Auch Ärzte setzen auf UV-Licht

Relativ schnell lassen sich auch manche Bestandteile des Erregers oder bestimmte Stoffwechselprodukte wie Toxine (Giftstoffe) nachweisen. Dafür gibt es eine ganze Reihe von Labormethoden. Zum Beispiel mischt die Laborfachkraft Antikörper gegen bestimmte Bestandteile des Erregers, sogenannte Antigene, in eine Probe. Diese Antikörper sind mit sichtbaren Stoffen verbunden, beispielsweise Latexpartikeln. Binden die spezifischen Antikörper an die gesuchten Antigene, kommt es zu einer Verklumpung, die mit dem bloßen Auge sichtbar ist. Solche Schnelltests können wertvolle Hinweise geben, sind meist aber auch relativ ungenau und fehleranfällig. Am besten sind die Ergebnisse im Zusammenhang mit weiteren mikrobiologischen Untersuchungen zu verwerten.

Eine weitere Methode zum Nachweis eines Erregers ist die Anzucht in Form einer Kultur. Diese Untersuchung braucht aber Zeit. Selbst für Keime, die sich leicht züchten lassen, ist ein Ergebnis der Kultur meist erst nach Ablauf von etwa zwei Tagen zu erwarten. Langsam wachsende Keime wie die Erreger einer Tuberkulose oder Pilze brauchen häufig noch deutlich länger, unter Umständen mehrere Wochen, bis sie endgültig zu bestimmen sind. Und manche Keime sind mit den üblichen Methoden leider nicht kultivierbar.

 

Kultur von Krankheitserregern (vorwiegend Bakterien und Pilze)

 

Bei der Kultur sollen lebende Krankheitserreger aus der Probe auf einem künstlichen Nährboden (Nährmedium) anwachsen und sich vermehren. Diese Keime kann der Arzt dann mit Hilfe weiterer Untersuchungstechniken genau bestimmen und auch ihre Empfindlichkeit gegen Medikamente (zum Beispiel Antibiotika) testen.

Die Zusammensetzung der Nährmedien spielt eine wichtige Rolle für die Diagnose des Krankheitserre-gers. Nährmedien enthalten Wasser, Nährstoffe, Energiequellen und Spurenelemente sowie verschiede-ne andere Stoffe, die ein Keim braucht, um sich vermehren zu können. Eine gelierende Substanz (Agar-Agar) verleiht dem Nährmedium Festigkeit. Die genaue Zusammensetzung ist auf die Ansprüche des gesuchten Keimes abgestimmt:

• Auf Universalmedien können die meisten Keime wachsen.

• Auf Selektivmedien können nur bestimmte Keime überleben.

• Indikatormedien sind mit Zusatzstoffen versehen, die bestimmte Keime anfärben.

Selektiv- und Indikatormedien dienen dazu, Krankheitserreger aus Proben zu identifizieren, die zusätzlich zu den Krankheitskeimen noch weitere Keime enthalten. Zum Beispiel Abstriche der Haut und der Schleimhäute beinhalten immer auch die natürliche Keimflora.

 

Ärzte setzen auf UV-C – Licht

Dosis, Wirkung und gefahrlose Nutzung von UV-C – Strahlung

 

Welche Strahlen sind bakterizid?

 

Der Sonne werden seit Urzeiten heilende Kräfte zugesprochen. Aber erst im Jahr 1878 erkannten die Forscher Arthur Downes und Thomas P. Blunt, dass sich Mikroorganis-men unter starker Sonnenbestrahlung nicht weiter vermehrten. Nach dieser Entdeckung dauerte es jedoch noch eine ganze Weile, bis man eine spezifische Wellenlängenabhängigkeit mit einem Reaktionsmaximum für den Bereich von 250 bis 270 nm erkannte, einem Teil der UV-Strahlung aus dem kurzwelligen C-Band (UV-C).

Erst seit den 50er Jahren, mit der Entdeckung des strukturellen Aufbaus der DNS (Desoxyribonukleinsäure) als Doppelhelix durch die Forscher James Watson und Francis Crick, ist der Schlüssel für eine Erklärung vorhanden.

 

Die Doppelhelix-Struktur der DNS beruht auf einer Purin- und Pyrmidin-Basen Paarung. Diese Basenpaarungen sind die eigentlichen Informationsträger der DNS und man unterscheidet die vier Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Die Forschung der nachfolgenden Jahre ergab, dass die kurzwellige und energiereiche UV-C - Strahlung primär bei den Thyminen einen photochemischen Effekt hervorruft. Diese dimerisieren (das heisst: zwei nebeneinander liegende Informationsträger verketten oder verkleben). Durch diese molekulare Veränderung wird die DNS faktisch unbrauchbar für den es-sentiellen biologischen Prozess der Transkription (Aufrechterhaltung des Stoffwechsels) und Replikation (Zellteilung). Eine so ausreichend geschädigte Zelle stirbt in letzter Konsequenz ab.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Warum ist UV-C – Strahlung keimtötend?

 

In der inhibierenden Funktionsweise der UV-C – Technik liegt der primäre Unterschied zu chemischen, meist oxidativen, Desinfektionsverfahren. Es ist die zentrale Begrün-dung, warum eine mutationsbedingte Resistenzbildung ausgeschlossen ist.

 

Zusammenhang zwischen Dosis und Wirkung

 

Die Wirksamkeit einer Desinfektionsmethode auf Basis von UV-C – Strahlen steht in direktem Zusammenhang mit der angewandten Dosis (= Zeit x eingestrahlten Energie / Fläche). Hohe Intensitäten während einer kurzen Zeit oder geringe Intensitäten über einen langen Zeitraum sind praktisch austauschbar und beinahe gleichwertig in der Desinfektionswirkung. Die Dosis als massgebliche Bestimmungsgrösse wird in µW*s/cm² angegeben, häufig auch in J/m².

Grundsätzlich gilt: Je einfacher ein Mikroorganismus in seiner Struktur aufgebaut ist, desto problemloser lässt sich dieser mittels UV-C – Strahlung inaktivieren. Daher las-sen sich Viren oder Bakterien (prokaryotische Zellen) grundsätzlich wesentlich leichter zerstören, als komplexe Mikroorganismen wie beispielsweise Hefen und vegetative Pilzzellen (eukaryotische Zellen).

Pilzsporen, deren DNS zudem noch durch eine pigmentierte Zellwand und ein konzentriertes Zytoplasma geschützt ist, können nur durch Einsatz erheblicher UV-C – Dosen inaktiviert werden.

 

Wirkung auf Menschen

 

Bei erhöhter Strahlendosis verursachen UV-C – Strahlen beim Menschen Hautrötungen (Erytheme) und schmerzhafte Augenentzündungen (Konjunktivitis).

Aus diesem Grund sollten die von der EU festgelegten Grenzwerte (EU Directive 2006-25-EG) mit 6 mJ/cm², bzw. 60 J/m² täglicher Bestrahlungsdosis (bei 253,7 nm) nicht überschritten werden. Auf ausreichenden Schutz ist daher stets zu achten!

Anders als bei UV-A oder UV-B – Strahlung ist die Eindringtiefe von UV-C – Strahlung in die menschliche Haut jedoch nur sehr gering. Die Gefahr von Hautkrebs ist daher auch bei intensiver UV-C – Bestrahlung (ungeschützter Körperteile) als äußerst gering einzustufen. Ein wissenschaftlicher Nachweis über den direkten Zusammenhang konnte bisher nicht erbracht werden.

 

Gefahrlose Nutzung von UV-C

 

UV-C – Strahlen durchdringen grundsätzlich keine festen Stoffe - auch kein Fensterglas (Borsilikat, Duran) oder

klarsichtige Kunststoffe (Acrylglas, Polystyrol, etc.)!

Wie die sichtbaren Wellenlängen des Lichts bewegen sich UV-C – Strahlen nur geradli-nig fort und nehmen mit zunehmender Entfernung von der Quelle in Ihrer Intensität deutlich ab. Je weiter man von einer UV Quelle entfernt ist, desto ungefährlicher ist diese folglich. Von Geräten mit Blickschutzlamellen oder voll umschlossenen Gehäusen kann daher niemals eine unmittelbare Gefahr ausgehen.

Sofern direkter Blick- oder Hautkontakt mit einer frei strahlenden UV-Quelle unum-gänglich ist, sind einfache Maßnahmen wie z.B. eine Schutzbrille oder eine Sonnencreme mit hohem Lichtschutzfaktor völlig ausreichend.

 

Hygiene im Krankenhaus: Ärzte setzen auf UV-C – Licht

 

Bei der Bekämpfung gefährlicher Krankenhauskeime wollen US-Ärzte auch UV-C – Licht einsetzen. Ein Test in Klinikzimmern zeigt, dass spezielle Lampen verschiedene häufig vorkommende Bakterien abtöten.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Isolierstation (Archivbild): UV-C – Licht als weiteres Mittel im Kampf gegen Bakterien

 

Dass UV-C – Licht Bakterien abtöten kann, ist zwar keine neue Erkenntnis. Angesichts zunehmender Probleme mit antibiotikaresistenten Keimen wird dieses Wissen jedoch wieder wertvoll. Auf einer Tagung zum Thema Krankenhaushygiene im kalifornischen San Diego, der "IDWeek", berichteten Ärzte jetzt, wie wirkungsvoll UV-C – Lampen im Kampf gegen die Keime sein können.

Die Wissenschaftler um Deverick Anderson von der Duke University in Durham haben konkret untersucht, wie die Strahlung auf drei häufig auftretende Krankenhauskeime wirkt: Clostridium difficile, ein Darmbakterium, das unter bestimmten Umständen schwere Durchfälle auslöst, die Gattung Acinetobacter, die bei immungeschwächten Menschen sowohl Lungenentzündungen als auch Wund- und Harnwegsinfektionen hervorrufen kann, und Enterokokken, die gegen das Antibiotikum Vancomycin resistent sind (VRE). Sie können bei Patienten auf der Intensivstation zu schweren Infektionen führen.

 

98 Prozent weniger lebensfähige Keime

 

Insgesamt wählten die Mediziner 50 Krankenzimmer aus, in denen zuvor Patienten mit mindestens einer dieser Infektionen gewesen waren. Teilweise handelte es sich um Räume auf der Intensivstation, teilweise um Zimmer auf anderen Stationen. Die Forscher nahmen Proben von verschiedenen Oberflächen in diesen Räumen, darunter von Fernbedienungen, der Toilette und den Griffen am Bett. Anschließend stellten sie in der Mitte der Zimmer eine Lampe auf, bei der acht UV-C – Röhren an einer zentralen Leuchte angebracht waren, und ließen das Licht 45 Minuten lang einwirken. Danach nahmen sie erneut Proben von den Oberflächen.

 

 

Die Anzahl lebensfähiger Keime auf den Flächen nahm durch die Bestrahlung drastisch ab - sie sank um rund 98 Prozent, wie die Wissenschaftler berichten. Bereits in einer früheren Studie habe eine ähnliche Behandlung gezeigt, dass auch der gefürchtete Krankenhauskeim MRSA mit UV-C – Licht bekämpft werden könne, berichtete Anderson.

"Wir würden natürlich niemals vorschlagen, dass man die Räume ausschließlich mit UV-C – Licht säubert", betonte Anderson. Gerade in Anbetracht der steigenden Anzahl von Bakterien, denen herkömmliche Antibiotika nichts mehr anhaben, könnten die Lampen aber zu einer wichtigen zusätzlichen Methode im Arsenal der Krankenhäuser werden. Die UV-C – Desinfektion habe den Vorteil, dass kein Personal notwendig sei und keine zusätzlichen Chemikalien verwendet werden müssten. Auch sei nicht zu erwarten, dass die Keime gegen die Behandlung resistent würden.

Entscheidend sei, dass die Lampen die kurzwellige UV-C - Strahlung abgeben, so die Mediziner. UV-C – Licht wird bereits seit vielen Jahren in Laboren und zur Desinfektion von Luft und Flüssigkeiten eingesetzt.

 

 

UV-C – Licht hilft, Keime in Krankenzimmern zu bekämpfen Hygiene in Krankenhäusern

 

 

UV-C - Licht gegen Keime

Trotz hoher Hygienestandards sind Keime in Krankenhäusern für die Patienten eine große Gefahr. Um die Krankheitserreger zu bekämpfen, haben Wissenschaftler den Einsatz von UV-C - Licht erforscht und vielversprechende Ergebnisse erzielt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UV-C - Licht macht Keime unschädlich

 

Bereits seit vielen Jahren wird UV-C - Licht zur Desinfektion in Laboren eingesetzt. Nun haben Forscher der Duke University in Durham, USA erstmals den Einsatz von UV-C - Licht gegen Keime in Krankenzimmern untersucht. Klinikkeime sammeln sich auf verschiedenen Oberflächen durch häufiges Anfassen an, zum Beispiel auf Bettgestellen oder Telefonhörern. Die Forscher konzentrierten sich auf drei sehr häufige Krankenhauskeime, die unter anderem schweren Durchfall, Lungenentzündungen und verschiedene Wundinfektionen auslösen.

Der Studienleiter Deverick Anderson und sein Team stellten in 50 Krankenzimmern, in denen zuvor infizierte Patienten untergebracht waren, Lampen mit kurzwelliger UV-C - Strahlung auf und bestrahlten die Zimmer 45 Minuten lang.

Das Ergebnis: Die UV-C - Strahlung macht die Klinikkeime zu circa 99,8 - 100 Prozent unschädlich.

 

Sinnvolle Zusatzmaßnahme

 

Die Wissenschaftler betonen, dass die Bestrahlung mit UV-C - Licht keinesfalls die bisherigen Desinfektionsmaßnahmen ersetzt. Doch bei steigender Anzahl von resistenten Erregern, gegen die herkömmliche Antibiotika nicht mehr helfen, können sich UV-C - Lampen als „zusätzliche Waffe“ im Kampf gegen die Keime erweisen.

Ein besonderer Vorteil der UV-C - Lampen ist, dass ihr Einsatz weder Personal noch Chemikalien erfordert!

Nachweis von Infektionserregern (Keimnachweis)

 

Bakterien, Viren und Pilze können schwere Erkrankungen verursachen. Um solche Infektionen erfolgreich zu behandeln, identifizieren Ärzte den Keim oft im Labor.

Von Dr. med. Dagmar Schneck, aktualisiert am 03.06.2014.

Bakterienkulturen kann man auf Nährböden züchten Panthermedia/Andreas T.

Bauchschmerzen, Durchfälle, Fieber – solche und andere Beschwerden können wir haben, wenn wir uns mit Krankheitserregern infiziert haben. Doch wie findet der Arzt die richtige Behandlung dafür? In vielen Situationen reichen ihm eine ausführliche Befragung und körperliche Untersuchung, oft ergänzt durch verschiedene Blutwerte, um sich ein Bild von unserer Erkrankung zu machen und eine passende Therapie zu finden. Vor allem zur gezielten Auswahl von wirksamen Medikamenten muss der Arzt aber in einigen Fällen genau wissen, welcher Erreger die Erkrankung ausgelöst hat. – Denn eine falsche Behandlung nützt nicht nur nichts, sie kann sogar schädlich sein.

 

Wie kann der Arzt Krankheitserreger nachweisen?

 

Erreger weisen Mediziner durch die Untersuchung von Körperflüssigkeiten, Stuhlproben oder Wund-abstrichen nach. Erste Hinweise ergibt oft die Betrachtung unter einem Mikroskop. Laboranalysen können manchmal die Keime selbst nachweisen, manchmal ihre Bestandteile, ihre Stoffwechselprodukte oder auch krankmachende Giftstoffe (Toxine), die einige Bakterienarten produzieren können. Bakterien und Pilze lassen sich oft auf verschiedenen Nährmedien anzüchten als sogenannte "Kultur". Virusinfektionen stellen Ärzte meistens durch bestimmte Antikörper fest. Antikörper sind Abwehrstoffe, die der Körper gegen Bestandteile von Krankheitserregern (sogenannte Antigene) bildet.

 

Wann ist ein Keimnachweis notwendig?

 

Ein Keimnachweis dient einerseits dazu, bei akuten Erkrankungen eine Diagnose zu finden. Darüber hinaus kann der Keimnachweis aber auch bei Menschen ohne Beschwerden wichtig sein, wenn zum Beispiel in lebensmittelverarbeitenden Betrieben bei Mitarbeitern nach Salmonellen gesucht wird. Oder wenn getestet wird, ob bestimmte Patienten, die in ein Krankenhaus aufgenommen werden, resistente Bakterien mit sich tragen. Auch wenn mehrere Menschen in Gemeinschaftseinrichtungen an den gleichen Symptomen erkranken, können Keimnachweise dazu beitragen, die Infektionswege aufzudecken.

 

Voraussetzung für einen Keimnachweis: eine geeignete Probe

 

Viele Keime lassen sich in geeigneten Untersuchungsproben nachweisen. Beispiele für Proben sind Abstriche von Wunden, Stuhlproben, Körperflüssigkeiten wie Urin, Nervenwasser, Absonderungen (Sekrete) aus den Atemwegen und eine spezielle Form von Blutproben (Blutkulturen). Diese Proben dürfen nicht mit anderen Keimen aus der Umgebung verunreinigt sein. Wichtig sind deshalb Vorsichtsmaßnahmen bei der Gewinnung der Proben und die Aufbewahrung in geeigneten Behältnissen. Die Probe sollte außerdem schnell das untersuchende Labor erreichen, damit das Ergebnis nicht durch lange Aufbewahrungszeiten unter ungeeigneten Verhältnissen verfälscht wird. Die meisten Proben entnehmen geschulte medizinische Fachkräfte. Manche Proben können auch Patienten selbst gewinnen, zum Beispiel Stuhlproben oder den ersten morgendlichen Urin.

Welche Proben sich für den Nachweis des Krankheitserregers eignen, hängt von der Erkrankung des Patienten ab. Erreger von Infekten der Harnwege lassen sich in Urinproben finden, bei einer Hirnhautentzündung können die Keime im Nervenwasser vorhanden sein. Bei schweren Infektionen im Herz-Kreislaufsystem, wie eine Entzündung der Herzklappen, einer Blutvergiftung durch schwere Organinfektionen oder infizierte Gefäßkatheter sind die Keime eventuell im Blut zu finden. Auch der Zeitpunkt, zu dem eine Probe entnommen wird, ist von Bedeutung. So sind die Chancen für einen Nachweis von Keimen im Blut am besten, wenn das Blut kurz vor oder während eines akuten Fieberschubs abgenommen wurde.

 

Untersuchungsschritte im mikrobiologischen Labor: Mikroskopie, Schnelltests, Kultur

 

Im Labor folgen mehrere Untersuchungsschritte. Unter dem Lichtmikroskop lässt sich die Probe bereits untersuchen, wenn sie noch flüssig und nicht bearbeitet ist. Das ist dann ein sogenanntes Nativpräparat.

Außerdem stellt das Laborpersonal oft getrocknete und mit verschiedenen Farbstoffen eingefärbte Präparate her (zum Beispiel Gram-Färbung und weitere Spezialfärbungen). Häufig lässt sich das Spektrum der möglichen Erreger mit Hilfe dieser Untersuchung schon erheblich eingrenzen. Die Anwesenheit von Bakterien, Pilzen und Parasiten kann der Arzt häufig bereits unter dem Lichtmikroskop erkennen. Viren sind dafür zu klein. Jedoch sind manchmal typische Veränderungen an Körperzellen in Proben sichtbar, die Hinweise auf eine bestimmte Virusinfektion geben. Das Ergebnis einer mikro-skopischen Untersuchung ist häufig schon innerhalb einer Stunde verfügbar.

Wichtiges Instrument beim Keimnachweis:

das Mikroskop PhotoDisc/RYF

Die meisten Kulturen werden für die Dauer von etwa 48 Stunden in einem Wärmeschrank "bebrütet". Vermutet der Arzt langsam wachsende Keime als Krankheitserreger (beispielsweise Legionellen, Mykobakterien oder Pilze), sind längere Bebrütungszeiten möglich, teilweise bis zu mehreren Wochen. Auch für Blutkulturen sind längere Bebrütungszeiten üblich.

Formationen, hier: Pneumokokken

W&B/Martina Ibelherr

 

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