Clostridium botulinum

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

Letzte Aktualisierung am: 26. März 2024

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

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Clostridium botulinum ist ein stäbchenförmiges Bakterium, welches sich durch die Bildung von Sporen vermehrt. Es gibt vier verschiedene Untergruppen, die alle das so genannte Botulinumtoxin bilden. Dieses kann auch für den Menschen pathogen (krankmachend) sein und Vergiftungen auslösen.

Was ist Clostridium botulinum?

Clostridium botulinum wird zu den grampositiven (auf die Methode der Gram-Färbung reagierend), stäbchenförmigen Bakterien gezählt. Es ist sporenbildend und anaerob, verwendet also für seine Lebensvorgänge keinen Sauerstoff.

Es gibt verschiedene Gruppen des Bakteriums, die jeweils unterschiedliche Typen des Botulinumtoxins ausbilden. Von den zwölf Toxintypen sind fünf für den Menschen pathogen. Das Botulinumtoxin wirkt auf das Nervensystem und zählt zu den stärksten bekannten Giften. Seine Wirkung beruht auf der Hemmung von Neurotransmittern (Botenstoffen) zwischen Nerven und Muskeln, wodurch es zu Lähmungen kommt. Bei einer Neutralisierung des Giftes bilden sich diese wieder zurück.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Das Bakterium Clostridium botulinum ist stäbchenförmig, grampositiv und sporenbildend. Es besitzt eine anerobe Lebensweise, ist aber gegenüber Sauerstoff recht unempfindlich. Insgesamt gibt es vier verschiedene Gruppen, die sich biochemisch deutlich voneinander unterscheiden. Alle bilden jedoch das Botulinumtoxin, von dem es neun verschiedene Typen (A,B,C1,C2,D,E,F,G,H) gibt. Die Typen A,B,F,E und H sind für den Menschen pathogen.

Die Gruppe 1 von Clostridium botulinum mit den Toxinen A,B und F vermehrt sich bei einer Temperatur zwischen 35 und 40 Grad Celsius optimal, die Sporen sind bis 112 Grad hitzeresistent. Die Gruppe 2 mit den Toxinen B,E und F hat seine optimale Temperatur zwischen 18 und 25 Grad Celsius und die Hitzeresistenz der Sporen besteht bis zu einer Temperatur von 80 Grad. Die Toxintypen A und B wirken pathogen auf den Menschen und werden vor allem durch selbst hergestellte Konserven mit Fleisch, Fisch, Gemüse und Obst übertragen, sowie durch verarbeitete Gerichte mit Schweineprodukten.

Die Typen E und F des Botulinumtoxins werden durch Fisch- und Meeresprodukte sowie Fleisch auf den Menschen übertragen. Sie lösen schwere Lebensmittelvergiftungen aus, können sich aber auch als so genannter Wundbotulismus in abgestorbenem Gewebe vermehren oder als Säuglingsbotulismus im Darm von Säuglingen. Sehr schnell vermehrt sich Clostridium botulinum zudem in Tierkadavern, manchmal auch in Pflanzenmaterial mit Eiweißbestandteilen.

Das Gift kann durch Erhitzen unschädlich gemacht werden. Die Temperatur muss dabei für mindestens fünf Minuten 100 Grad Celsius betragen.

Bedeutung & Funktion

Das von Clostridium botulinum produzierte Botulinumtoxin A wird umgangssprachlich auch als "Botox" bezeichnet und ist für die medizinische und kosmetische Anwendung zugelassen. Es verursachet Muskellähmungen. Diese Eigenschaft wird im kosmetischen Sektor für die Behandlung von Falten im Gesichtsbereich mittels Injektionen genutzt. Die Wirkung der Botox-Injektionen hält etwa drei bis sechs Monate an, und die Falten sind nicht mehr sichtbar.

Im medizinischen Bereich wird das Botulinumtoxin A für die Behandlung von Krämpfen und spastischen Lähmungen genutzt. Auch bei übermäßiger Schweiß- oder Speichelbildung findet das Toxin in medikamentöser Form Anwendung. Bei einer Behandlung mit Botulinumtoxin können Nebenwirkungen wie Infektionen, Blutergüsse oder Sehstörungen bei lokalen Injektionen auftreten.

Krankheiten & Beschwerden

Das Toxin des Clostridum botulinum gehört zu den stärksten Giften überhaupt. Vor allem in luftdicht verschlossenen Konserven mit Fleisch, Fisch, Gemüse und Früchten kann es zu einem Auskeimen der Sporen und zur Toxinproduktion kommen. Dies betrifft vor allem zu gering erhitzte und selbst hergestellte Konserven. In der Herstellung von Lebensmitteln wird die Vermehrung des Bakteriums durch die Hitzesterilisation oder auch durch Pökeln verhindert.

Eine Vergiftung mit dem botulinumtoxin wird auch als Botulismus bezeichnet. Es handelt sich dabei um eine meldepflichtige Vergiftung, die innerhalb von zwei Stunden bis 14 Tagen nach Verzehr der toxinhaltigen Nahrung auftritt. Je kürzer diese Inkubationszeit ist, desto schwerer ist der Krankheitsverlauf.

Die Wirkung des Giftes basiert auf einer Blockade der Signalübertragung von Nervenzellen auf die Muskeln. Als erstes sind in der Regel die Augenmuskeln betroffen, es kommt zum verschwommen Sehen und zu Doppelbildern, zum Zufallen der Augen und zur Weitung der Pupillen. Im Verlauf sind die Muskeln von Lippen, Zunge und Gaumen betroffen. Starke Mundtrockenheit, Schluck- und Sprachstörungen treten auf. Die Symptome zeigen sich typischerweise ohne Fieber.

Bei einem schweren Verlauf kommt es zu einer Ausbreitung der Lähmungen auf die Muskeln der inneren Organe aus. Durchfall, Erbrechen, Verstopfung und Bauchkrämpfe sind die Folge. Der Tod tritt durch Ersticken bei Lähmung der Atemmuskulatur oder durch Herzstillstand bei gelähmtem Herzmuskel ein. Am höchsten ist die Toderate bei einer Vergiftung mit Botulinumtoxin Typ A, gefolgt von Typ E und Typ B. Die Behandlung erfolgt vor allem durch Gabe von Gegengiften, was die Sterblichkeit von über 90 Prozent auf etwa 15 Prozent senkt. Das Verschwinden der Lähmungen dauert oft Monate.

Beim Säuglingsbotulismus kommt es durch die Aufnahme von Sporen über den Darm zu einer Vergiftung. Bis zu einem Alter von etwa einem Jahr produziert der Körper zu wenig Magensäure, um die mit der Nahrung aufgenommenen Sporen von Clostridium botulinum abzutöten. Diese keimen dann im Darm aus und führen zum Botulismus. Aus diesem Grund wird bei Kindern unter einem Jahr vom Verzehr von Honig abgeraten, da dieser Sporen des Bakteriums enthalten kann.

Quellen

Kayser, F. H. et al.: Medizinische Mikrobiologie. Thieme, Stuttgart 2010
Studt, H. H.: Allgemeine und spezielle Infektionslehre. Lehrbuch für Pflegeberufe. Kohlhammer, Stuttgart 2003
Weiß, A., Barth, H., Schmidt, H.: Bakterielle Toxine. Behr's Verlag, Hamburg 2018

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