E. coli: Auswirkungen auf Muskeln und Nerven

Einführung

E. coli, kurz für Escherichia coli, sind Bakterien, die natürlicherweise im Darm von Menschen und Tieren vorkommen. Während viele Stämme harmlos sind, gibt es auch pathogene Varianten wie enterohämorrhagische Escherichia coli (EHEC), die beim Menschen schwere Erkrankungen verursachen können. EHEC-Infektionen werden meist durch den Verzehr kontaminierter Lebensmittel oder durch direkten Kontakt mit infizierten Tieren oder Personen übertragen. Die Auswirkungen einer EHEC-Infektion können von milden Durchfällen bis hin zu schweren Komplikationen wie dem hämolytisch-urämischen Syndrom (HUS) reichen. Während die primären Symptome oft den Magen-Darm-Trakt betreffen, können die von EHEC produzierten Toxine auch andere Organe und Systeme im Körper beeinträchtigen, einschließlich Muskeln und Nerven.

Was ist EHEC?

EHEC steht für enterohämorrhagische Escherichia coli. Es handelt sich um bestimmte Stämme des Bakteriums Escherichia coli, die natürlicherweise im Darm von Wiederkäuern wie Kühen, Schafen oder Rehen leben. Unter ungünstigen Umständen können diese Bakterien in den menschlichen Organismus gelangen und hier Durchfallerkrankungen mit zum Teil schweren Verläufen auslösen. Grund dafür sind vor allem die von den EHEC-Erregern produzierten Giftstoffe, die sogenannten Shigatoxine (auch bekannt als Verotoxine). Man spricht daher auch von Shigatoxin-bildenden E. coli (STEC) oder Verotoxin-bildenden E. coli (VTEC). Im Gegensatz zum Menschen sind die Giftstoffe für Wiederkäuer in der Regel harmlos.

Ansteckungswege und Risikofaktoren

EHEC-Bakterien kommen normalerweise im Darm von Wiederkäuern wie Rindern, Schafen oder Ziegen vor und gelangen über den Kot in die Umwelt. Eine Ansteckung erfolgt meist über Nahrungsmittel, die mit Gülle verunreinigt sind. Das Risiko einer EHEC-Infektion ist auch erhöht, wenn Menschen bestimmte Lebensmittel wie nicht-pasteurisierte Milch und Rohmilchprodukte oder rohes Fleisch und Rohwürste konsumieren. Auch verunreinigtes und roh verzehrtes Gemüse (z. B. Sprossen, Blattsalate) hat bereits EHEC-Ausbrüche verursacht. Bei kleinen Kindern birgt vor allem der direkte Kontakt mit den Tieren die Gefahr einer Erkrankung. Zudem stellt verunreinigtes Wasser eine Infektionsquelle dar, beispielsweise beim Baden in Gewässern, die mit Fäkalien belastet sind. Um sich mit EHEC anzustecken, ist nur eine sehr geringe Anzahl an Bakterien nötig. Beim häufigsten EHEC-Typ O157 reichen weniger als 100 Bakterien. Gerade deshalb ist eine Übertragung von Mensch zu Mensch häufiger als bei anderen Erkrankungen. Auch hier finden sich die Enterohämorrhagischen Escherichia coli im Stuhlgang und unter Umständen im Urin. Durch eine Schmierinfektion und mangelhafte Hygiene geht der Erreger auf den nächsten Menschen über.

Auswirkungen von EHEC auf den Körper

Symptome einer EHEC-Erkrankung

Eine EHEC-Infektion kann überhaupt keine Beschwerden verursachen, aber auch sehr schwer verlaufen und zu Komplikationen führen. In der Regel 2 bis 10 Tage nach der Ansteckung können die ersten Beschwerden auftreten. Die meisten Erkrankungen äußern sich durch wässrigen Durchfall mit Übelkeit, Erbrechen, Bauchschmerzen und selten Fieber. Bei 10 bis 20 von 100 Erkrankten wird aus dem wässrigen Durchfall ein blutiger Durchfall mit krampfartigen Bauchschmerzen und manchmal Fieber. Das betrifft vor allem Säuglinge, Kleinkinder, ältere Menschen und Personen mit einer Abwehrschwäche. Etwa 5 bis 10 von 100 Menschen mit Beschwerden entwickeln 5 bis 12 Tage nach den ersten Durchfällen ein hämolytisch-urämisches Syndrom (HUS). Betroffen sind vor allem Kinder. Beim HUS kommt es zu einer Zerstörung von roten Blutkörperchen und einer raschen Verschlechterung der Nierenfunktion. Dadurch sammeln sich giftige Stoffwechselprodukte im Blut an.

Die Rolle von Shigatoxinen

Der Grund, warum manche Escherichia-coli-Stämme für den Menschen so gefährlich sind, sind die von ihnen produzierten Giftstoffe. Die Shigatoxine, auch Verotoxine genannt, binden an menschliche Zellen. Dort blockieren sie den Aufbau von wichtigen Eiweißen, und die betroffenen Zellen sterben ab. Es gibt zwei Hauptgruppen an giftigen Shigatoxinen, Shigatoxin 1 (Stx1) und Shigatoxin 2 (Stx2). Die Stx1-Gruppe löst vor allem Durchfälle aus. EHEC, die Stx2 bilden, rufen mehrheitlich schwere Erkrankungen mit blutigen Durchfällen und Komplikationen wie dem hämolytisch-urämischen Syndrom (HUS) hervor. Der EHEC-Stamm, der 2011 eine besonders schwere Epidemie in Deutschland auslöste, bildet sowohl Shigatoxine 1 als auch 2. Dadurch wirkt dieser Stamm besonders aggressiv.

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Das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS)

Wenn sich die Giftstoffe, die die EHEC-Bakterien produzieren, über den Darm hinaus weiter im Körper ausbreiten, kann ein HUS entstehen. Die Giftstoffe greifen dabei vor allem die Wände kleiner Blutgefäße an, die sich überall im Körper befinden. Das HUS ist deshalb eine Erkrankung, die mehrere Organe gleichzeitig betreffen kann. Typischerweise macht sich die Erkrankung als erstes und am stärksten an den Nieren und im Magen-Darm-Trakt bemerkbar. Aber auch das Gehirn und die Nerven, die Bauchspeicheldrüse sowie die Skelett- und Herzmuskulatur können betroffen sein.

Auswirkungen auf Muskeln und Nerven

Obwohl EHEC-Infektionen in erster Linie mit dem Verdauungssystem in Verbindung gebracht werden, können die Auswirkungen auf Muskeln und Nerven erheblich sein, insbesondere im Zusammenhang mit dem hämolytisch-urämischen Syndrom (HUS).

Neurologische Komplikationen

Im Rahmen eines HUS können neurologische Probleme auftreten. Die Giftstoffe der EHEC-Bakterien können die Blutgefäße im Gehirn schädigen, was zu einer Vielzahl von neurologischen Symptomen führen kann. Dazu gehören:

• Kopfschmerzen: Häufige und oft starke Kopfschmerzen können ein frühes Anzeichen für neurologische Beteiligung sein.
• Verwirrtheit: Desorientierung und Verwirrtheit können auftreten, wenn die Gehirnfunktion durch die Toxine beeinträchtigt wird.
• Krampfanfälle: In schweren Fällen können Krampfanfälle auftreten, die auf eine erhebliche Schädigung des Gehirns hinweisen.
• Schlaganfall: In seltenen Fällen kann es zu einem Schlaganfall kommen, wenn die Blutversorgung des Gehirns unterbrochen wird.
• Koma: Im schlimmsten Fall kann ein Koma eintreten, wenn das Gehirn schwer geschädigt ist.

Auswirkungen auf die Muskulatur

Auch die Muskulatur kann durch eine EHEC-Infektion und das HUS beeinträchtigt werden. Mögliche Auswirkungen sind:

• Muskelschwäche: Eine allgemeine Muskelschwäche kann auftreten, da die Toxine die Muskelfunktion beeinträchtigen.
• Muskelschmerzen: Muskelschmerzen und -krämpfe können auftreten, oft begleitet von allgemeinem Unwohlsein.
• Herzmuskelentzündung (Myokarditis): In seltenen Fällen kann es zu einer Entzündung des Herzmuskels kommen, was zu Herzrhythmusstörungen und Herzinsuffizienz führen kann.

Elektrolytstörungen

Durch den starken Durchfall und das Erbrechen, die typisch für EHEC-Infektionen sind, kann es zu Elektrolytstörungen kommen. Elektrolyte wie Natrium, Kalium und Kalzium sind für die normale Funktion von Muskeln und Nerven unerlässlich. Ein Ungleichgewicht dieser Elektrolyte kann zu:

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• Muskelkrämpfen: Insbesondere Kaliummangel kann zu schmerzhaften Muskelkrämpfen führen.
• Herzrhythmusstörungen: Elektrolytstörungen können die elektrische Aktivität des Herzens beeinträchtigen und zu gefährlichen Herzrhythmusstörungen führen.
• Schwäche: Ein allgemeines Schwächegefühl kann durch das Ungleichgewicht der Elektrolyte verursacht werden.

Diagnose und Behandlung

Diagnose einer EHEC-Erkrankung

Der Verdacht auf eine EHEC-Erkrankung ergibt sich zunächst aus den typischen Beschwerden wie starkem oder blutigem Durchfall. Um festzustellen, ob tatsächlich EHEC dahintersteckt, untersucht man eine Stuhlprobe. Spezielle Tests können die Bakterien und ihre Giftstoffe nachweisen.

In bestimmten Situationen veranlasst der Arzt eine spezielle Stuhluntersuchung auf EHEC:

• Bei Kindern bis zum sechsten Lebensjahr, die wegen Durchfall im Krankenhaus sind
• Bei sichtbarem Blut im Stuhl
• Bei Personen mit einer nachgewiesenen hämorrhagischen Kolitis
• Bei Betroffenen, die direkt mit Lebensmitteln arbeiten
• Bei Betroffenen, die an HUS leiden oder Kontakt mit HUS-Kranken hatten
• Bei Kindern, die an akutem Nierenversagen leiden

Dabei geht es vor allem um den Nachweis von Shigatoxinen. Bei Bedarf werden die gefundenen Bakterien weiter untersucht, um zum Beispiel den genauen EHEC-Typ zu bestimmen. Das hilft, mögliche Ausbrüche frühzeitig zu erkennen.

Behandlung einer EHEC-Erkrankung

In der Regel beschränkt sich die Behandlung einer EHEC-Erkrankung darauf, lebenswichtige Körperfunktionen zu unterstützen. Am wichtigsten ist, ausreichend Flüssigkeit und Mineralstoffe zu sich zu nehmen. Ein frühzeitiger Flüssigkeitsersatz über die Vene kann Nierenschäden verringern. Für eine solche Infusionstherapie muss man ins Krankenhaus.

Bei Komplikationen wie dem hämolytisch-urämischen Syndrom (HUS) verabreichen Ärztinnen und Ärzte zunächst Medikamente, welche die Ausscheidung von Flüssigkeit über die Nieren anregen. Wenn die Nieren ihre Funktion bereits eingestellt haben, kann eine künstliche Blutreinigung (Dialyse) notwendig sein. Manchmal benötigen die Patientinnen und Patienten auch Bluttransfusionen, um rote Blutkörperchen, Blutplättchen oder Blutplasma zu ersetzen.

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Wichtig zu wissen: Antibiotika kommen bei einer EHEC-Erkrankung in der Regel nicht zum Einsatz, da sie die Dauer der Bakterienausscheidung verlängern können. Es ist auch möglich, dass die Bakterien durch die Antibiotika noch mehr Giftstoffe produzieren.

Behandlung des HU-Syndroms

Da das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) als Komplikation einer EHEC-Infektion in einigen Fällen lebensbedrohliche Ausmaße annimmt, konzentriert sich die Behandlung auf intensive unterstützende Maßnahmen. Eine ursächliche, spezifische Therapie ist bislang nicht möglich.

Versagen die Nieren, ist beispielsweise ein Nierenersatzverfahren wie die Dialyse („Blutwäsche“) notwendig, um das Blut von Abfallstoffen zu reinigen. Besondere Behandlungen wie eine Plasmapherese (eine Form von Blutwäsche) oder der Antikörper Eculizumab (ein Medikament, das Teile des Immunsystems blockiert) werden vorrangig in schweren Fällen mit komplizierten Verläufen eingesetzt, wenn andere Maßnahmen nicht ausreichen.

Symptomatische Therapie

In allen anderen Fällen erfolgt die EHEC-Therapie rein symptomatisch. Welche Maßnahmen notwendig sind, um die Beschwerden zu lindern, hängt von der Schwere der Erkrankung ab. In der Regel ist ein Flüssigkeits- und Salzersatz notwendig: Die Betroffenen verlieren über die Durchfälle Salze (Elektrolyte) wie Kalium und Natrium. Diese spielen beispielsweise für die Funktion des Herzens, der Nerven und Muskeln eine wichtige Rolle.

Die Anwendung von Durchfallmedikamenten, die die Darmbewegung hemmen, ist bei einer EHEC-Infektion nicht sinnvoll, da sie die Ausscheidung der Erreger mit dem Stuhl behindern. Auch eine gestörte Nierenfunktion beeinträchtigt die Elektrolytspiegel im Körper. Daher ist es unter Umständen notwendig, Elektrolytverluste durch Infusionen, Tabletten oder Elektrolytpulver auszugleichen. Gleiches gilt für den Flüssigkeitshaushalt, da Betroffene über Durchfälle auch übermäßig viel Wasser verlieren.

Prävention

EHEC-Bakterien sind relativ stabil und können lange in der Umwelt überleben. Bereits eine kleine Menge an Bakterien genügt, um eine Erkrankung hervorzurufen. Um einer Ansteckung vorzubeugen, helfen folgende Hygieneregeln:

• Regelmäßiges Händewaschen mit Seife nach dem Toilettengang, vor dem Essen und vor dem Zubereiten von Speisen
• Gründliche Reinigung der Hände nach dem Kontakt mit Tieren in einem Streichelzoo oder auf einem Bauernhof: insbesondere bei Kleinkindern, bevor sie die Finger in den Mund nehmen oder etwas essen
• Auf eine gute Küchen- und Lebensmittelhygiene achten
• Wenn möglich, den engen Kontakt mit erkrankten Personen meiden. Das gilt vor allem für Geschwisterkinder.

Für Erkrankte und deren Kontaktpersonen gelten besondere Regeln:

• Sie sollten, falls möglich, eine eigene Toilette benutzen. Gerade im Sanitärbereich ist Hygiene besonders wichtig.
• Nach dem Windelwechseln bei erkrankten Kindern sollten die Hände gründlich gewaschen werden.
• Betroffene und Personen aus dem gleichen Haushalt dürfen Gemeinschaftseinrichtungen wie Kindertagesstätten oder Schulen nicht betreten.

Krankheitsverlauf und Prognose

In der Regel heilt eine einfache EHEC-Infektion folgenlos aus. Allerdings haben Komplikationen wie die blutende Darmentzündung oder das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) zum Teil schwerwiegende Folgen. So sterben etwa zwei bis fünf Prozent der an HUS Erkrankten in der akuten Krankheitsphase. Das liegt meist daran, dass sich kleinste Blutgerinnsel in den Gefäßen des Gehirns bilden und das dortige Nervensystem schwer schädigen. Während eines HUS können zudem die Nieren so stark geschädigt werden, dass sie vorübergehend kaum oder gar nicht mehr arbeiten. In dieser akuten Phase kann es nötig sein, das Blut mit einem Nierenersatzverfahren zu reinigen, bis sich die Nieren erholen. Bei etwa 30 Prozent der Kinder, die an einem HUS erkranken, erholen sich die Nieren nicht mehr vollständig. Sie leiden in der Folge an Bluthochdruck oder an einer chronischen Nierenschwäche, zum Teil auch erst Jahre nach der HUS-Erkrankung. Manche sind dauerhaft auf eine künstliche Blutwäsche (Dialyse) angewiesen. Auch andere Organe wie das Herz, der Darm oder das zentrale Nervensystem können von Spätfolgen betroffen sein. Regelmäßige Nachkontrollen sind daher besonders wichtig, vor allem bei Kindern.

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