^[1]

• parenteraler Zufuhr: 90 bis 150 ng
• inhalativer Aufnahme: 700 ng
• bei oraler Gabe: 70 µg

4 Klinik

Clostridium botulinum kann bei dem Verzehr kontaminierter Lebensmittel zu einer schweren Nahrungsmittelvergiftung, dem Botulismus führen, wenn diese bei der Herstellung nicht ausreichend erhitzt wurden. Die Sporen von Clostridium botulinum werden dabei meist in Folge von Verunreinigungen mit Erde in ein anaerobes Milieu gebracht. Dieses findet sich vor allem in Konservendosen und Einweckgläsern, aber auch im Inneren von Wurst, Schinken und anderen Fleischwaren. Im richtigen Umgebungsmilieu (hoher Proteingehalt, neutraler pH-Wert) keimen die Sporen aus und bilden die Toxine, die beim Verzehr der Nahrung aufgenommen werden.

Je nach Aufnahmeweg findet manchmal eine weitere Unterscheidung statt:

• Beim Lebensmittelbotulismus werden nur die Toxine über die Nahrung aufgenommen.
• Beim Säuglingsbotulismus werden die Sporen über die Nahrung aufgenommen. Durch spezielle Gegebenheiten der Darmflora des Säuglingsdarms sind die Sporen in der Lage auszukeimen. Die Sporen gelangen unter anderem durch Verfütterung von Honig in den Darm des Säuglings, weshalb Kinder im ersten Lebensjahr keinen Honig bekommen sollen.
• Beim Wundbotulismus kommt es zur Kontamination einer Wunde mit Sporen.

Botulinumtoxin A ist aber auch therapeutisch einsetzbar, z.B. um

• eine übermäßige Muskelaktivität (z.B. Spasmen der mimischen Muskulatur) zu behandeln
• eine übermäßige Drüsenaktivität (z.B. Hyperhidrose) zu regulieren

5 Diagnostik

Die Toxine kann man in Serum, Stuhl, Erbrochenem, Wundabstrich oder asservierten Lebensmitteln nachweisen, zum Beispiel mittels Bioassays, durch Massenspektrometrie oder immunologisch (ELISA). Der Erregernachweis erfolgt durch molekulargenetische Verfahren, wie die quantitative Multiplex-PCR.

Der Erreger kann unter strikt anaeroben Bedingungen kultiviert werden (z.B. auf Blutagar). Dieser Nachweis spielt jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Die Kultivierung nimmt viel Zeit in Anspruch und ist nur bei Säuglings- und Wundbotulismus zielführend. Beim Lebensmittelbotulismus wird lediglich das Toxin mit der Nahrung aufgenommen.

6 Meldepflicht

Der labormedizinische Nachweis des Erregers oder des Toxins sowie der Verdacht auf eine Erkrankung oder den Tod durch Botulismus ist meldepflichtig. Im Sinne der Prävention sollte die Quelle des Botulinumtoxins ausfindig gemacht werden. Dadurch können möglicherweise fehlerhaft hergestellte und kontaminierte Lebensmittel rechtzeitig aus dem Verkehr gezogen werden.

7 Literatur

• Laborlexikon.de; abgerufen am 25.02.2021

8 Quellen

1. ↑ Arnon SS et al.: Botulinum toxin as a biological weapon: medical and public health management. JAMA. 285 (8): 1059–70. doi:10.1001/jama.285.8.1059. PMID 11209178