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Mikrobiologie / Hygiene

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Die Schwerpunkte unserer aktuellen Arbeit sind einerseits hygienische Untersuchungen von Trinkwasser, Brunnenwasser, Grundwasser, Abwasser oder Oberflächengewässern, andererseits beschäftigen wir uns auch mit dem Nachweis von Stoffwechselspezialisten (z.B. Kohlenwasserstoff abbauende Mikroorganismen, Schwefel- und Eisenbakterien oder Aktivisten des Stickstoffhaushalts von Böden und Gewässern).

Mit Hilfe des mikrobiologischen Labors werden zudem toxikologische Untersuchungen mit Mikroorganismen an Abwässern oder Produkten durchgeführt (z.B. Prüfung von Gewebeproben auf antibakterielle bzw. fungizide Eigenschaften).

Übersicht über Analysen- und Untersuchungsverfahren (siehe hierzu auch die Seite "Analytik - Übersicht"):

• Legionellen
• Salmonellen
• Pseudomonas aeruginosa
• Clostridien / Clostridium perfringens
• Fäkalstreptokokken / Enterokokken
• Escherichia coli / coliforme Bakterien
• Luftkeime
• Stoffwechselspezialisten
• toxikologische Tests

Legionellen

Legionellen sind weit verbreitete Wasserbakterien und kommen in geringer Menge als natürlicher Bestandteil der aquatischen Flora vor. In Warmwassersystemen, Klimaanlagen, Bädern u.a. kann es zu einer starken Vermehrung der Legionellen kommen, unter Bedingungen, bei denen andere Enterobacteriaceen absterben. In diesen Bereichen ist ein Direktnachweis nötig, da das Indikatorsystem versagt. Legionellen können Pontiac-Fieber oder eine schwere Lungenentzündung hervorrufen. Der erste Ausbruch der Krankheit wurde 1976 in Philadelphia auf einem Treffen von Legionären beobachtet, daher der Name "Legionärskrankheit". Die Infektionsdosis ist unbekannt, jedoch spielt die Disposition der Personen eine Rolle.

In unserem Labor erfolgt eine Untersuchung der Legionellen nach dem Bundesgesundheitsblatt 11/2000 und nach ISO 11731. Diese Methoden beinhalten ein Membranfilterverfahren und Direkt-Spatelverfahren auf GVPC-Agar. Eine serologische Typisierung kann von einem Partnerlabor durchgeführt werden.

Salmonellen

Salmonellen gehören zur Familie der Enterobacteriaceae und sind in der Natur weit verbreitet. Sie kommen im menschlichen und tierischen Darmtrakt vor und zeichnen sich durch ein unterschiedliches Maß an Pathogenität aus. Samonella typhimurium z.B. ruft eine Nahrungsmittelvergiftung hervor. Das Auftreten von Salmonellen in Oberflächen-, Grund- und Abwasser sowie in Klärschlämmen und Kompost kann seuchenhygienische Risiken beinhalten. Die Bestimmung der Salmonellen kann nach verschiedenen Methoden erfolgen: DIN 38414 Teil 13, Methodenbuch zur Analyse von Kompost Kapitel V, Abschnitt 1.3, Methoden der biologischen Wasseruntersuchung Teil 1 Abschnitt 4.7 oder Richtlinie des Rates der EG über die Qualität der Badegewässer 1975 Abschnitt 6. Grundlage dieser Methoden ist eine Flüssiganreicherung mit anschließender Anzucht und Isolierung auf selektivem Nährboden. Falls benötigt, kann eine serologische Typisierung von einem Partnerlabor durchgeführt werden.

Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa ist ein ubiquitärer Mikroorganismus, der an feuchte Lebensräume angepasst ist und sowohl bei niedrigen Temperaturen als auch mit geringen Nährstoffansprüchen wächst. Aufgrund der Anspruchslosigkeit kommen sie im Boden, im Wasser, im Abwasser und in der Luft vor und sind ein Indikator für eine ausreichende Wasserqualität bzw. funktionsfähige Wartung/Desinfektion. Pseudomonas aeruginosa kann vor allem bei Immundefiziens Wundinfektionen, Entzündungen oder eine Sepsis verursachen. Der Nachweis der Pseudomonas aeruginosa kann nach DIN EN 12780 K11 (2002) oder DIN 38411 Teil 8 K 8 (1992) erfolgen.

Clostridien / Clostridium perfringens

Clostridium perfringens kommt im Darm von Mensch und Tier sowie in Erde, Staub und Wasser vor. Cl. perfringens ist der wichtigste Erreger der Gasbrandes und ein häufiger Erreger unspezifischer Infektionen. Einige Stämme können Enterotoxine produzieren und sind somit ein häufiger Erreger von Lebensmittelvergiftungen. Abgesehen davon, daß Clostridium perfringens als Krankheitserreger eine große Bedeutung zukommt, wird Clostridium perfringens aufgrund der Fähigkeit der Endosporenbildung in der Trinkwasserverordnung von 2001 als Indikatorparameter geführt. Die Sporen überleben länger als beispielsweise E.coli oder Enterokokken und können somit auf eine länger zurückliegende oder periodisch auftretende Verunreinigung hindeuten. Durch die Sporenbildung sind sie gleichzeitig widerstandsfähiger gegen Desinfektionen und stellen zusätzlich eine Indikation für die Wirksamkeit der Wasseraufbereitung dar. Gleichzeitig können Clostridium perfringens Sporen ein Indikator für die Anwesenheit von Protozoencysten bzw. Parasitendauerformen sein. Der Nachweis von Clostridium perfringens erfolgt nach TrinkwV 2001. Clostridien können jedoch auch nach DIN EN 26461 Teil 1und 2 untersucht werden.

Fäkalstreptokokken / Enterokokken

Fäkalstreptokokken/Enterokokken sind normale Darmbewohner von Menschen und warmblütigen Tieren und kommen demzufolge in großen Mengen in deren Fäkalien vor. Sie überleben in der Regel länger als E.coli im Wasser und werden deshalb als Indikator in der Wasseranalytik für eine länger zurückliegende fäkale Verunreinigung benutzt. Einige im Wasser gefundene Enterokokken können jedoch auch aus anderen Habitaten stammen. Enterokokken treten auch selbst als Krankheitserreger in Erscheinung und verursachen z.B. Wundinfektionen oder Endokarditis. Die Untersuchung von Enterokokken erfolgt nach DIN EN ISO 7899-2(2000) und die Untersuchung von Fäkalstreptokokken nach TrinkwV (1990).

Escherichia coli / coliforme Bakterien

E. coli ist ein normaler Bewohner des menschlichen und tierischen Dickdarms. Der Nachweis in der Außenwelt, besonders in Wasser und Lebensmitteln, ist ein wichtiger Indikator für fäkale Verunreinigungen. E. coli tritt selbst als Krankheitserreger bei Wundinfektionen in Erscheinung und ist in klinischem Material der am häufigsten nachgewiesene Erreger der Enterobacteriaceae. E. coli ist in der Lage Exotoxine zu bilden, welche zu Durchfallerkrankungen führen. E. coli und andere coliforme Keime können nachgewiesen werden nach DIN EN ISO 7899-2 (2000), Colilert 18, DIN 38411 K6 (1991) und Fluorocult.

Luftkeime

Nach VDI 6022 sind an Lüftungsanlagen entsprechend den branchenspezifischen Anforderungen regelmäßige Hygieninspektionen durchzuführen. Diese beinhalten eine Sichtkontrolle des betreffenden Bereiches und eine Überprüfung der Gesamtkoloniezahl sowie der Konzentration an Legionellen im Umlaufwasser von Luftbefeuchteranlagen. Bei feststellbaren Hygienemängeln sind die Ursachen zu ermitteln und zu beseitigen. Für diese Ursachenermittlung sind möglicherweise zusätzliche mikrobiologische Untersuchungen durchzuführen. Z.B. Koloniezahlbestimmungen in der Zuluft, semiquantitative Oberflächenuntersuchungen oder Differenzierungen nach Keimarten.

Schimmelpilze haben einen festen Platz im biologischen Stoffkreislauf und viele ihrer Stoffwechselleistungen werden technologisch oder medizinisch genutzt, z.B. Antibiotikaproduktion von Penicillium notatum und P. chrysocgenum. Einige Schimmelpilze, z.B. Aspergillus fumigatus, können jedoch beim Menschen, durch Inhalation von Sporen oder Pilzkomponenten Atemwegserkrankungen hervorrufen. Verschiedene Aspergillus-Arten bilden Aflatoxine, welche cancerogene Eigenschaften besitzen. Ferner kann es zu Infektionen durch Inhalation von fakultativ pathogenen Arten kommen. Eine Möglichkeit der Risikoabschätzung einer Belastung aus der Luft stellt die Luftkeimmessung dar, allerdings existieren noch keine Grenzwerte für Luftkeime bzw. deren produzierten Toxine.

Bei Luftkeimmessungen werden Hefen und Bakterien mit erfaßt. Hefen bzw. Sproßpilze, wird ebenfalls eine humanmedizinische Bedeutung zugeschrieben. Speziell einige Arten von Candida können sogenannte Candidosen in allen Organen und Systemen hervorrufen.

Stoffwechselspezialisten

Unter Stoffwechselspezialisten werden Organismengruppen oder einzelne Arten von Mikroorganismen verstanden, die in Umwelt oder Biotechnologie spezifische Stoffwechselleistungen vollbringen. Diese Stoffwechselleistungen sind es in der Regel auch, die den Nachweis der Bakterien möglich machen. Als wichtige Gruppen wurden bisher untersucht: Nitrifikanten, Denitrifikanten, Sulfurikanten, Desulfurikanten, Eisenoxidierer, Eisenreduzierer oder auch Kohlenwasserstoff verwertende Mikroorganismen.

Toxikologische Untersuchungen

Einige toxikologische Testverfahren mit Mikroorganismen erfordern ein zugelassenes mikrobiologisches Laboratorium, da die verwendeten Testbakterien als potentielle Krankheitserreger eingestuft wurden.

Wir führen den Pseudomonas-Zellvermehrungs-Hemmtest (DIN 38412 L8) sowie den Pseudomonas-Sauerstoffverbrauchshemmtest (DIN 38412 L27) mit Pseudomonas putida durch. In beiden Fällen werden die Bakterien, analog zu anderen Testverfahren mit Wasserorganismen, mit unterschiedlichen Konzentrationen der Testsubstanz in Kontakt gebracht , um toxische Effekte durch Rückgang von Stoffwechselleistung oder Vermehrung messen zu können. Im Unterschied zum weit verbreiteten Leuchtbakterientest sind die Reaktionen in den anderen beiden Testverfahren eindeutiger echten toxischen Effekten zuzuordnen. Demgegenüber ist die Abnahme der Leuchtintensität von Leuchtbakterien nicht immer auf letztendlich toxische Effekte zurück zu führen. Zudem bietet der Zellvermehrungshemmtest durch die Kultur über mehrere Generatinen die Möglichkeit, Effekte festzustellen, die auf sämtliche Stoffwechselprozesse im Organismus und letztendlich auch auf die Vermehrung wirken.