Clostridium tetani
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Clostridium tetani ist ein Bakterium aus der Gattung der Clostridien und Verursacher der Erkrankung Tetanus. Tetanus, auch Wundstarrkrampf genannt, ist eine Wundinfektion, die häufig tödlich endet.
Was ist Clostridium tetani?
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Das Bakterium Clostridium tetani kommt im Darm von Tieren (insbesondere Pflanzenfressern) und des Menschen vor. Die gefährlichen Sporen des Erregers sind nahezu überall verbreitet, z.B. in Gartenerde oder auch Straßenstaub.
Die Bakteriensporen treten vor allem über tiefe und luftabgeschlossene Wunden, wie beispielsweise durch das Treten in einen rostigen Nagel, in den Körper ein. Aber auch kleinste Hautverletzungen z.B. durch einen Holzsplitter können eine Eintrittspforte für Clostridium tetani sein.
Infektionsquelle für den sogenannten Neugeborenen-Tetanus ist die Nabelwunde, wenn das Neugeborene unter unsterilen Bedingungen abgenabelt wird. Der Neugeborenen-Tetanus tritt meist nur in Entwicklungsländern auf und zeigt die höchste Letalität aller Tetanusformen. Die Weltgesundheitsorganisation schätzte die Zahl der weltweit an Tetanus sterbenden Neugeborenen um die Jahrtausendwende noch auf etwa 180.000 jährlich. Durch weltweite Impfprogramme ist sie seither deutlich gesunken. In Deutschland erkranken weniger als 15 Personen pro Jahr an Tetanus.
Eine Übertragung von Mensch zu Mensch ist nicht möglich. Ist der Erreger Clostridium tetani in den Körper eingedrungen, dauert es wenige Tage bis zwei Wochen, in seltenen Fällen auch wenige Monate, bis die ersten Symptome auftreten. Dabei gilt: je kürzer die Inkubationszeit, desto schwerer der Krankheitsverlauf.
Biologische Eigenschaften
Clostridium tetani ist ein grampositives, anaerobes Bakterium aus der Familie der Clostridiaceae. Taxonomisch wird es folgendermaßen klassifiziert: Domäne Bacteria, Phylum Firmicutes, Klasse Clostridia, Ordnung Clostridiales, Familie Clostridiaceae, Gattung Clostridium, Spezies C. tetani.
Morphologisch sind die Bakterien stäbchenförmig und besitzen peritriche Flagellen, die ihnen Beweglichkeit verleihen. Sie bilden terminal gelegene, runde Sporen, die dem Bakterium ein charakteristisches Trommelschlägel-ähnliches Aussehen verleihen. Diese Sporen sind extrem widerstandsfähig und können unter ungünstigen Bedingungen lange in der Umwelt überdauern.
Clostridium tetani ist obligat anaerob und wächst nur in sauerstofffreien Umgebungen. Es fermentiert verschiedene organische Substrate und produziert dabei Gase und Säuren. Auf festen Nährmedien bilden sich kleine, durchscheinende Kolonien mit unregelmäßigem Rand.
Das Genom von Clostridium tetani besteht aus einem ringförmigen Chromosom mit etwa 2,8 Millionen Basenpaaren. Eine genetische Besonderheit ist das Vorhandensein eines Plasmids, das das Gen tetX trägt, welches für das Neurotoxin Tetanospasmin kodiert. Dieses Toxin ist für die pathogenen Eigenschaften des Bakteriums verantwortlich und hemmt die Freisetzung von inhibitorischen Neurotransmittern im zentralen Nervensystem.
Genetisch zeichnet sich C. tetani durch eine geringe genetische Variabilität aus, was auf limitierte Mechanismen für horizontalen Gentransfer hindeutet. Dennoch besitzt es mobile genetische Elemente wie Transposons, die zur Anpassung an verschiedene Umweltbedingungen beitragen können.
Vorkommen & Verbreitung
Clostridium tetani kommt weltweit vor und ist vor allem in erd- und staubhaltigen Umgebungen verbreitet. Es findet sich natürlich im Boden, insbesondere in humusreichen, warmen und feuchten Böden. Durch seine widerstandsfähigen Sporen ist es fähig, lange Zeit in der Umwelt zu überleben. Die Sporen können sich über weite Distanzen verteilen und finden sich daher in zahlreichen natürlichen und landwirtschaftlich genutzten Böden.
Darüber hinaus besiedelt C. tetani auch den Darmtrakt vieler Tiere, insbesondere von Pflanzenfressern, und wird über deren Kot in die Umwelt ausgeschieden. So trägt die natürliche Ausscheidung von Tieren zur Verbreitung des Erregers in der Umwelt bei. Da die Sporen sehr widerstandsfähig gegenüber Umweltbedingungen sind, können sie auch in extremen Bedingungen wie Hitze und Trockenheit überleben.
Die Übertragung auf den Menschen erfolgt in der Regel durch Verletzungen oder Wunden, die mit kontaminiertem Erdreich oder Staub in Kontakt kommen. Bei tiefen, anaeroben Wunden können die Sporen keimen und die Bakterien produzieren dann das gefährliche Tetanospasmin-Toxin.
Bedeutung & Funktion
Unter anaeroben Bedingungen, d.h. bei Sauerstoffmangel in der Wunde, keimen die Sporen des Clostridium tetani aus, das Bakterium vermehrt sich und bildet zwei für den Körper sehr gefährliche Giftstoffe (Toxine): Tetanospasmin und Tetanolysin. Über die Blutbahn oder über die Nerven gelangt das Gift Tetanospasmin in das Rückenmark. Dort verursacht es Überempfindlichkeit, gesteigerte Reflexe und Krämpfe. Das Toxin Tetanolysin schädigt das Blut und den Herzmuskel.
Infolge dieser Belastung durch die Toxine kommt es zu diversen Symptomen. Zu Beginn zeigen die Betroffenen eher allgemeine Symptome wie Kopf-, Rücken- und Muskelschmerzen sowie Abgeschlagenheit. Zusätzlich können Spannungsgefühle im Wundbereich, Licht- und Lärmempfindlichkeit sowie eine innere Unruhe auftreten.
Bei leichten Krankheitsverläufen kommt es danach zu lokal begrenzter Muskelsteifigkeit vor allem im Kiefer- und Halsbereich. Es treten jedoch keine Krampfanfälle auf.
Bei schwereren Infektionen mit Clostridium tetani zeigt sich zunächst auch die oben genannte Muskelsteifigkeit in Kombination mit hohem Fieber. Auf diese folgen jedoch Krämpfe der Muskulatur. Zunächst krampfen Kaumuskulatur, die Zungenmuskulatur und die mimische Muskulatur. Durch die Verkrampfung der Gesichtsmuskulatur zeigen die Patienten das sogenannte hämische oder Teufelsgrinsen.
Danach kommt es zu Krämpfen der Nackenmuskulatur, der Extremitäten und der Bauchmuskulatur. Erkrankte erstarren meist in einer Streckstellung. Die Krämpfe werden schon durch geringste optische oder akustische Reize ausgelöst.
Während dieser sehr schmerzhaften Krampfanfälle sind die betroffenen Personen bei vollem Bewusstsein.
Krankheiten
Mögliche Komplikationen bei einer Infektion mit Clostridium tetani sind Lungenentzündungen, Muskelrisse, Knochenausrenkungen und Knochenbrüche (verursacht durch die Krampfanfälle) sowie eventuell zurückbleibende Muskelverkürzungen, Gelenkversteifungen und Wirbelsäulenverkrümmungen.
Der Tod tritt entweder durch Ersticken, verursacht durch die Lähmung von Zungen-, Schlund-, Kehlkopf- oder Zwerchfellmuskulatur oder durch Herz-Kreislauf-Versagen ein.
Bei der schweren Verlaufsform enden trotz Behandlung 50% aller Infektionen mit Clostridium tetani tödlich. Ohne Behandlung liegt die Letalität bei der schweren Verlaufsform bei 90%. Entscheidend ist die frühzeitige Verabreichung eines Antitoxins. Die Patienten werden intensivmedizinisch betreut. Mithilfe von Beruhigungsmitteln, muskelentspannenden Medikamenten und einer künstlichen Beatmung soll den Erkrankten Linderung verschafft werden. Die Unterbringung der Patienten erfolgt wenn möglich in einem schalldichten und abgedunkelten Raum, um Krampfanfälle zu verhindern.
Die Erholung nach einer überstandenen Infektion mit Clostridium tetani dauert in leichten Fällen nur wenige Tage. In schweren Fällen kann die Rekonvaleszenz mehrere Wochen bis Monate dauern. Eine Erkrankung mit Tetanus hinterlässt nicht ausreichend Antikörper, sodass eine erneute Erkrankung möglich ist.
Einen möglichen Schutz vor einer Infektion mit Clostridium tetani bietet eine Tetanus-Impfung. Im Säuglings- und Kleinkindalter erfolgt meist eine Grundimmunisierung, die dann alle 10 Jahre aufgefrischt werden muss. Insbesondere Personen über 60 Jahre sollten auf ihren Impfschutz achten, da mit zunehmendem Alter die Antikörper gegen das Tetanustoxin schneller abgebaut werden.
Behandlungsmöglichkeiten
Die Behandlung einer Infektion mit Clostridium tetani, also des Tetanus, erfolgt üblicherweise durch eine Kombination aus Wundreinigung, Antibiotika, und symptomatischer Therapie. Eine gründliche chirurgische Wundversorgung ist essenziell, um anaerobe Bedingungen zu beseitigen, die das Wachstum der Bakterien fördern könnten. Als Antibiotikum der Wahl wird häufig Metronidazol eingesetzt, da es wirksam gegen anaerobe Bakterien ist. Alternativ kann auch Penicillin verabreicht werden; Metronidazol wird jedoch bevorzugt, weil Penicillin die Krampfneigung verstärken kann.
Ein zentraler Bestandteil der Therapie ist das Tetanus-Immunglobulin (TIG), das passiv verabreicht wird und die Neutralisierung des Toxins unterstützt. Es wirkt schnell und vermindert die Schwere der Symptome. Die symptomatische Behandlung umfasst muskelentspannende Medikamente, wie Benzodiazepine, um Krämpfe zu lindern, sowie intensivmedizinische Maßnahmen wie Atemunterstützung bei schweren Verläufen.
Für den Krankheitsverlauf ist die Antibiotikagabe von untergeordneter Bedeutung, weil die Beschwerden durch das bereits gebildete Gift verursacht werden; entscheidend sind das Gegengift und die intensivmedizinische Betreuung. Das gilt auch für Patienten mit geschwächtem Immunsystem.
Neue experimentelle Ansätze umfassen die Entwicklung von Immuntherapien, die gezielt gegen Tetanospasmin wirken. Forschung an genetisch basierten Therapien untersucht zudem die Möglichkeit, Toxinproduktion gezielt zu hemmen, um so eine weitere Ausbreitung im Körper zu verhindern. Antitoxine, die auf monoklonalen Antikörpern basieren, stellen ebenfalls einen vielversprechenden Ansatz für zukünftig effektivere und gezieltere Behandlungen dar.
Prävention von Tetanus: Impfung und Hygienemaßnahmen
Die Prävention von Tetanus ist von zentraler Bedeutung, da eine Infektion mit Clostridium tetani schwerwiegende gesundheitliche Folgen haben kann und trotz moderner Behandlungsmöglichkeiten immer noch tödlich verlaufen kann. Der effektivste Schutz gegen Tetanus ist die Impfung, die sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen routinemäßig durchgeführt wird. Der Tetanus-Impfstoff basiert auf einem inaktivierten Tetanustoxin (Toxoid), das das Immunsystem dazu anregt, Antikörper gegen das Toxin zu bilden, ohne die Krankheit selbst hervorzurufen. Diese Immunantwort sorgt für einen langanhaltenden Schutz.
Die Standardimpfung gegen Tetanus wird in der Regel im Rahmen der sogenannten DTP-Impfung (Diphtherie, Tetanus, Pertussis) verabreicht. Die Grundimmunisierung beginnt im Säuglingsalter und wird in mehreren Dosen verabreicht. In Deutschland wird sie heute in der Regel als Sechsfachimpfung gegeben, die zusätzlich vor Kinderlähmung, Haemophilus influenzae Typ b und Hepatitis B schützt. Auffrischimpfungen sind alle zehn Jahre notwendig, um den Schutz aufrechtzuerhalten, da die Antikörpertiter gegen das Tetanustoxin mit der Zeit abnehmen. Besondere Vorsicht ist bei verletzungsgefährdeten Personengruppen wie Landwirten, Gartenbauarbeitern und Personen, die häufig im Freien arbeiten, geboten, da sie ein höheres Risiko haben, mit kontaminiertem Boden oder Gegenständen in Kontakt zu kommen.
Eine zusätzliche Herausforderung stellt die Vermeidung von Tetanus in Entwicklungsländern dar, wo die Impfstoffabdeckung oft unzureichend ist. In solchen Gebieten können Hygienemaßnahmen eine entscheidende Rolle bei der Prävention von Tetanusfällen spielen. Besonders bei Geburten unter unhygienischen Bedingungen besteht für Neugeborene das Risiko eines neonatalen Tetanus, der durch unsaubere Schneidewerkzeuge oder das Fehlen von Sterilität bei der Abnabelung ausgelöst werden kann. Impfprogramme, die Schwangeren den Tetanusschutz vermitteln, sowie Schulungen zu hygienischen Geburtspraktiken haben gezeigt, dass sie die Inzidenz des neonatalen Tetanus in vielen Ländern erheblich senken können.
Darüber hinaus ist die richtige Versorgung von Wunden eine wichtige Maßnahme zur Tetanusprävention. In Erste-Hilfe-Kursen wird auf die Bedeutung einer gründlichen Reinigung, Desinfektion und gegebenenfalls medizinischen Versorgung von Wunden hingewiesen. Besonders tiefere oder durch verunreinigte Gegenstände verursachte Wunden sollten dabei ernst genommen werden, da sie potenziell anaerobe Bedingungen schaffen, die das Wachstum von Clostridium tetani begünstigen.
In speziellen Fällen, bei unsicherem oder unvollständigem Impfschutz, kann eine prophylaktische Verabreichung von Tetanus-Immunglobulin (TIG) eine zusätzliche Absicherung bieten. Diese passive Immunisierung bietet einen sofortigen, aber kurzzeitigen Schutz, indem sie neutralisierende Antikörper bereitstellt. Dies ist besonders relevant in Situationen, in denen eine schnelle Immunantwort erforderlich ist, wie bei Verdacht auf eine frische Infektion nach einer Verletzung.
Wirkungsweise des Tetanospasmins
Dass eine Wunde am Fuß zu Krämpfen im Kiefer führt, erklärt sich aus dem ungewöhnlichen Weg, den das Gift im Körper nimmt. Tetanospasmin bindet an die Endigungen jener Nervenfasern, die die Muskeln in der Umgebung der Wunde ansteuern. Statt dort zu verbleiben, wird es in die Nervenfaser aufgenommen und entgegen der üblichen Signalrichtung entlang des Axons zum Rückenmark transportiert. Dort verlässt es die Nervenzelle wieder und dringt in die benachbarten hemmenden Schaltzellen ein.
Diese Schaltzellen haben im Rückenmark die Aufgabe, die Aktivität der muskelsteuernden Nervenzellen zu dämpfen. Sie tun das mithilfe der Botenstoffe Glycin und GABA. Das Gift zerschneidet als zinkabhängige Eiweißschere genau jenes Protein, das die Ausschüttung dieser Botenstoffe ermöglicht. Die Bremse fällt damit aus: Die muskelsteuernden Nervenzellen feuern ungehemmt, Beuger und Strecker spannen sich gleichzeitig an, und schon geringe Sinnesreize lösen überschießende Reflexe aus.
Damit erklärt sich auch der auffällige Gegensatz zum eng verwandten Botulinumtoxin. Beide Gifte arbeiten nach demselben Prinzip und greifen dieselbe Art von Eiweißen an; weil das eine jedoch die Verbindung vom Nerv zum Muskel trifft und das andere die hemmenden Schaltstellen im Rückenmark, führt das eine zu schlaffen Lähmungen, das andere zu Krämpfen. Da die Nervenzellen selbst nicht zerstört werden, ist eine vollständige Erholung möglich; sie setzt jedoch voraus, dass neue Nervenendigungen aussprossen, und braucht deshalb Wochen bis Monate. Neben der beschriebenen allgemeinen Form kommen seltener auf eine Körperregion begrenzte Verläufe vor sowie eine Form nach Verletzungen im Kopfbereich, bei der zunächst Hirnnerven betroffen sind.
Geschichte der Erforschung
Das Krankheitsbild des Wundstarrkrampfs ist seit der Antike bekannt; bereits in den hippokratischen Schriften finden sich Beschreibungen der starren Verkrampfung nach Verletzungen. Der Zusammenhang mit dem Erdboden wurde jedoch erst im 19. Jahrhundert erkannt. Der Göttinger Arzt Arthur Nicolaier zeigte 1884, dass sich die Krankheit im Tierversuch durch Einbringen von Gartenerde unter die Haut auslösen lässt, und beschrieb dabei ein stäbchenförmiges Bakterium.
Die Reinkultur des Erregers gelang wenige Jahre später dem japanischen Bakteriologen Kitasato Shibasaburō, der im Berliner Institut Robert Kochs arbeitete. Er nutzte die Hitzebeständigkeit der Sporen, um Begleitkeime abzutöten, und wies nach, dass zellfreie Kulturfiltrate die typischen Krämpfe hervorrufen – der Beweis, dass ein löslicher Giftstoff und nicht das Bakterium selbst die Krankheit verursacht. Gemeinsam mit Emil von Behring veröffentlichte Kitasato 1890 die Beobachtung, dass sich im Blut vorbehandelter Tiere Stoffe bilden, die dieses Gift unschädlich machen. Aus dieser Arbeit ging die Behandlung mit Immunserum hervor, die die Grundlage der passiven Immunisierung bildet und Behring den ersten Nobelpreis für Physiologie oder Medizin eintrug.
Der entscheidende Schritt zur Vorbeugung folgte in den 1920er Jahren, als der französische Tierarzt Gaston Ramon zeigte, dass sich das Gift durch Behandlung mit Formaldehyd entgiften lässt, ohne seine Erkennbarkeit für das Immunsystem zu verlieren. Dieses sogenannte Toxoid ist bis heute der Wirkstoff des Tetanusimpfstoffs. Wie wirksam das Verfahren ist, zeigte sich im Zweiten Weltkrieg: Bei den Streitkräften, die ihre Soldaten flächendeckend impften, spielte der Wundstarrkrampf – anders als in allen früheren Kriegen – kaum noch eine Rolle.
Nachweis und Abgrenzung
Der Wundstarrkrampf ist eine der wenigen Infektionskrankheiten, bei denen die Diagnose in erster Linie am Krankenbett gestellt wird. Der Erregernachweis gelingt nur in einem Teil der Fälle, denn die Zahl der Bakterien in der Wunde ist gering, die Anzucht setzt strengen Luftabschluss voraus, und bei manchen Erkrankten lässt sich die Eintrittspforte gar nicht mehr auffinden. Ein negativer Befund schließt die Erkrankung daher keinesfalls aus, und umgekehrt beweist der Nachweis des Bakteriums in einer Wunde noch keine Erkrankung.
Im Labor fällt der Erreger auf Blutnährböden durch ein flächiges Schwärmwachstum auf, das kaum abgegrenzte Kolonien bildet. Die Bestätigung, dass ein gewonnener Stamm tatsächlich Gift bildet, war lange nur im Tierversuch möglich; heute lässt sich das zugehörige Erbgutstück molekularbiologisch nachweisen. Von praktischem Wert ist außerdem die Bestimmung der Antikörper gegen das Gift im Blut, mit der sich der Impfschutz einer Person beurteilen lässt.
Differenzialdiagnostisch ist an andere Ursachen einer Kiefersperre zu denken, etwa an Entzündungen im Bereich der Zähne und Kiefergelenke, an Bewegungsstörungen als Nebenwirkung bestimmter Medikamente sowie an eine Vergiftung mit Strychnin, die ein sehr ähnliches Bild erzeugen kann. Auch niedrige Kalziumwerte im Blut können zu Muskelkrämpfen führen.
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
- Masuhr, K. F., Masuhr, F., Neumann, M.: Duale Reihe Neurologie.
ISBN: 9783132410961
- Salzberger, B. (Hrsg.): Therapie-Handbuch - Infektionskrankheiten und Impfungen.
ISBN: 9783437238178
- Marx, G., Muhl, E., Zacharowski, K., Zeuzem, S. (Hrsg.): Die Intensivmedizin.
ISBN: 9783662686997