Aspergillus

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Unter dem Begriff Aspergillus werden etwa 350 Arten von Schimmelpilzen zusammengefasst, die sich durch an einen Aspergill erinnernde Sporenträger auszeichnen. Schimmelpilze dieser Art bilden häufig sogenannte Pilzrasen mit unterschiedlichen Einfärbungen von milchig-weiß über grünlich-grau, rot, braun und gelblich bis schwarz. Einige wenige der weltweit verbreiteten und nahezu allgegenwärtigen Aspergillus-Arten produzieren Mykotoxine, die für den Menschen sehr giftig sind oder sie sind Auslöser sogenannter Aspergillosen.

Was ist Aspergillus?

Die überwiegende Mehrzahl der 350 bekannten Aspergillus-Arten leben als Saprobionten völlig unauffällig und leisten einen wichtigen Beitrag zur Verwertung abgestorbenen organischen Materials, das sie verstoffwechseln.
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Aspergillus, auch Gießkannenschimmel genannt, umfasst etwa 350 verschiedene Arten von Schimmelpilzen. Ihr Name leitet sich vom Aspergill ab, dem liturgischen Gerät, mit dem in der katholischen Kirche Weihwasser versprengt wird. Ebenso leitet sich die Bezeichnung Gießkannenschimmel von der Form der Tülle einer Gießkanne ab, denn unter dem Lichtmikroskop erinnern die für Aspergillus-Arten typischen Konidienträger (Konidiophore) in ihrem Aussehen an das Aspergill und an die Gießkannentülle.

Die Konidien bilden sich zwar auf vegetativem Wege, es besteht aber mittlerweile die Erkenntnis, dass viele Aspergillus-Arten auch eine Art der sexuellen Fortpflanzung kennen, und dass sich die sexuelle und die asexuelle Vermehrung abwechseln können. Wie die meisten anderen Pilzarten, leben Gießkannenschimmelpilze als Saprobionten auf abgestorbenem Organischem. Ihr besonderes Merkmal ist, Säuren und Enzyme zu sezernieren, die Makromoleküle des abgestorbenen organischen Materials aufspalten können. Erst dann nehmen sie die bereits aufgespaltenen Stoffe, z. B. Peptide, Aminosäuren und Lipide, mit ihren Hyphen auf. So findet praktisch vor der Aufnahme durch die Hyphen bereits eine Aufspaltung langkettiger Moleküle statt.

Während einige wenige Arten sehr giftige Mykotoxine produzieren und andere Arten als pathogene Keime das Krankheitsbild der Aspergillose erzeugen können, gibt es auch einige Arten, die als Edelschimmel positive und wichtige Beiträge für die Lebensmittelherstellung liefern.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Ein Problem hinsichtlich der Gesundheit des Menschen besteht bei einigen wenigen Arten, die praktisch als Nahrungskonkurrenten auftreten und menschliche (organische) Nahrungsmittel besiedeln, verderben und vergiften können. Besonders gefährdet sind feucht-warme Habitate.

Die Arten Aspergillus flavus und Aspergillus parasiticus produzieren beispielsweise hochtoxische Aflatoxine. Aspergillus flavus und der auch Schwarzschimmel genannte Aspergillus niger können bei vorliegender Immunschwäche eine Aspergillose verursachen. Im Falle des Aspergillus niger können verschiedene Organe wie auch Haut und Nägel befallen werden. Ein höheres Infektionsrisiko besteht immer bei Organen, die etwa aus früheren Erkrankungen kleine, vernarbte Hohlräume aufweisen, in denen sich Aspergillus einnisten kann.

Als infektiös hat sich auch Aspergillus fumigatus erwiesen, der häufig an der Verursachung einer Aspergillose beteiligt ist. Er ist der mit Abstand häufigste Erreger dieser Erkrankung. Besonders gefährdet sind immunsupprimierte und HIV-infizierte Menschen, da sie der Pilzinfektion nur wenig durch eigene Abwehrkräfte entgegensetzen können. Eine invasive Aspergillose, die auch das zentrale Nervensystem betreffen kann, verläuft dann mit meist sehr schlechter Prognose.

Jene Aspergillus-Arten, die mit der Synthetisierung von Mykotoxinen in Verbindung gebracht werden, sind meist auch als mögliche Auslöser für allergische Reaktionen bekannt.

Bedeutung & Funktion

Nicht alle pathogen wirkenden Aspergillus-Arten sind ausschließlich schädlich für den Menschen. Aspergillus niger, der im Erscheinungsbild an seinen schwarzen Sporen erkenntlich ist und in Form der Aspergillose sogar Haut und Nägel befallen kann, kann auch positiv genutzt werden. Die Chemo- und die Pharmaindustrie nutzen das Stoffwechselvermögen des Schwarzschimmels in großtechnischen Anlagen, um bestimmte Enzyme und organische Säuren wie Zitronensäure und Gluconsäure herzustellen. Aspergillus melleus wird von der Pharmaindustrie für die großtechnische Herstellung verschiedenster Enzyme wie Proteinasen, Acylasen und Hydrolasen „gezüchtet“.

Eine andere Gruppe von Gießkannenpilzen und einige Penicillium-Arten sind nicht pathogen, sondern werden als Veredler von Lebensmitteln geschätzt und benötigt. Bekannt sind die verschiedenen Blauschimmelkäsesorten wie Roquefort, Gorgonzola und Stilton. Auch zur Herstellung verschiedener Wurst- und Schinkensorten werden Edelpilzkulturen benötigt. Die Edelpilze geben den Lebensmitteln die erwünschte Geschmacksnote und halten „fremde“ Schimmelpilze fern, die das Lebensmittel verderben würden. Die nützlichen Schimmelpilze werden also nicht nur zur Geschmacksverbesserung durch Enzyme und weitere Stoffumsetzungen benötigt, sondern dienen auch der Haltbarmachung. Beispielsweise kommt Aspergillus oryzae für die Herstellung von Sojasauce zum Einsatz.

Krankheiten & Beschwerden

Während man sich durch Aufmerksamkeit und durch Befolgung weniger Vorsorgemaßnahmen weitestgehend vor den Toxinen und allergenen Substanzen der Gießkannenpilze schützen kann, ist ein wirksamer Schutz vor dem Inhalieren von Sporen oder Konidien der Pilze praktisch nicht möglich, da die winzigen Sporen in der normalen Atemluft fast allgegenwärtig sind.

Normalerweise stellt das für ein intaktes menschliches Immunsystem kein Problem dar, weil genügend Abwehrmechanismen vorhanden sind, um die pathogenen Keime in Schach zu halten. Das Risiko, durch inhalierte Aspergillus-Sporen an einer Aspergillose zu erkranken oder allergische Reaktionen zu zeigen, steigt jedoch erheblich, wenn das Immunsystem durch eine Grunderkrankung wie AIDS, durch eine künstliche Immunsuppression oder etwa eine Grippe herabgesetzt ist.

Systematik und Arten

Aspergillus gehört zu den Schlauchpilzen und darin zur Ordnung der Eurotiales, in der auch die nahe verwandte Gattung Penicillium steht. Beide unterscheiden sich unter dem Mikroskop vor allem an der Form des Sporenträgers: Bei Penicillium verzweigt sich der Träger pinselartig, bei Aspergillus schwillt er am Ende zu einem kugeligen Bläschen an, von dem die sporenbildenden Zellen strahlenförmig abgehen.

Die Gattung wurde bereits im 18. Jahrhundert von einem italienischen Botaniker beschrieben, dem das Sporenträgerköpfchen unter dem Mikroskop wie ein Weihwasserwedel erschien. Innerhalb der Gattung werden die Arten heute in Sektionen zusammengefasst, die jeweils nach einer bekannten Art benannt sind — etwa die Sektion Fumigati um Aspergillus fumigatus, die Sektion Flavi mit den aflatoxinbildenden Arten, die Sektion Nigri mit den schwarzsporigen Schimmeln und die Sektion Terrei.

Die Artabgrenzung hat sich durch das Ablesen von Erbgutabschnitten erheblich verändert. Innerhalb scheinbar einheitlicher Arten wurden sogenannte kryptische Arten entdeckt, die sich am Aussehen kaum unterscheiden lassen, genetisch aber klar trennbar sind und teilweise anders auf Arzneimittel ansprechen. Zugleich wurden früher eigenständige Gattungsnamen für die geschlechtlichen Formen — darunter Eurotium, Emericella und Neosartorya — in Aspergillus eingegliedert, seit für jeden Pilz nur noch ein Name gilt. Eine dieser Arten, Aspergillus nidulans, dient der Forschung seit langem als Modellorganismus; an ihr wurde unter anderem untersucht, wie Pilze Erbmaterial auch ohne geschlechtliche Fortpflanzung neu zusammenstellen können.

Bau und Vermehrung

Der Konidienträger beginnt mit einer besonderen Zelle im Myzel, der Fußzelle, aus der ein aufrechter Stiel emporwächst. Sein Ende schwillt blasenförmig an. Auf dieser Blase sitzen dicht an dicht flaschenförmige Zellen, die Phialiden, aus denen die Sporen wie an einer Perlenschnur nach außen abgeschnürt werden — die älteste Spore liegt dabei ganz außen. Bei manchen Arten sitzen die Phialiden unmittelbar auf der Blase, bei anderen ist eine Zwischenzellschicht eingeschaltet. Ob die Blase ringsum oder nur an ihrer Oberseite besetzt ist, wie lang der Stiel ausfällt und welche Farbe die Sporen haben, gehört zu den Merkmalen, an denen die Arten unter dem Mikroskop unterschieden werden.

Die Konidien tragen eine Außenschicht aus wasserabweisenden Eiweißen, die ihnen eine raue, nicht benetzbare Oberfläche verleiht. Deshalb lassen sie sich leicht von der Luft davontragen und haften an trockenen Oberflächen. Eingelagerte Farbstoffe, vor allem melaninartige Pigmente, geben ihnen die für die jeweilige Art kennzeichnende Färbung und schützen sie zugleich vor ultravioletter Strahlung und vor dem Angriff durch Abwehrzellen.

Neben dieser ungeschlechtlichen Vermehrung ist bei einer Reihe von Arten eine geschlechtliche Form bekannt. Sie bilden vollständig geschlossene Fruchtkörper, in deren Innerem die Sporen in Schläuchen heranreifen und die erst beim Zerfall der Hülle frei werden. Bei einigen Arten läuft daneben ein Vorgang ab, bei dem Zellkerne verschiedener Herkunft in einer Hyphe zusammentreffen und Erbmaterial austauschen, ohne dass es zu einer regulären Reduktionsteilung kommt.

Wachstumsbedingungen

Aspergillus-Arten sind anspruchslos. Sie verwerten ein sehr breites Spektrum organischer Stoffe und wachsen über einen weiten pH-Bereich. Entscheidend für ihr Vorkommen sind vor allem Feuchtigkeit und Temperatur. Viele Arten kommen mit erstaunlich wenig verfügbarem Wasser aus und wachsen noch auf Trockenobst, getrockneten Gewürzen, Getreide, Nüssen und Dörrfleisch, wo die meisten Bakterien längst nicht mehr gedeihen. Aus diesem Grund sind sie typische Verderbniserreger von Lagerware, während frische, wasserreiche Lebensmittel eher von anderen Pilzen befallen werden.

Beim Temperaturbedarf gehen die Arten weit auseinander. Ein Teil bevorzugt gemäßigte Bedingungen und wächst bei Körpertemperatur schlecht; solche Arten sind für den Menschen ungefährlich, auch wenn ihre Sporen ständig eingeatmet werden. Andere sind wärmeliebend und gedeihen noch bei Temperaturen, wie sie in Komposthaufen, Heustöcken und Silos entstehen. Gerade diese Arten können sich auch im menschlichen Körper vermehren — die Wärmeverträglichkeit ist damit eine der wichtigsten Voraussetzungen dafür, dass ein Schimmelpilz überhaupt als Krankheitserreger in Frage kommt.

In Gebäuden findet Aspergillus vielerorts geeignete Bedingungen: an feuchten Baustoffen, in Blumenerde, in Klimaanlagen mit stehendem Kondenswasser, in Luftbefeuchtern und an feuchten Kellerwänden. Weil sich das Aufwirbeln von Sporen bei Bau-, Abriss- und Renovierungsarbeiten kaum vermeiden lässt, gelten solche Arbeiten in der Nähe von Stationen mit stark abwehrgeschwächten Patienten als Risiko und werden dort mit besonderen Schutzmaßnahmen begleitet.

Mykotoxine

Von den giftbildenden Aspergillus-Arten sind die Aflatoxine am besten untersucht. Sie wurden entdeckt, nachdem in England um 1960 zahlreiche Truthühner nach der Fütterung mit verschimmeltem Erdnussschrot verendet waren; die Suche nach der Ursache führte zu einer bis dahin unbekannten Stoffgruppe. Aflatoxine werden vor allem von Aspergillus flavus und Aspergillus parasiticus gebildet, bevorzugt in warmem Klima und bei feuchter Lagerung von Erdnüssen, Mais, Pistazien, Feigen und Gewürzen. Sie schädigen die Leber und gelten als krebserzeugend für den Menschen; die internationale Krebsforschungsagentur führt sie in ihrer höchsten Bewertungsstufe. Werden mit Aflatoxin belastete Futtermittel an Milchkühe verfüttert, erscheint ein Abbauprodukt in der Milch, weshalb Milch und Milcherzeugnisse gesondert überwacht werden.

Eine zweite bedeutsame Substanz ist das Ochratoxin A, das unter anderem von Arten der Sektion Nigri und von Aspergillus ochraceus gebildet wird. Es findet sich vor allem in Kaffee, Kakao, Getreide, getrockneten Weinbeeren, Wein und Bier und wirkt in erster Linie auf die Nieren. Für beide Stoffgruppen bestehen in der Europäischen Union Höchstgehalte in Lebensmitteln; ihre Einhaltung wird durch amtliche Kontrollen überwacht, und Einfuhren aus Regionen mit hohem Belastungsrisiko unterliegen verschärften Untersuchungen.

Kennzeichnend für Mykotoxine ist ihre Hitzebeständigkeit. Anders als der Pilz selbst überstehen sie Kochen, Backen und Rösten weitgehend unbeschadet. Ein Lebensmittel wird deshalb nicht dadurch sicher, dass der sichtbare Schimmel entfernt oder die Ware erhitzt wird. Vorbeugung besteht ausschließlich darin, den Pilzbefall von vornherein zu verhindern: rasche Trocknung nach der Ernte, trockene und kühle Lagerung, Schutz vor Insektenfraß und das Aussortieren beschädigter Partien.

Nachweis und Diagnostik

Der Nachweis stützt sich auf mehrere Wege, die sich gegenseitig ergänzen. Aus Sekret der Atemwege, aus Spülflüssigkeit einer Bronchoskopie oder aus Gewebeproben lässt sich der Pilz auf Nährböden anzüchten; das dauert mehrere Tage und gelingt nicht in jedem Fall. In gefärbten Gewebeschnitten fallen gleichmäßig breite, durch Querwände unterteilte Pilzfäden auf, die sich meist in einem spitzen Winkel gabeln — ein Bild, das den Verdacht auf Aspergillus lenkt, für sich genommen aber keine bestimmte Art beweist.

Weil eine Anzucht bei schwerkranken Patienten häufig zu lange dauert oder eine Probenentnahme zu belastend wäre, werden ergänzend Bestandteile der Pilzzellwand im Blut oder in der Spülflüssigkeit gesucht. Der bekannteste dieser Tests weist ein Zuckermolekül nach, das wachsende Aspergillus-Hyphen abgeben. Ein zweiter Test erfasst einen Zellwandbaustein, der bei vielen Pilzarten vorkommt und deshalb weniger aussagekräftig für die Gattung ist. Daneben stehen Verfahren zur Verfügung, die Erbgut des Pilzes vervielfältigen.

Die Artbestimmung einer gewachsenen Kultur erfolgte lange allein nach dem Aussehen von Kolonie und Sporenträger auf Standardnährböden. Heute wird sie durch massenspektrometrische Verfahren und durch das Ablesen bestimmter Genabschnitte ergänzt, was insbesondere die am Aussehen nicht unterscheidbaren kryptischen Arten sichtbar macht. Bildgebende Untersuchungen wie die Computertomographie liefern zusätzlich Hinweise auf ein Pilzgeschehen in der Lunge, etwa Rundherde mit einem auffälligen Randsaum.

Behandlung und Resistenz

Zur Behandlung von Aspergillus-Infektionen steht nur eine kleine Zahl von Wirkstoffgruppen zur Verfügung. Am häufigsten werden Antimykotika aus der Gruppe der Azole eingesetzt, die dem Pilz die Herstellung eines für seine Zellmembran nötigen Bausteins verwehren. Daneben stehen Amphotericin B und dessen fettumhüllte Zubereitungen sowie die Echinocandine, die in den Aufbau der Zellwand eingreifen. Welcher Wirkstoff in Frage kommt, hängt von der Form der Infektion, von der Verträglichkeit und von der beteiligten Pilzart ab; Aspergillus terreus etwa spricht auf Amphotericin B von Natur aus schlecht an.

Zunehmend Sorge bereitet die Ausbreitung azolunempfindlicher Stämme von Aspergillus fumigatus. Die Unempfindlichkeit beruht auf Veränderungen in dem Gen, das für die Zielstruktur der Azole zuständig ist. Bemerkenswert ist, dass solche Stämme auch bei Patienten gefunden werden, die nie zuvor mit einem Azol behandelt wurden. Als Erklärung gilt, dass in der Landwirtschaft und im Materialschutz Mittel eingesetzt werden, die chemisch eng mit den medizinischen Azolen verwandt sind, und dass Aspergillus in der Umwelt — etwa auf Komposthaufen und Pflanzenabfällen — mit ihnen in Berührung kommt. Die Prüfung auf Unempfindlichkeit ist deshalb zu einem wichtigen Bestandteil der Laboruntersuchung geworden. In der Vorbeugung bei besonders gefährdeten Patienten spielen daneben bauliche und organisatorische Maßnahmen eine Rolle, etwa die Filterung der Zuluft und die Abschirmung von Baustellen.

Quellen

• Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
  ISBN: 9783662613849

• Hof, H., Schlüter, D. (Hrsg.): Duale Reihe Medizinische Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132443174

• Kayser, F. H., Böttger, E. C., Deplazes, P., et al.: Taschenlehrbuch Medizinische Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132447936

• Kroegel, C., Costabel, U., Bals, R., et al. (Hrsg.): Referenz Pneumologie.
  ISBN: 9783132416789

• Jung, N., Rieg, S. (Hrsg.): Klinikleitfaden Infektiologie.
  ISBN: 9783437223228

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