Posted in: Chemie, Medizin 12. November 2012 18:11 Weiter lesen →

Tabakrauch härtet Mikroben ab

Eingefärbte Raster-EM-Aufnahme zeigt Staphylokokken als Schicht violetter Kugeln auf einer grünlichen Unterlage Zigarettenrauch setzt nicht nur den Atemwegen zu, sondern auch den darin lebenden Bakterien. Entsprechende Hinweise liefern Laborversuche amerikanischer Mediziner. Allerdings werden die Mikroben durch den Rauch nicht etwa geschwächt. Vielmehr rotten sie sich verstärkt in Biofilmen zusammen, in denen sie vor dem Immunsystem und vor Antibiotika besonders gut geschützt sind.

Oxidativer Stress kann Staphylokokken dazu bewegen, hartnäckige Biofilme zu bilden. Bild: CDC/Jeff Hageman, M.H.S.

Aktive Raucher sowie Passivraucher litten häufiger als Nichtraucher unter Atemwegsinfekten, erläutern die Forscher um Adam Ratner von der New Yorker Columbia-Universität im Fachblatt „Infection and Immunity“. Vielleicht erkläre sich dieser Zusammenhang nicht allein durch die direkte Schädigung der Atemwege und der darin patrouillierenden Abwehrzellen, sondern auch durch die Stressreaktion der Mikroflora.

Ratner und seine Arbeitsgruppe führten ihre Versuche mit Staphylococcus aureus durch, einem häufigen und in der Regel unauffälligen Bewohner von Nasen- und Rachenraum. Die Forscher pumpten den Rauch von 3 Zigaretten durch flüssiges Nährmedium und gaben etwas von diesem Rauch-Extrakt zu den Bakterienkulturen. Schon nach 1 Stunde Einwirkzeit war eine Reaktion festzustellen.

Die Bakterien bildeten nun verstärkt schleimige Biofilme, die durch einen Kitt aus DNA-Strängen und anderen großen Molekülen zusammengehalten wurden und einen violetten Farbstoff als Indikator einlagern konnten. Entsprechend änderte sich auch die Aktivität mehrerer Gene, die das Sozialverhalten der Bakterien kontrollieren. Damit nicht genug, hefteten sich die Staphylokokken nun deutlich fester an menschliche Kulturzellen als Artgenossen, die keinen Kontakt mit dem Zigarettenrauch-Extrakt gehabt hatten.

Neben verschiedenen Karzinogenen enthält Zigarettenrauch zahlreiche Freie Radikale sowie aggressive Sauerstoffverbindungen wie beispielsweise Wasserstoffperoxid. Diese Verbindungen können leicht mit Biomolekülen reagieren und sie auf diese Weise funktionsunfähig machen. Versuchsweise gaben Ratner und Kollegen ein Antioxidans zu dem Rauch-Extrakt, bevor sie damit Bakterienkulturen behandelten. Tatsächlich blieb die Reaktion der Bakterien nun aus, berichten die Forscher. Ihrer Ansicht nach rechtfertigen ihre Beobachtungen eine eingehendere Untersuchung des Phänomens und seiner möglichen Auswirkungen auf die Gesundheit.

Forschung: Ritwij Kulkarni und Adam J. Ratner, Department of Pediatrics, Columbia University, New York; und andere

Veröffentlichung Infection and Immunity, Vol. 80(11), pp 3804–11, DOI 10.1128/IAI.00689-12

WWW:
Ratner Lab, Columbia University
Rauchen – schädliche Inhaltsstoffe
Biofilm Primer

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Wie Bakterien eine Burg bauen
Ein Minenfeld gegen Abwehrzellen

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