Hämolyse

Gram-positive Bakterien

Die Zellwand der Bakterien ist nicht starr wie eine Stahlkugel, sondern dünn und elastisch wie die Lederhülle eines Fußballs.
Die Zellwand ist auch für die Gram-Färbung verantwortlich. Die Eigenschaft, nach dem von Gram (1884) eingeführten
Färbeverfahren dunkelviolett gefärbt zu werden oder nicht, ist ein wichtiges taxonomisches Merkmal, mit dem auch andere
Eigenschaften der Bakterien korreliert sind.
Nachfolgend sollen die wichtigsten, aus menschlichem Untersuchungsmaterial isolierten gram-positiven Bakterien und ihre
medizinische Bedeutung näher beschrieben werden.

In klinischem Material finden sich vorwiegend Vertreter der Gattungen Streptococcus und Enterococcus. Man bezeichnet sie
auch als Streptokokken im engeren Sinne. Die Enterokokken waren bis vor kurzem noch der Gattung Streptococcus
zugeordnet. Wegen der zahlreichen phänotypischen Gemeinsamkeiten werden die Keime der jetzigen Gattungen Streptococcus
und Enterococcus hier zusammen beschrieben und als Streptokokken bezeichnet, soweit nicht die Nennung der Gattungen
Streptococcus und Enterococcus als solche erforderlich ist.

Etwa 1874 konnte BILLROTH erstmalig in Präparaten von Wundeiterungen diese morphologisch auffälligen Keime sehen,
denen er wegen der Ähnlichkeit mit einer Halskette den Namen »Streptokokken« gab.
Wegen der unterschiedlichen Krankheitsbilder, bei denen Streptokokken isoliert werden können, wurde schon bald nach der
Entdeckung versucht, sie in verschiedene Arten und Typen einzuteilen.
Die Nährbodenansprüche der Streptokokken sind relativ komplex; ein gutes Wachstum wird meistens durch den Zusatz von
nativem Eiweiß, z. B. in Form von Blut oder Eiweiß, erreicht. Die Art der Veränderung von Blutagar durch
Streptokokkenkolonien ist auch heute noch ein zwar veraltetes, jedoch noch häufig verwendetes Einteilungskriterium innerhalb
der Streptokokken.

Die Formen der Hämolyse nach BROWN sind wie folgt definiert:

beta-Hämolyse: Sie zeigt sich durch eine relativ große, scharf begrenzte Zone vollständiger Hämolyse um die Kolonien, in der
die Erythrozyten aufgelöst sind und der Blutfarbstoff abgebaut ist, so daß eine klare Zone im sonst undurchsichtigen Blutagar
entsteht. Die beta-Hämolyse beruht auf der Wirkung verschiedener Hämolysine, die von den Streptokokken gebildet werden
können.

alpha-Hämolyse: Sie entspricht der Vergrünung. Um die Kolonien herum findet man grüne Höfe von unterschiedlicher
Farbintensität, in deren Bereich der Blutfarbstoff zum Methämoglobin umgewandelt ist, während die Erythrozytenmembranen
weitgehend erhalten sind.

gamma-Hämolyse: Diese an und für sich unsinnige Bezeichnung für die fehlende Veränderung des Blutagars wird ebenfalls noch
verwendet. Man sollte diese Streptokokken sinnvollerweise als nicht-hämolysierend bezeichnen.

Die für die klinische Mikobiologie bewährte Einteilung der Streptokokken beruht bei den beta-hämolysierenden Arten vor
allem auf dem Nachweis der Gruppenpolysaccharide; bei diesen ist der Nachweis des Gruppenantigens zum Teil mit der
Speziesdiagnose gleichzusetzen.

Hämolyse

natürlicher oder krankhafter Abbau roter Blutkörperchen
(Erythrozyten) durch Zerstörung der Zellmembran. Die H. findet
v.a. in Milz, Leber und dem Blutgefäßsystem statt.

Ursache: Eine physiologische H. erfolgt nach einer
durchschnittlichen Lebensdauer der Erythrozyten von ca. 120
Tagen, dann werden sie mechanisch zerstört. Eine krankhaft
erhöhte H. kann verschiedene Ursachen haben: Die Lebenszeit
der Erythrozyten kann aufgrund von Membrandefekten, z.B. bei
einer Kugelzellanämie, verkürzt oder der rote Blutfarbstoff
fehlerhaft aufgebaut sein (Hämoglobinopathie). Auch eine
mechanische Zerstörung der Erythrozyten bei
Herzklappenfehlern oder -prothesen, Verbrennungen, schweren
Infektionen, Antikörperbildung oder Transfusion sowie
Schlangenbiss oder anderen Vergiftungen können eine H.
hervorrufen. Wird sie vom Körper nicht mehr kompensiert,
entsteht eine hämolytische Anämie.

Befund: Hinweis auf eine krankhafte H. ist brauner Urin als
Zeichen einer Ausscheidung von rotem Blutfarbstoff und dessen
Abbauprodukten über die Niere. Im Blut finden sich eine
erniedrigte Blutfarbstoffkonzentration und eine erhöhte Zahl
junger roter Blutkörperchen. Betroffene mit länger andauernder
H. leiden häufig an Gallensteinen. Fällt im Rahmen einer akuten
H. in kurzer Zeit eine große Menge an freiem Blutfarbstoff an,
kann Nierenversagen die Folge sein. Die hämolytische Krise,
d.h. ein akuter Blutkörperchenzerfall bei hämolytischen Anämien,
ist ein Notfall, da der Mangel an Sauerstoffträgern unter
Umständen die ausreichende Sauerstoffversorgung der Gewebe
gefährdet.

Behandlung: Bei angeborenen Formen, aber auch bei
wiederholt auftretenden, antikörpervermittelten H. wird häufig
die Milz entfernt. Dadurch kann der Verlauf erheblich
abgemildert werden. Bei wiederkehrender Immunhämolyse kann
eine medikamentöse Unterdrückung des Immunsystems von
Nutzen sein.

Hämolyse-Messung

- Indikatorzellen sind Erythrozyten vom Schaf und anti-Schaf-RBC(Ery) Antikörper (von Kaninchen)

Kaninchen werden mit Schaf RBCs infiziert und produzieren Abs gegen RBC- Oberflächenproteine

- Komplement, das nach der ersten Bindungsreaktion noch vorhanden ist, kann nun anti-Schaf Ery-Ab's und Ery's verbinden
und Hämolyse verursachen.

- daher zeigt Lyse die Gegenwart von Komplement und daher das Fehlen von spezifischem Ab in dem getestetem
Patientenserum (negative KBR)

- Keine Lyse heißt, daß das ganze Komplement durch die Ab in dem Patientenserum aufgebraucht wurde und gibt daher
positive KBR (Virus wurde durch die Ab- Produktion beim Patienten bestimmt) => Knopfbildung

- der KBR Titer wird bei der höchsten Verdünnung des Patientenserums gemessen, die zu einer < 50 %igen Lysis führt

- der Wert für 50 % wird vom Durchmesser des Erythrozyten Sediments bestimmt

Reduktion des Durchmessers des Sediments um 50 %, heißt mehr als 50 % Lysis.

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Hämolyse in Gel

Zur Messung von spät auftretenden, hoch affinen IgG Ab

Negative Hämolyse im Geltest gekoppelt mit einer positiven Hämagglutination Inhibitions Test weist auf eine sehr neue Infektion
hin

Erythrozyten werden sensibilisiert mit spezifischen Antigen eines Virus (z.B. Hammel-RBCs werden sensibilisiert mit
Rötelantigen.)

- diese Ery's werden in eine 1 % Agarose gemischt, und ein 1,5 mm dickes Gel gegossen

-Löcher (3 mm Durchschnitt) werden in das Gel gestochen

- 5 µl durch Hitze inaktiviertes Patientenserum wird in die Löcher pipettiert

- nach 20 Stunden Diffusionszeit sollte jeder spezifische Ab in dem Patientenserum mit den Ags auf dem RBCs reagiert haben.

- Platten werden mit Meerschweinchenserum überschichtet, das Komplement enthält.

- die Ery's, die einen Ab/Ag-Komplex aus dem Patientenserum enthalten, werden nun durch das Komplement lysiert.

- das Ausmaß der Lyse (Durchmesser der Hämolyse um das Loch) ist proportional zur Menge der spezifischen Ab im Serum

Welche Ursachen für einen gesteigerten Abbau oder Zerfall der roten
Blutkörperchen gibt es?

Erythrozytendefekte

1. Membranopathien (Störungen der Blutkörperchenform)

Angeborene

- Kugelzellanämie (Sphärozytose)

- Elliptozytose

Erworbene

- Paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie (äußerst selten)

Die angeborenen Formen werden normalerweise bereits im Kindes- und Jugendalter festgestellt. Die
Ursache liegt in genetisch bedingten Defekten von Membraneiweißen oder des Stützgerüstes
(Cytoskelett). Zum Überleben benötigen die Erythrozyten eine elastische Verformbarkeit, um die
engen Blutgefäße (Kapillaren) bzw. das Maschennetz der Milz passieren zu können.
Mit dem Alter verlieren sie diese Verformbarkeit und bleiben vorzugsweise in der Milz hängen, um
dort von den Fresszellen abgebaut zu werden. Die Membranstörung führt zu einer Einschränkung der
Verformbarkeit und äußert sich in Formänderungen der Erythrozyten (als Kugelzellen oder
ellipsenförmig). Der Abbau erfolgt daher in der Milz, die aufgrund ihrer Mehrarbeit auch vergrößert
wird.

Autoimmunhämolytische Anämie AIHA

Kurzbeschreibung:
Bei der autoimmunhämolytischen Anämie handelt es sich um eine erworbene Erkrankung, die auf die Bildung von
antierythrozytären Autoantikörpern zurückgeht, welche einen beschleunigten Abbau der Erythrozyten bewirken. Man
unterscheidet Wärme-Autoantikörper vom IgG-Typ und Kälte-Autoantikörper, die meistens vom IgM-Typ sind.
IgG-beladene Erythrozyten werden vorwiegend in der Milz und Leber abgebaut. IgM-Autoantikörper agglutinieren die
Erythrozyten bei tiefen Temperaturen und fixieren Komplement auf den Erythrozyten. C3b-opsonisierte Erythrozyten werden in
der Milz und Leber beschleunigt abgebaut.

Klinisches Bild:
Die autoimmunhämolytischen Anämie vom Wärmetyp ist die häufigere Form. Rund die Hälfte der Fälle ist idiopathisch,
während die andere Hälfte sekundär bei lymphoproliferativen Syndromen (z.B. chronische lymphatische Leukämie),
Infektionen (z.B. HIV), Kollagenosen oder Medikamenten (z.B. Methyldopa) auftritt. Die Antikörper lassen sich meist nicht
spezifizieren und richten sich gegen Membranantigene, die auf allen Erythrozyten vorkommen. Bei schweren Formen bestehen
Anämie-Symptome. Eine Splenomegalie liegt häufig vor. Die Hämolyse führt zur Erhöhung des unkonjugierten Bilirubins,
was sich z.T. auch als Ikterus äussert. Die Erhöhung der Lactatdehydrogenase (LDH) ist ein guter Gradmesser der
zerstörten Zellmasse. Der direkte Coombs-Test ist positiv, das Haptoglobin erniedrigt (Hämolyseparameter).
Die seltenere autoimmunhämolytischen Anämie vom Kältetyp wird in der Regel durch IgM-Autoantikörper verursacht, die
meist eine Anti-I-Spezifität aufweisen. Sie agglutinieren die Erythrozyten im kühleren Blut, weshalb es zu Akrozyanose,
Raynaud-Phänomen und sogar Ulzerationen kommen kann. Im Winter sind die Symptome meist ausgeprägter. Oft lässt sich
keine Ursache finden (idiopathisch). Häufig ist aber auch die Assoziation mit lymphoproliferativen Syndromen und
Infektionen (z.B. Mykoplasmen, Mononukleose, HIV-Infekt).

Was ist eine hämolytische Anämie?

Diese Form der Anämie entsteht durch einen gesteigerten Abbau bzw. Zerfall (= Hämolyse) der roten
Blutkörperchen (Erythrozyten). Der beschleunigte Abbau führt zu einer Verkürzung der Lebensdauer
derselben (normal ca. 120 Tage).
Die Ursache für die Hämolyse liegt entweder in den roten Blutkörperchen selbst (korpuskuläre
Formen der hämolytischen Anämie) oder in äußeren Faktoren (extrakorpuskuläre Formen der
hämolytischen Anämie). Je nach Ort des Zerfalls kann zwischen intravasaler (innerhalb der
Blutgefäße) und extravasaler (außerhalb der Blutgefäße durch Makrophagen) Hämolyse
unterschieden werden.

Der normale Abbau überalterter roter Blutkörperchen (Erythrozyten) erfolgt hauptsächlich durch die
Makrophagen (große Fresszellen; histiozytäre Retikulumzellen) der Milz, aber auch in der Leber. Die
Gesamtheit der in den verschiedensten Geweben vorkommenden Makrophagen bezeichnet man als
das Retikulohistiozytäre (oder Monozyten-Makrophagen) System. Der normale Abbau erfolgt damit
innerhalb der Zellen (intrazellulär), indem die Makrophagen die Erythrozyten aufnehmen und
auflösen.

Der Hauptbestandteil der Eryhtroczyten ist der rote Blutfarbstoff (Hämoglobin). Er stellt 90 Prozent des
Gesamteiweißgehaltes der Erythrozyten. Beim Abbau von Hämoglobin entsteht Bilirubin, das über
die Leber in die Galle ausgeschieden wird. Die Leber wird vom anfallenden Bilirubin überfordert, weil
es in so großer Menge beim Zerfall bzw. Abbau der Erythrozyten anfällt. Eine Zunahme von Bilirubin
im Blut führt dabei zu einer Gelbfärbung der Haut und - als erstes ersichtlich - der Bindehaut des
Auges. Hierbei ist anzumerken, dass die Gelbsucht zahlreiche Ursachen hat. Die hämolytische
Anämie ist nur eine davon.

Diese Leitlinie soll als Entscheidungshilfe dienen bei der Frage, ab welchem Bilirubinwert Phototherapie bei reifen gesunden
Neugeborenen angezeigt ist. Aus Sorge vor Kernikterus und anderen Störungen wird die Phototherapiegrenze häufig sehr
niedrig angesetzt. So erhalten oft mehr als 10% aller Neugeborener Phototherapie [6]. Nebenwirkungen der Phototherapie, wie
Trennung von der Mutter, häufige Blutentnahmen, Stillabbruch, Wasser- und Elektrolytverluste, Dermatitis und andere [5]
werden dabei in Kauf genommen.

Eine umfassende Analyse der vorliegenden Literatur zeigt, daß Auswirkungen einer Hyperbilirubinämie wie Hörstörungen,
neurologische und geistige Auffälligkeiten bei reifen gesunden Neugeborenen ohne Hämolyse praktisch nicht vorkommen [4,5].
Weltweit wurden in dieser Gruppe bisher nur sieben Fälle von Kernikterus beschrieben [3,5]. Ausführliche Literatur findet sich
in [1] und [4]. Die höheren Indikationsgrenzen zur Phototherapie in der vorliegenden Leitlinie basieren auf diesen Daten und
entsprechen den neuen Richtlinien der American Academy of Pediatrics [1]. Die Schweizerische Arbeitsgemeinschaft für
Neonatologie [8], sowie die Konsensuskonferenz der Österreichischen Gesellschaft für Kinder- und Jugendheilkunde [9] haben
sich bereits 1993 auf noch striktere Grenzen zur Phototherapie festgelegt.