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Detailinformationen: Vermehrung von Legionellen

Mechanismus der Zellteilung

Legionellen vermehren sich durch binäre Fission (Zweiteilung), einen asexuellen Prozess, bei dem sich eine einzelne Bakterienzelle verdoppelt und in zwei identische Tochterzellen aufspaltet. Der Ablauf besteht aus mehreren Phasen:

  • Zellwachstum: Aufnahme von Nährstoffen und Vergrößerung der Zelle.
  • DNA-Replikation: Das Bakterienchromosom wird verdoppelt.
  • Genom-Aufteilung: Die DNA-Kopien wandern an die Zellpole.
  • Septumbildung: Bildung einer Trennwand in der Zellmitte.
  • Zellteilung (Zytokinese): Die Zelle wird durchtrennt, zwei neue Bakterien entstehen.

Vermehrung innerhalb und außerhalb von Wirtszellen

Legionellen können sich sowohl frei im Wasser als auch innerhalb von Wirtszellen (z. B. Amöben oder menschlichen Makrophagen) vermehren.

Außerhalb von Wirtszellen

Unter optimalen Bedingungen können Legionellen frei wachsen, benötigen jedoch Nährstoffe wie:

  • AOC (Assimilable Organic Carbon): Organische Kohlenstoffquelle.
  • Eisen: Wichtig für Enzyme und DNA-Synthese.
  • Aminosäuren (z. B. Cystein): Essenziell für Zellaufbau.
  • Phosphor: Bestandteil von DNA und Zellmembranen.

Innerhalb von Wirtszellen

Legionellen bevorzugen das Wachstum in Wirtszellen, da sie dort besser geschützt sind und direkt Nährstoffe aus der Wirtszelle beziehen können. Dabei bilden sie eine sogenannte Legionella-containing vacuole (LCV), die sie vor Abwehrmechanismen schützt.

Teilungsdauer und Wachstumsberechnung

Die Annahme, dass sich Legionellen alle 20 Minuten verdoppeln, ist falsch. Tatsächlich dauert eine Zellteilung:

  • Innerhalb von Wirtszellen: ca. 2 Stunden
  • Außerhalb von Wirtszellen: ca. 4 Stunden

Wachstumszeit bis zu bestimmten KBE-Werten

KBE-WertInnerhalb von Wirtszellen (Stunden)Außerhalb von Wirtszellen (Stunden)
1001327
5001836
10002040
50002549
100002753
400003263

Was sind koloniebildende Einheiten (KBE)?

Die koloniebildende Einheit (KBE) beschreibt die Anzahl lebensfähiger Bakterien, die auf einem Nährmedium eine sichtbare Kolonie bilden können. Eine KBE kann aus einer einzelnen Bakterienzelle oder einem Cluster mehrerer Zellen bestehen. In Praxisanalysen wird die Keimzahl in KBE pro Liter gemessen, um die Gefährdung durch Legionellen in Trinkwassersystemen zu bestimmen.