Gertraud Gallistl, Abiturientin 2001 im Wilhelmsgymnasium hat sich in ihrer Facharbeit damit auseinandergesetzt und dafür die Höchstzahl von 15 Punkten erhalten.

Wilhelmsgymnasium München Jahrgang 1999/2001

FACHARBEIT

Im Leistungskurs Biologie Thema

BSE Eine neuartige bedrohliche Infektionskrankheit bei Tier und Mensch

Datum, Unterschrift des Kursleiters

Inhaltsverzeichnis

I. Anlass für die Beschäftigung mit dem Thema BSE *

II. Die Krankheit BSE *

III. Verwandte Krankheiten *

IV. Theorien über die Entstehung von BSE *

V. Übertragbarkeit und Infektionswege *

VI. Maßnahmen zum Schutz der Verbraucher *

VII. Bewertung *

Anhang *

Literaturverzeichnis 41

Bildnachweis 42

1. Anlass für die Beschäftigung mit dem Thema BSE

Die Nachrichten über die Rinderkrankheit BSE und die mit ihr in Verbindung stehenden Erkrankungen anderer Tiere und des Menschen erscheinen oft widersprüchlich und unvollständig. Was mich besonders beunruhigt ist der Umstand, dass Vertreter der Wirtschaft und der Behörden das wirkliche Ausmaß der Gefahren von BSE vielfach erst unter dem Zwang der Ereignisse im Nachhinein zugegeben haben. Die Informationen, die wir von den Politikern erhalten, sind äußerst unzuverlässig und oft falsch. Es erschien mir daher notwendig, mich unabhängig von den Tagesnachrichten mit der BSE-Frage zu befassen. Das Ergebnis meiner Nachforschungen möchte ich im folgenden darlegen, indem ich zunächst die Merkmale der BSE-Erkrankung und der damit verbundenen Krankheiten beschreibe. Anschließend will ich jene Theorien aufzeigen, die möglicherweise die Entstehung von BSE erklären können. Im darauf folgenden Abschnitt werde ich mich mit den Übertragungswegen von BSE auf den Menschen beschäftigen. Im letzten Teil gehe ich auf die praktischen Konsequenzen ein, die sich hieraus ergeben. Während meines Aufenthaltes im Somerville-College in Oxford im Sommer 2000 hatte ich Zugang zur englischsprachigen Primärliteratur und Gelegenheit zu Gesprächen mit Menschen aus einem Land, das schon sehr früh Erfahrungen mit der Rinderseuche gemacht hat. Mein Anliegen ist es, nicht nur Wissen weiterzugeben, sondern dem Leser auch die Möglichkeit zu bieten, sich ein eigenes Bild von der BSE-Problematik zu machen.

2. Die Krankheit BSE

1. Begriffserklärung

Die Abkürzung BSE steht für "Bovine Spongiform Encephalopathy". Es handelt sich um eine Erkrankung ("-pathie") bei Rindern ("bovine"), deren charakteristisches Merkmal eine schwammartige (spongiforme) Veränderung des Gehirns (Encephalon) ist (3; S.1). Die im Volksmund verbreitete Bezeichnung "Rinderwahn" oder "Mad Cow Disease" erklärt sich aus den typischen Symptomen der Krankheit (4; S.15).

Symptome und Krankheitsverlauf

Neben fortschreitender Abmagerung und verminderter Milchleistung treten nämlich massive Verhaltensstörungen auf. Die Rinder zeigen übermäßige Schreckhaftigkeit, Ängstlichkeit und Nervosität, auch in gewohnter Umgebung. Diese Überempfindlichkeit gegenüber Licht, Geräuschen und Berührungen sowie die große Aggressionsbereitschaft macht den Umgang mit den kranken Tieren schwierig. Sie wehren sich sogar mit Tritten und Bissen dagegen, gemolken oder geführt zu werden. Manche Rinder ergreifen aus Ängstlichkeit und Nervosität vor Fliegen, die ihren Kopf umschwirren, die Flucht (3; S.9). Ferner sind ein andauerndes Blecken der Nase, Zähneknirschen, nachlassende Wiederkäuertätigkeit, Zittern und Muskelzuckungen am gesamten Körper, überwiegend aber im Bereich des Kopfes, insbesondere an den Ohren und Augenlidern (3; S.8) zu beobachten. Im späteren Stadium der Krankheit fallen vor allem Bewegungsstörungen der Rinder auf. Ihr Gang wird zunehmend steifer und unsicherer, sie haben Schwierigkeiten das Gleichgewicht zu halten, bis sie schließlich nicht mehr fähig sind, ihre Gliedmaßen zu kontrollieren. Die kranken Tiere knicken häufig in der Hinterhand ein, stehen auf untypische Weise auf und heben ihre Gliedmaßen übermäßig an. Während des Krankheitsverlaufes kommt es stets zu einer Verstärkung der Symptome (progressiver Krankheitsverlauf). Ein Krankheitsbild tritt allerdings frühestens bei Rindern im Alter von 22 Monaten auf, überwiegend bei 4-6-jährigen Tieren. Es hält ein bis acht Monate an und endet in jedem Falle mit dem Tod. Es ist keine Hilfe möglich.

2. Verbreitung (Epidemiologie) von BSE

Die ersten BSE-Fälle traten vermutlich zwischen 1982 und 1983 (8; S.27) in Großbritannien auf. 1985 wurden in der Englischen Grafschaft Kent bei einer Kuh, die an den oben beschriebenen Symptomen litt, erstmals Untersuchungen vorgenommen. Im November stellte sich heraus, dass es sich hier um eine bei Rindern neuartige Erkrankung handelte. Die Anzahl der an BSE erkrankten britischen Rinder stieg von Jahr zu Jahr an. 1987 wurden in Großbritannien 663 Fälle registriert, 1990 ungefähr 14.000 neue Fälle. 1992 erreichte die Seuche ihren Höhepunkt mit über 35.000 infizierten Rindern (16; S.168 Abb. 9.1). Es traten pro Woche 1000 neue Fälle auf (9; S.40). Seit 1993 kann man einen starken Rückgang der Zahl der erkrankten Rinder verzeichnen.

Abb. 1: Anzahl der registrierten BSE-Fälle pro Jahr, erstellt nach den Daten von S.N. Cousens et al. (3; S.17 Abb. 1, ergänzt nach 16; S.168)

Die graphische Darstellung der in Großbritannien von 1983 bis 1996 jeweils neu registrierten BSE-Fälle weist einen typischen epidemiologischen Verlauf nach (9; S.93). Die Kurve wird zuerst zunehmend steiler (1986 - 1991), zeigt eine kurze Stagnationsphase (1991 - 1993) und fällt dann wieder stark ab (3; S.17). Man spricht von einer Epidemie, weil eine Infektionskrankheit in einem bestimmten Gebiet innerhalb einer bestimmten Zeitspanne gehäuft auftritt (3; S.155). Auch in anderen europäischen Ländern trat die Rindererkrankung auf. Allerdings nahm sie dort bei weitem nicht das Ausmaß wie in Großbritannien an. In Deutschland starben bis Oktober 1998 sechs Rinder an BSE, davon waren fünf aus dem Vereinigten Königreich und eines aus der Schweiz eingeführt. Da bei keinem in Deutschland geborenen Rind BSE entdeckt worden war, wurde Deutschland im August 1998 vom Internationalen Tierseuchenamt als "BSE-frei" erklärt (9; S.43). Seit November 2000 sind allerdings Einzelfälle bei deutschen Rindern gemeldet worden. Außerhalb Europas wurde BSE meistens bei Rindern festgestellt, die aus Großbritannien stammten. Bis zum heutigen Tag ist kein BSE-Fall in den USA oder in Kanada bekannt geworden. Argentinien, eines der wichtigsten Lieferanten auch für Deutschland, gilt als BSE-frei.

Klinische Befunde

Zur eindeutigen Diagnose sind feingewebliche (histologische) Untersuchungen des Gehirns notwendig. Diese Untersuchungen können erst nach dem Tod des Tieres durchgeführt werden. Die entsprechend präparierte Gehirnsubstanz eines an BSE erkrankten Rindes weist typischerweise unter dem Lichtmikroskop Löcher auf, die das Gehirn schwammartig aussehen lassen. Diese Vakuolen sind von sogenannten Amyloidansammlungen umgeben; das sind Eiweißablagerungen, die in Form von Plaques (Flecken) oder Fibrillen (Stäbchen) vorkommen können. Diese histologischen Merkmale treten auch im Rückenmark auf, überwiegend in den Nervenzellen der grauen Substanz (3; S.2, 3 und 8; S.11). Die veränderte Wahrnehmung der Umweltreize und die Bewegungsstörungen sind auf abgestorbene Nervenzellen zurückzuführen. Welche Symptome vermehrt oder besonders auftreten, hängt demnach davon ab, was für Bereiche des zentralen Nervensystems betroffen sind (9; S.14, 15).

Solche neuropathologischen Befunde im zentralen Nervensystem waren jedoch nicht neu, sondern zeigten Ähnlichkeiten mit schon bekannten neurodegenerativen Erkrankungen. Es stellte sich heraus, dass es sich bei der Rinderkrankheit um eine neue Form der übertragbaren spongiformen Enzephalopathien (auch TSE - Transmissible Spongiform Encephalopathies genannt) handelte, die sowohl bei Tieren als auch bei Menschen auftreten. Krankheitsanzeiger aller spongiformen Enzephalopathien sind Ablagerungen eines bestimmten Proteins, das der Körper - auch im gesunden Zustand - selbst produziert. Allerdings liegt es nun in einer veränderten Form vor, wie sie in einem gesunden Organismus nicht vorkommt. Das Eiweiß wird Prionenprotein (PrP) genannt. Den Begriff "Prion" führte der Wissenschaftler Stanley Prusiner 1982 ein, er ist eine Zusammensetzung aus "proteinaceous infectious particle" (8; S.19). Die Prionen lagern sich im gesamten zentralen Nervensystem ab, vor allem aber in der grauen Substanz. Sie befinden sich vermehrt im nahen Umfeld der Vakuolen, die durch den Schwund von Nervenzellen entstehen. PrP-Ablagerungen können verstreut, oder auch als Anhäufungen (PrP-Plaques) vorliegen (3; S.5). Die Zusammenlagerung mehrerer Proteine nennt man Aggregation. Da PrP-Ablagerungen mikroskopisch durch eine Farbreaktion nachzuweisen sind, die charakteristisch für Stärkemoleküle ist, werden sie als "Amyloide" (amylum = Stärke) bezeichnet. Der Hauptbestandteil ist allerdings Eiweiß (3; S.55). TSE-Erkrankungen heißen aufgrund der zentralen Rolle dieser Prionen auch "übertragbare Prionenerkrankungen". Ein weiteres Kennzeichen von TSE und damit auch von BSE ist eine ausgeprägte Vermehrung von Gliazellen. Das sind Begleitzellen der Neuronen im Gewebe des Zentralnervensystems, die die Aufgabe haben, Zelltrümmer zu beseitigen (3; S.3). Nicht nur die feingeweblichen Untersuchungen ergeben Parallelen zwischen BSE und den länger bekannten spongiformen Enzephalopathien, sondern auch der Krankheitsverlauf: Ihre Inkubationszeit ist im Vergleich zu anderen Infektionskrankheiten sehr lang. Sie kann Jahre oder Jahrzehnte dauern. Bei Prionenerkrankungen zeigt der Körper keinerlei Immunabwehr. Sie sind unheilbar und führen stets zum Tode. Definitiv feststellbar sind sie erst am toten Lebewesen. Ein von BSE befallenes Rind zeigt auch typische Symptome der TSE, die eine Folge des Absterbens der Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark sind. Die veränderte Reaktion des Rindes ist Zeichen fortschreitender Demenz, das heißt Verlust geistiger Fähigkeiten. Es ist aber nicht nur die Verarbeitung der Sinneseindrücke gestört, sondern auch die Aufnahme von Reizen durch die Sinneszellen. Bei Menschen macht sich die eingeschränkte Denk- und Wahrnehmungsfähigkeit besonders bemerk-bar. Es kommt zu psychischen und charakterlichen Veränderungen, das Erinnerungs- und das Orientierungsvermögen nehmen ab, die Intelligenzleistungen werden geringer. Die für TSE-kranke Menschen und Tiere typischen unwillkürlichen Muskelzuckungen (Myoklonien) sowie Störungen in den Bewegungsabläufen und der Koordination (Ataxie) treten, wie oben beschrieben, auch bei Rindern auf (3; S.2, 3). Neu war jedoch, dass die Krankheit überhaupt bei Rindern auftrat. Seit 1980 ist bekannt, dass TSE grundsätzlich auf drei verschiedene Ursachen zurückführbar ist (17; S.9):

1. Sie kann genetisch bedingt und damit vererbbar sein. Das Gen, das normalerweise das gesunde Eiweiß kodiert, weist eine Mutation auf und stellt deshalb ein verändertes Eiweiß her. Dieses schädigt den Körper.

2. TSE kann natürlich-sporadisch entstehen, wenn plötzlich spontan ein krankhaftes PrP gebildet wird. Dies geschieht vermutlich ohne Einwirkung eines infektiösen Partikels.
3. Durch Experimente ist bewiesen worden, dass die so entstandenen Krankheiten übertragbar sind. Der Ausbruch von TSE kann demnach auch durch eine Ansteckung erfolgen, z.B. durch Verzehr von infizierten Innereien.

1. Verwandte Krankheiten

1. bei Tieren

Scrapie

Bei Schafen ist TSE schon seit ungefähr 250 Jahren als Scrapie, Traber- oder Knupperkrankheit bekannt. Sie ist somit die erste Form der übertragbaren Enzephalopathien, die wissenschaftlich beschrieben wurde (3; S.5). Die Bezeichnungen leiten sich von den äußeren Anzeichen der Krankheit ab. Scrapie-befallene Schafe reiben sich aufgrund des großen Juckreizes ständig an Gegenständen und führen in der Luft wie auch am Körper Knabberbewegungen aus (3; S.6). Die Tiere verfallen immer wieder in einen trabenden, schwankenden Gang. Dazu weisen sie die bei TSE üblichen Symptome auf. Scrapie ist heute fast in der ganzen Welt verbreitet und wurde durch die weltweiten Handelsbeziehungen gefördert (9; S.45). In Australien und Neuseeland gelang es mit einem radikalen Keulungsprogramm, die Krankheit auszurotten (3; S.5). In Argentinien, Uruguay und einigen anderen Ländern gibt es keine Fälle von Scrapie (3; S.15). In Großbritannien tritt Scrapie endemisch auf, d.h. der Prozentsatz der betroffenen Schafe und die örtliche Verteilung sind gleichbleibend. Es sind dort durchschnittlich 25% aller Schafe erkrankt (9; S.15 und 3; S.15). Es handelt sich um eine Infektionskrankheit, die sowohl vom Mutterschaf auf das Lamm (maternal) als auch innerhalb der Herde weitergegeben wird. Die Ansteckung erfolgt meist beim Geburtsvorgang. Die Plazenta, das Fruchtwasser und die Nachgeburt sind hoch infektiös. In der freien Natur fressen die Schafe die Nachgeburt und die Plazentareste, die auf der Wiese liegen bleiben. Die Erreger können dort über 3 Jahre lang bestehen. Aber auch kontaminiertes (verseuchtes) Futter kommt als Überträger in Frage (3; S.5). Scrapie verbreitete sich wahrscheinlich deshalb besonders schnell, weil zufällig gehäuft Schafe an TSE erkrankten, sei es sporadisch oder wegen genetischer Defekte. Die Ansteckung der Artgenossen erfolgte rasch, zumal die Krankheit an viele Schafe weitergegeben wurde. Transmissible Mink Encephalopathy (TME) Der Ursprung und der Übertragungsweg der Enzephalopathie bei Nerzen ist ungewiss. Sie trat zum ersten Mal 1947 in den USA auf. Chronic Wasting Disease (CWD) bei Hirschen Diese Art von spongiformer Enzephalopathie wurde erstmals 1967 bei Maultierhirschen, die in Colorado und Wyoming (USA) gehalten wurden, beschrieben. Der Ursprung des CWD ist umstritten. Exotic Ungulate Encephalopathy 1988 und 1990 wurde TSE bei Wildwiederkäuern, die in englischen Zoos lebten, beobachtet. Die Enzephalopathie der exotischen Huftiere trat vor allem bei Antilopen auf. Feline Spongiform Encephalopathy (FSE) FSE tritt bei Katzen seit 1990 auf. In England wurden bisher über 80 Fälle gezählt. Die erste Katze außerhalb Großbritanniens erkrankte 1995 in Norwegen. Auch Wildkatzen in Zoos (Geparden, Pumas, Ozelote, Tiger) fielen FSE zum Opfer. Spongiforme Enzephalopathie beim Strauß In einem deutschen Zoo entwickelte ein Strauß 1986 TSE (3; S.13).

bei Menschen

Kuru 1920 wurde Kuru bei Angehörigen der Fore-Stämme in Papua-Neuguinea entdeckt. Wie lange diese tödliche Erkrankung schon existiert, ist unbekannt, da der Fore-Stamm bis in die 20er Jahre keinen Kontakt zur Außenwelt hatte (9; S.50).

Das auffälligste Symptom der Krankheit wird durch den Namen "Kuru" selbst beschrieben. Das Wort bedeutet in der Sprache der Eingeborenen "Zittern und Beben" (8; S.14). Bezeichnungen wie "Negi Nagi" (alberne Person) oder "laughing death" veranschaulichen die typischen Verhaltensänderungen. Die Krankheit verbreitete sich bei diesem Stamm durch den rituellen Kannibalismus. Bei Bestattungszeremonien rieben sich vor allem Frauen und Kinder mit den Gehirnen der Verstorbenen ein und aßen Leichenteile. Die Übertragung erfolgt oral, vermutlich aber auch, indem der Erreger über die Augen und kleine Hautverletzungen in den Körper gelangt. Entstanden sein dürfte Kuru durch den Verzehr von Organen eines Menschen, der an einer spontanen Form von TSE litt. Seitdem Kannibalismus verboten ist, traten Fälle von Kuru, die seit dem Bekanntwerden dieser Krankheit ungefähr 25.000 Tote gefordert haben, nur noch aufgrund der langen Inkubationszeit von 4 - 20 Jahren auf (3; S.27 und 9; S.50). Die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJK oder CJD) Die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit wurde erstmals 1921 beschrieben. Sie tritt weltweit nur vereinzelt auf, sporadische Erkrankungen liegen bei 0,4 bis einem Fall pro einer Million Einwohner und pro Jahr (9; S.46). CJK kann auch familiär bedingt sein. Mutationen am PrP-Gen werden autosomal dominant vererbt. Die Betroffenen erkranken meist zwischen dem 50. und 60. Lebensjahr und sterben innerhalb eines Jahres (3; S.22, 23). Die Übertragung der CJK von Mensch zu Mensch erfolgt im allgemeinen nur auf genetischem Wege. Es wurden allerdings auch Fälle bekannt, in denen Personen nach ärztlichen Eingriffen (Behandlung mit Wachstumshormonen, Hornhauttransplan-tationen, Verwendung kontaminierter neurochirurgischer Instrumente) diese Krankheit entwickelten. Die Inkubationszeit der durch solche ärztlichen Maßnahmen (iatrogen) hervorgerufenen Erkrankungen betrug durchschnittlich zwölf Jahre (9; S.47). Das Krankheitsbild der CJK wird bestimmt von Sprachstörungen, Demenz, Ataxie und Myoklonie.

  Das Gerstmann-Sträußler-Scheinler-Syndrom (GSS) Diese Variante von TSE wurde erstmalig 1936 in einer österreichischen Familie als autosomal-dominante Erbkrankheit beschrieben. Auch hier kommt es durch Mutationen des Prionprotein-Gens zu Störungen des Zentralnervensystems. GSS tritt etwa zehn mal seltener auf als CJK (8; S.14), unter 100 Millionen Menschen erkranken ein bis zehn Menschen innerhalb eines Jahres daran. Fatale Familiäre Insomnie (FFI) Noch seltener als CJK und GSS ist bisher FFI beobachtet worden. Die autosomal-dominant vererbbare Prionenerkrankung wurde 1981 entdeckt und trat nur bei 9 Familien in Erscheinung. Im Gegensatz zu anderen Formen von TSE ist FFI durch fortschreitende Schlafprobleme, Halluzinationen, auffällige Störungen des vegetativen Nervensystems mit Schwitzen, Bluthochdruck, erhöhtem Puls und kriminellen Fehlsteuerungen gekennzeichnet. Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (vCJK) Seit 1994 werden CJK-Erkrankungen beobachtet, die sowohl im klinischen Verlauf als auch im neuropathologischen Bild von klassischen CJK-Fällen abweichen: Sie treten vorwiegend bei jungen Patienten auf. Das Durchschnittsalter beträgt 28 Jahre, eine Altersgruppe, in der die bisher bekannte Form von CJK äußerst selten ist (9; S.61). Während bei der klassischen CJK Bewegungsstörungen im Vordergrund stehen, sind es bei der neuen Variante der CJK überwiegend Verhaltensstörungen. In der Frühphase zeigen die Patienten psychiatrische Symptome, zum Beispiel Depressionen. Sie klagen über Schmerzen in den Gliedmaßen und im Gesicht. Im weiteren Verlauf der Krankheit entwickeln sich zunehmend neurologische Merkmale wie Ataxie und Ausführung ungewollter Bewegungen. Bis zum Tod vergehen etwa 7 bis 23 Monate (9; S.60, 61). Andere neurodegenerative Krankheiten, die ein ähnliches Krankheitsbild aufweisen (z.B. die Alzheimer-Krankheit), sind nicht übertragbar. Sie werden daher "atypical prion disease" genannt.

2. Theorien über die Entstehung von BSE

Für BSE sowie für alle weiteren TSE-Erkrankungen ist kennzeichnend, dass ein körpereigenes Protein in denaturierter Form vorliegt, nicht abgebaut wird und sich als Amyloid im zentralen Nervensystem ansammelt. Es kommt zur Degeneration von Nervenzellen und zu einer schwammartigen Auflockerung des Gehirns. Allerdings ist die Natur des Erregers, der diese Infektionskrankheit auslöst, bis heute unklar und wissenschaftlich umstritten. Sicher ist, dass das Prionenprotein an der Entstehung des Krankheitsbildes beteiligt ist. Inwieweit es aber bei der Übertragung mitwirkt, ist ungeklärt (3; S.70). Zur Untersuchung von TSE wird bevorzugt mit dem Scrapie-Erreger gearbeitet. Als Versuchstiere dienen Mäuse und Hamster. Derzeit gibt es drei mögliche Theorien zur Erklärung der Erkrankung und ihres Verlaufes (9; S.73).

1. Die Prionen-Theorie

1. Das Prinzip

Der amerikanische Wissenschaftler Stanley Prusiner stellte eine revolutionäre These auf, die aber noch nicht vollständig bewiesen ist: Die Erreger und damit Überträger der spongiformen Enzephalopathien sollen ausschließlich infektiöse Eiweißmoleküle, also Prionen sein, ohne eigene Erbsubstanz. Diese sogenannte "prion-only-theory" wird sogar von Prusiner selbst als "ketzerisch" (17; S.134) bezeichnet, da sie entgegen aller bisherigen biologischen Kenntnisse besagt, dass sich der Erreger als solcher vermehren kann, obwohl er keine unabhängige DNA oder DNS besitzt. Das krankhafte Protein soll ein gesundes, natürlich vorkommendes Protein zur Umfaltung bringen und so seine Infektiösität bewirken. Die Gefährlichkeit besteht in der abnormalen Konformation des Proteins.

2. Die Entstehung der Prionen-Theorie

Zuerst stellten Prusiner und seine Kollegen fest, "dass die Erreger der Scrapie (und damit vermutlich auch jene der verwandten Erkrankungen) keine Nukleinsäure - weder DNA noch RNA - enthalten und hauptsächlich, wenn nicht sogar ausschließlich, aus Protein bestehen" (16 c; S.48). Dies wurde aus folgenden Versuchen geschlossen:

• Der aufgereinigte Erreger ist gegenüber Säuren und Laugen, sowie gegenüber ionisierender und ultravioletter Strahlung überaus resistent. Wellenlängen, bei denen nach bisherigen Erkenntnissen Nukleinsäure inaktiviert wird, rufen keinen Schaden an dem Scrapie-Erreger hervor.
• Nukleasen (Enzyme, die spezifisch Erbsubstanz vieler Bakterien und Viren zerlegen können) vermögen nicht, den Erreger zu zerstören.
• Proteasen (proteinabbauende Enzyme) lassen den Erreger nur unvollständig intakt.
• Die Infektiösität kann durch Behandlung mit Chemikalien, die hydrolysierend oder modifizierend auf Proteine wirken, vermindert werden.

(3; S.65) Die Tatsache, dass der Erreger zwar nicht durch Verfahren, die spezifisch Nukleinsäure zerstören, inaktiviert werden, durch proteinzerstörende Techniken jedoch geschädigt werden kann, war für Prusiner ein grundlegender Hinweis: Der Erreger ist reines Eiweiß, das seine Bauanweisung nicht mit sich trägt. Er nannte ihn "Prion". Nun suchte man nach der Bauanleitung dieses Prions. Die Primärstruktur eines jeden Eiweißpartikels wird durch Nukleinsäuren kodiert und kann sich so vermehren. Da die Aminosäuresequenz des Prions bekannt war, ließ sich auf die kodierende Nukleinsäuresequenz schließen. Man fand sie nicht in den Prionen selbst, sondern auf den Chromosomen der Versuchstiere (16 c; S.47). Das betreffende Gen enthält die Information zur Herstellung eines bestimmten Proteins, das jeder Organismus unabhängig von der Erkrankung in sich trägt. Das Protein weist zwar dieselbe Aminosäuresequenz auf wie das natürliche Protein, hat aber eine veränderte räumliche Strukur (Tertiärstruktur). Außerdem ist es im Gegensatz zu dem gesunden Protein relativ widerstandsfähig und stabil. Es lässt sich nicht vollständig durch Protease abbauen. Das Prionenprotein, das jetzt mit PrP^SC (Scrapie-assoziiertes Prionenprotein) bezeichnet wurde, kann durch kleinste Veränderungen des kodierenden Genes seine charakteristische Konformation und Stabilität erhalten. Doch nun stellte sich die Frage, warum es möglich war, genetisch bedingte Enzephalo-pathien experimentell auf gesunde Lebewesen zu übertragen, wie sich also eine geringe Anzahl an krankmachenden Proteinen PrP^SC im Körper vermehren kann, wenn keine eigene, unabhängige Bauanleitung dafür vorhanden ist. Außerdem war bekannt, dass PrP^C (zellulär, d.h. das gesunde Protein, wie es der Körper herstellt) und PrP^SC oft exakt dieselbe Aminosäuresequenz aufweisen. Eine Mutation der PrP-Gens ist dem-nach nicht unbedingt erforderlich zur Vermehrung von PrP^SC im Körper (16 c; S.47). Das vorläufige Fazit Prusiners lautete: "Da die Ansteckungsmöglichkeit in Beziehung zur Anwesenheit von PrP^SC (...) steht, scheint es, dass ein Faktor, der die Umwandlung von PrP^C zu PrP^SC anregt, die Anwesenheit von einigen PrP^SC ist. Folglich kann eine Infizierung mit PrP^SC von außen die Krankheit auslösen" (17; S.136). Prusiner vermutete, dass die umgeformten Proteine mit den zellulären Proteinen in Kontakt treten und sie in einem so gebildeten Komplex auf unbekannte Weise ebenfalls in die krankhafte Form überführen. Dieses neugeformte Protein geht wiederum Wechselwirkungen mit weiteren PrP^SC ein. Es kommt zu einer Kettenreaktion, wobei so viele PrP^SC gebildet werden, dass sie für den Organismus schädlich sind (siehe Abb. 3). Dieser Umwandlungsprozess stellt den Fortpflanzungsvorgang der Prionen dar. Im Gegensatz zu den Viren und Bakterien geht er nur auf Proteinebene einher. Er findet sowohl ohne Verdopplung als auch ohne jegliche Beteiligung erregereigenen Erbgutes statt. Die Information liegt praktisch in der Struktur des Proteins.

Abb. 3: Beeinflussung des PrP^C durch PrP^SC und die darauffolgende Kettenreaktion

Die irreversible Konformationsänderung hat zur Folge, dass das Eiweiß (jetzt "Prion") nicht mehr wie die Normalform abgebaut werden kann. Das Prion wird im Gehirn abgelagert, was zur Ansammlung von Plaques führt. Es kommt zu keiner Immunantwort des Körpers. Der Erreger wird nicht als fremd angesehen und demnach nicht eliminiert. Prionen werden aufgrund dieser Besonderheiten als "unkonventionelle Erreger" bezeichnet. Sie rufen allein aufgrund Abweichungen von der normalen Proteinform eine relativ neuartige Klasse von Infektionskrankheiten hervor. Mit dieser Theorie ist das Zustandekommen aller Arten von TSE erklärbar:

1. Durch Mutation des PrP-Genes hervorgerufene Prionenerkrankungen entwickeln sich, da ein Protein mit veränderter Aminosäuresequenz eher als ein Normalprotein die Tendenz hat, zufällig in die pathogene Form umzuspringen. Die Anfälligkeit der von der Genmutation betroffenen Menschen und das nicht allzu junge Alter der Patienten ergibt sich daraus, dass die Entstehung des ersten PrP^SC zwar durch die Genmutation wahrscheinlicher wird, meist aber einige Zeit vergeht, bis dies tatsächlich geschieht. Bis sich dann soviel PrP^SC angereichert hat, um das Gehirn zu schädigen, vergeht wiederum viel Zeit.
2. Bei Patienten hingegen, die keine Mutation am PrP-Gen aufweisen, entstand die Prionenerkrankung sporadisch. Hier ist entweder das Erbgut mindestens einer Zelle durch äußere Einflüsse geschädigt worden oder das sehr unwahrscheinliche Ereignis eingetreten, dass völlig gesundes zelluläres PrP von selbst in die PrP^SC-Form umgesprungen ist. Der Umwandlungsprozess wurde damit in Gang gesetzt.
3. Gelangt PrP^SC eines prionenkranken Lebewesens in den Körper eines gesunden Lebewesens, wird das PrP^C des Empfängers durch das PrP^SC des Überträgers in die pathogene Form umgewandelt. Nun kann die autokatalytische Kettenreaktion beginnen.

(3; S.66, 67) Um zu zeigen, dass neben PrP^SC auch PrP^C zur Ausbreitung von PrP^SC nötig ist, stellte Prusiner folgendes Experiment an: Er impfte Mäuse, deren PrP-Gen inaktiviert worden war (sogenannte "knocked-out-Mäuse"), die also kein PrP^C produzierten, mit PrP^SC. Tatsächlich entwickelte keine dieser Mäuse TSE (17; S.139). Ein weiterer Versuch zeigte die Abhängigkeit der Inkubationszeit zur PrP^C-Menge: Mäuse, die nur eine Kopie des PrP-Gens in sich trugen, wurden mit PrP^SC geimpft. Sie zeigten nach längerer Zeit Symptome von TSE als solche Mäuse, die zwei Kopien des PrP-Gens hatten (17; S.139). Steht also die Hälfte an PrP^C zur Umwandlung zur Verfügung, wird insgesamt weniger PrP^C von weniger PrP^SC beeinflusst.

1. Das Prionenprotein

Funktion und Auftreten

Das PrP-Gen weist über Artgrenzen hinweg kaum Unterschiede auf. Die Funktion des PrP^C ist jedoch unbekannt. Bei PrP-knocked-out-Mäusen wurden meist keine Auffälligkeiten in Entwicklung, Verhalten oder Immunität beobachtet. Einige Studien belegen zwar, dass es bei solchen Mäusen lediglich Auswirkungen auf die Schlafregulation gegeben hätte (3; S.108). Das PrP^C scheint aber nicht essentiell für Lebewesen zu sein, obwohl es in jedem Säugerorganismus hergestellt wird und im Laufe der Evolutionsvorgänge nicht als unnötig ausgemerzt wurde. Eigenschaften PrP^C besitzt dasselbe Molekulargewicht wie PrP^SC, weist aber andere physikalische Eigenschaften auf, die auf der jeweils unterschiedlichen Konformation beruhen: PrP^C ist durch Behandlung mit Detergentien löslich und wird durch das Enzym Protease K vollständig zerlegt. Im Körper wird es sehr rasch abgebaut. Die Isoform PrP^SC hingegen aggregiert zu Amyloid-Plaques und ist unlöslich. Wird es mit Protease K verdaut, bleibt ein Protease-resistentes Kernstück des Proteins übrig, das aufgrund seines Molekulargewichts mit PrP27-30^SC bezeichnet wird. PrP^SC weist eine weitaus höhere Stabilität als PrP^C auf. Die Aminosäurekette des PrP^C wird im endoplasmatischen Reticulum synthetisiert (Proteinbiosynthese) und durchläuft anschließend mehrere Modifikationen. Unter anderem werden verschiedene Zuckermoleküle angehängt (Glykosylierung). Das Eiweißmolekül wird in der Zellmembran verankert. Ein Teil des Proteins, das sich außerhalb der Zellmembran befindet, wird abgetrennt. Nun ist das gereifte PrP^C an die Zellmembran gebunden. Wenn sich jetzt das PrP^C zu PrP^SC umlagert, kann es nicht mehr restlos durch Protease K abgebaut werden, sondern bleibt bis auf das Restprotein PrP27-30^SC bestehen. Der Umwandlungsvorgang von PrP^C zu PrP^SC findet wahrscheinlich im Zellinneren statt, da außerhalb der Zelle kein PrP^SC zu finden ist.

Struktur

Um sich einer Theorie anzunähern, wie ein pathogenes PrP^SC den Konformations-wechsel des PrP^C zu PrP^SC katalysieren kann (17; S.137), stellte man genaue Untersuchungen bezüglich der Unterschiede der räumlichen Faltung zwischen PrP^C und PrP^SC an. Die Tertiärstruktur eines Proteins ist über die lineare Abfolge der Aminosäuren ebenfalls in den Genen angelegt. Sie entsteht aufgrund von Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Aminosäuremolekülen. 42% der Aminosäurekette des PrP^C ist zu einer Alpha-Helix (Schraube) gewunden, nur 3% zu Beta-Faltblättern (parallele Aneinanderlagerung von Teilen der Aminosäurekette). PrP^SC besitzt nur zu 30% die Alpha-Helix-Struktur, aber zu 43% Beta-Faltblatt-Struktur.   Es ist zwar noch nicht gelungen, genauere Angaben über den Aufbau der Isoforme zu erhalten (3; S.82), aber dieses Ergebnis weist darauf hin, daß die Beta-Faltblätter für die Infektiösität verantwortlich sind (9; S.85).

Es wurden vielerlei Modelle entwickelt, um sich das Schlüsselereignis, die auto-katalytische Replizierung (Nachbildung), vorzustellen. Byron Caughey, David Kocisko in Boston und ihren Kollegen ist es gelungen, in einem zellfreien System die Umwandlung in PrP^SC mit Hilfe radioaktiver Markierung herbeizuführen. Doch dieses Experiment bewies nicht überzeugend, dass die wachsende Anzahl der PrP^SC nur durch chemische Reaktionen entstand und es keines Einflusses von Mikroorganismen bedarf; die Forscher konnten nicht feststellen, ob die entstandenen Prionen infektiös wirkten, da sie zu stark radioaktiv waren (17; S.143, 144). Viele Wissenschaftler sind zu dem Ergebnis gekommen, dass zur Replizierung von Eiweiß die Anwesenheit eines "Faktor X" notwendig sei. Werden PrP^C und PrP^SC bestimmte Chemikalien zugefügt, kann in vitro die Bildung von Protease-resistenten Prionen beobachtet werden. Allerdings ist hier die Menge an neuentstandenen Prionen zu gering, um die Infektiösität prüfen zu können. Doch ein Co-Faktor, der in den Chemikalien enthalten ist, konnte die Reaktion von PrP^C zu PrP^SC beeinflussen. In diesem Zusammenhang wird die Rolle der Chaperone, die die Ausbildung der räumlichen Struktur durch Faltung von Polypeptiden beschleunigen, diskutiert. Chaperone könnten theoretisch PrP^C in eine Zwischenstufe bringen, aus der es dann leicht in die pathogene Form übergehen könnte (9; S.88).

Die Virus-Theorie

Bei Viren handelt es sich um infektiöse Partikel, die aus DNS und einer Eiweißhülle bestehen. Viren vermehren sich nicht wie Bakterien durch Zellverdopplung, sondern sie lassen sich vermehren. Sie schleusen (injizieren) die nackte DNS in eine Wirtszelle, wodurch das Programm der Zelle ausgetauscht wird und die Zelle gezwungen ist, Viren zu produzieren. Eine virale Infektion kann durch unterschiedliche Erregerstämme entstehen. Dies ist auf kleinste Verschiedenheiten des Erbgutes zurückzuführen, die jeweils unterschiedliche Symptome hervorrufen. Die Verfechter der Hypothese, dass BSE und ihre verwandten Krankheiten durch bisher unentdeckte Viren hervorgerufen werden, stützen sich vor allem auf die Tatsache, dass verschiedene Erregerstämme existieren. Allein bei Mäusen konnten ungefähr 20 unterschiedliche Stämme TSE auslösen (9; S.77). Dies ist nur schwer mit der "prion-only-theory" zu erklären. Weitere Argumente sind, dass der Erreger die Größe eines klassischen Virus besitzt und über den Magen-Darm-Trakt und die Nervenbahnen in das Zentralnervensystem gelangen kann (3; S.76). Einige Forscher glauben zwar, virales Erbmaterial isoliert zu haben, andere halten diese Funde für unvollständig abgebaute Bestandteile der Zellen. Das Argument, dass keine erregerspezifische Nukleinsäure vorhanden sein kann, weil sich der Erreger durch die oben beschriebenen Behandlungen nicht inaktivieren lässt, wird mit folgender Erklärung widerlegt: Die viralen Komponenten seien schwer zu identifizieren, da sie in den hohen Anteil des PrP^SC eingebettet seien. Die Resistenz der wahrscheinlich ungewöhnlich kleinen Nukleinsäuren gegenüber Nukleasen, Hitze und energiereicher Strahlung ließe sich durch den Schutz, den das Amyloid bietet, erklären. Da hier nur mit Negativbeweisen argumentiert wird, gibt es keine direkten Belege für die These, dass der Krankheitsauslöser der TSE ein "slow virus" ist, der dem Wirt erst nach längerer Zeit gefährlich wird. Außerdem reagiert der Körper nicht mit einer Immunantwort, was gewöhnlich bei einer Virusinfektion geschieht. Doch die Theorie des deutschen Forschers Heino Diringer liefert eine plausible Beschreibung, wie Viren BSE verursachen könnten: Das auf der äußeren Zellmembran verankerte PrP^C stellt für das Virus einen Rezeptor dar. Es kommt zu Wechselwirkungen zwischen dem PrP^C und dem Virus, so dass die Rezeptorproteine zur Aggregation veranlasst werden und sich die krankhafte Form ausbildet. Währenddessen vermehren sich die Viren mit Hilfe der Wirtszelle. Dadurch und durch die Verklumpung der Proteine sterben die Nervenzellen ab. (siehe Abb. 6) Infolge der ansteigenden Anzahl der Viren und damit der Amyloidablagerungen sowie der zerstörten Neuronen entwickelt sich das für TSE charakteristische Krankheitsbild (6; S.53).

Abb.6: Schematische Darstellung der Vermehrung der Viren mit Hilfe des gesunden Proteins und den Nervenzellen (Das PrP-Gen wird hier mit "sinc-Gen" bezeichnet)

1. Die Virino-Theorie

Viroide bestehen nur aus einem kurzen Stück RNS und sind die bisher kleinsten bekannten Erreger von Infektionskrankheiten (5; S.53). Allen Dickinson aus Edinburgh stellte das Konzept auf, dass es nun ähnliche infektiöse Nukleinsäuren gibt, die aber nicht wie die Viroide nackt bleiben, sondern als Schutz die Amyloide verwenden. Sie werden Virino genannt. Das Erbgut wird lediglich vermehrt. Es bringt keine Aminosäureketten hervor. Die Hülle dafür wird von den PrP-Genen des Wirtes produziert. Im Gegensatz zum Virino bestimmt ein Virus seine Eiweißhülle selber durch eigenes Erbgut. Die Ausbreitung der Krankheit ist aber sowohl bei der Virus-Theorie als auch bei der Virino-Theorie an eine unabhängige, erregereigene Nukleinsäure gebunden (6; S.53). Jede dieser Theorien besagt, dass eine Voraussetzung für die Erkrankung an BSE das Vorhandensein eines bestimmten Eiweißmoleküls (PrP^C) ist. Unterschiede bestehen in der Vermutung, wie der Erreger beschaffen ist und auf welche Weise er die Umwandlung des PrP^C hervorruft. Allerdings ist sowohl bei der Prionen- als auch bei der Virus- und Virino-Theorie die Möglichkeit einer Übertragung von TSE vorstellbar.

Übertragbarkeit und Infektionswege

Um zu erkennen, woher BSE plötzlich kam und wie eine weitere Ausbreitung zu verhindern ist, wurde und wird intensiv geforscht, inwieweit es übertragbar ist und welche Gefahren sich für die Menschen hinter der neuen Krankheit BSE verbergen.

Allgemeine Erkenntnisse

Grundsätzlich sind alle Formen von TSE experimentell auf verschiedene Tiere übertragbar. Eine Ansteckung wird künstlich auf intrazerebralem Weg herbeigeführt: Man spritzt mit PrP^SC infiziertes Hirnextrakt eines erkrankten Tieres direkt in die Gehirne der Versuchstiere und beobachtet, ob sie die Symptome entwickeln. Führt man einem Lebewesen auf oralem Weg, also durch Verfütterung, infektiöses Hirn zu, kommt es erst nach längerer Zeit zum Ausbruch von TSE, oder die Krankheit bleibt ganz aus. Die Länge der Inkubationszeit ist zudem abhängig von dem Grad der Ähnlichkeit zwischen dem Gast- und dem Empfänger-PrP. Es existiert somit eine Speziesbarriere, da PrP^SC einer bestimmten Tierart (z.B. Hamster) oft zunächst eine geringe Wirksamkeit bei einer anderen Tierart (z.B. Maus) besitzt. Dies macht sich in einer längeren Inkubationsdauer bemerkbar (17; S.138). Der Erreger benötigt Zeit, um sich dem Wirtsprotein anzupassen. Folgende Versuchsreihe soll die jeweilige Empfindlichkeit gegenüber dem TSE-Erreger verdeutlichen:  

Abb. 7: Wird eine genetisch normale Maus mit PrP^SC von Hamster-adaptierter Scrapie (Hamsterform von BSE) intrazerebral beimpft, entwickelt die Maus erst nach langer Zeit die typischen Symptome. Sie produziert Maus-PrP^SC. Injiziert man Maus-PrP^SC in eine genetisch normale Maus, zeigt diese schon bald äußere Anzeichen von TSE und produziert ebenfalls Maus-PrP^SC. Die Unterschiede in den Inkubationszeiten sind ein Maß für die Höhe der Artenschranke. Beimpft man eine transgene Maus, die viele Kopien des Hamster-PrP-Gens in sich trägt und deshalb sowohl Hamster- als auch Maus-PrP^C herstellt, mit Hamster-PrP^SC, ist die Artengrenze im Wesentlichen aufgehoben. Das Versuchstier erkrankt nach sehr kurzer Zeit und produziert Hamster-PrP^SC. Erhält eine gleiche transgene Maus Maus-PrP^SC, entwickelt sie auch die Krankheit und trägt Maus-PrP^SC in sich.

Damit ist bewiesen, dass Hamster-PrP^SC ausschließlich und damit bevorzugt mit dem gleichartigen Hamster-PrP^C (wenn vorhanden) interagiert und Maus-PrP^SC ausschließlich mit Maus-PrP^C (wenn vorhanden). Ist nur Maus-PrP^C vorhanden, passt sich das Hamster-PrP^SC diesem an (17; S.142).

Hinzu kommt, dass die Zeitspanne zwischen Infektion und Ausbruch der Krankheit abhängig ist von der Menge der eingedrungenen Erreger. Zwischen manchen Tierarten ist es dem Erreger nicht möglich, die Artenschranke zu durchbrechen. Eine experimentelle Infektion - sowohl intrazerebral als auch oral - kann nicht herbeigeführt werden. Der TSE-Erreger ist nicht in der Lage, sich dem Gast anzupassen.

1. Infektionswege beim Rind

Um die plötzliche Entstehung und Ausbreitung des infektiösen Eiweißes im Rind zu erklären, untersuchte man zuerst, ob ein kausaler Zusammenhang zwischen der schon lange bekannten und natürlich vorkommenden TSE-Erkrankung Scrapie bei Schafen und der neu entdeckten Krankheit BSE bei Rindern besteht. Man vermutete, dass sich die Rinder an Scrapie-infiziertem Tiermehl angesteckt haben. Tiermehl ist ein gängiges Futter für Schlachtvieh, Milchkühe, Geflügel und Zuchtfische. Es besteht aus Soja, Fischmehl oder auch Fleisch- und Knochenmehl und ist wegen des hohen Eiweißgehalts als Kraftfutter geeignet. Darin sind sämtliche Schlachtabfälle und Kadaver kranker Tiere verarbeitet. Erregerhaltige Körperteile von Scrapie-infizierten Schafen konnten also durchaus in die Nahrungskette der Rinder gelangen. Aber warum erkrankten gerade erst seit 1980 Rinder an der Scrapie-ähnlichen Krankheit? Konnte die Artenschranke zwischen Schaf und Rind vorher nicht durchbrochen werden? Eine Antwort auf diese Frage liefert uns möglicherweise die Tatsache, dass sich die Anzahl der Schafe in Britannien in den späten 70er und den frühen 80er Jahren erhöht hat. Damit stieg auch die Anzahl der Scrapie-Fälle und die Menge an Schafskadavern, die zu Tiermehl verarbeitet wurden. Hinzu kam, dass viele Tiermehlhersteller in Britannien Ende 1970 ihre Aufarbeitungsmethode geändert haben: Sie behandelten die Tierkörperreste jetzt nicht mehr nach Methoden, die den Scrapie-Erreger inaktivieren (Temperatur: 133° C, Druck: 3 bar, Dauer: 20 Minuten), sondern setzten die Bedingungen herab (15; S.32). Ist der Scrapie-Erreger also fähig, über die Speziesbarriere hinwegzuspringen, käme für das Rind durchaus eine Ansteckung mit Scrapie in Frage. Nun ergibt sich ein Ansteckungskreislauf, wenn mit Scrapie infizierte Rinder als Tiermehl an Artgenossen verfüttert werden. Diese Rinder können mit dem BSE-Erreger, den die mit Scrapie infizierten Rinder produziert haben, äußerst leicht angesteckt werden, zumal hier keine Artenschranke mehr vorliegt. Die Ausbreitung nimmt dann rasch epidemische Maße an, da neben dem Scrapie-infizierten Futter nun auch BSE-infiziertes Tiermehl in die Nahrungskette gelangt. Nach Eleonore Jonas und Petra Lachmann (9; S.101) ist die Ansteckung zwischen Schaf und Rind sowohl durch Gewebe-Injektion als auch durch Nahrungsaufnahme bestätigt. Die Annahme, dass BSE über Scrapie entstanden ist, ist jedoch angeblich inzwischen widerlegt worden (1; S.3). Dafür spricht unter anderem, dass Scrapie-infizierte Schafe nicht an denselben Symptomen leiden wie sie für BSE typisch sind. Der BSE-Erreger hat außerdem ein anderes Wirtsspektrum als Scrapie und gehört nicht dem gleichen Prionenstamm an. Eine weitere Möglichkeit wäre, dass ein Rind, das sporadisch an TSE erkrankt war, zu Futter für seine Artgenossen verarbeitet wurde. Auf diesem Wege gelangte der Erreger in weitere Rinder, die mit TSE infiziert und wiederum verfüttert wurden. Die Krankheit konnte wegen ihrer langen Inkubationszeit lange unentdeckt bleiben, sich aber währenddessen verbreiten. Für die Annahme, dass BSE infolge einer sporadisch entstandenen TSE-Erkrankung ausbrach, spricht die konstante Inkubationsdauer: Da sich in diesem Fall der Erreger keiner neuen Art anpassen muss, verkürzt sich im Laufe der Ausbreitung der Krankheit die Inkubationszeit nicht. Ungeklärt bleibt die Frage, warum in Ländern mit ähnlicher Landwirtschaftsweise wie in Großbritannien BSE längst nicht solche Ausmaße annahm wie dort. Da trotz effektiver Eindämmungsmaßnahmen von seiten der britischen Regierung weitere BSE-Fälle zum Vorschein kamen, wird als Infektionsweg die Ansteckung während des Geburtsvorganges auf das Kalb diskutiert. Doch die maternale Übertragung kann nicht allein für die epidemische Verbreitung von BSE in Großbritannien verantwortlich sein. Sollte sich die Möglichkeit einer Übertragung von der Mutterkuh auf das Kalb bestätigen, bestünde selbst für Rinder, die nicht mit infiziertem Tiermehl in Berührung kamen, ein BSE-Risiko. Weitere in Erwägung zu ziehende Infektionswege sind:

• Milben (3; S.37) oder Stechtiere als Überträger der Erreger

• Organophosphate (Grundstoff für Nervengas), die als Insektizide eingesetzt werden. Sie sollen die Vermehrung von Enzymen fördern (14; S.3).

Fest steht, dass die unnatürliche Verfütterung von Wiederkäuern an Wiederkäuer (Pflanzenfresser) zu dieser unüberschaubaren Verbreitung der Krankheit BSE geführt hat.

Ansteckungswege für den Menschen

Als BSE zum Ausbruch kam und es als eine Form von TSE identifiziert wurde, sah man für die Menschen zunächst kein Risiko, über die Nahrungskette angesteckt zu werden. Man bezog sich auf die Tatsache, dass die altbekannte Scrapie ebenfalls anscheinend keine Gefahr für die Verbraucher darstellte (17; S.37 und 9; S.28). Schaf - Mensch Tatsächlich konnten bis heute keine Verbindungen zwischen einzelnen Fällen von CJK und Konsum von Schafprodukten hergestellt werden. Es wurden niemals gehäufte Fälle von Scrapie-verwandten Krankheiten bei Menschen (z.B. CJK) dort beobachtet, wo vermehrt infizierte Schafe lebten. Jedoch kann nicht ausgeschlossen werden, dass Scrapie zufälligerweise eine ähnliche Krankheit wie CJK ausgelöst hat. Es ist denkbar, dass Scrapie für uns Menschen deshalb eine nicht so große Ansteckungsgefahr birgt, da meist Lammfleisch verzehrt wird. Eine Infektiösität wurde im Fleisch sehr junger Schafe noch nicht entdeckt. Höchst erregerhaltige Körperteile wie Gehirn wurden hauptsächlich für die Tiermehlproduktion verwendet, weniger für die menschliche Nahrungskette (17; S.37). Sollte BSE durch den Scrapie-Erreger hervorgerufen worden sein, könnte er jetzt als BSE-Erreger für den Menschen gefährlich werden. Das Agens könnte sich vielleicht durch die Anpassung an das Rinder-PrP in der Weise verändert haben, dass es dem menschlichen PrP ähnlicher geworden ist und nun die Artengrenze Schaf - Mensch überschreiten kann (17; S.37). Die These wird dadurch gestärkt, dass Mensch und Schaf entwicklungsgeschichtlich entfernter verwandt sind als Rind und Schaf. Allerdings legen Experimente mit Affen nahe, dass der BSE-Erreger für alle Primaten, einschließlich des Menschen, infolge der genetischen Gemeinsamkeiten nicht pathogener ist als das Scrapie-Agens (17; S.37). Untersuchungen an höheren Tieren haben gegenüber Beobachtungen an Nagetieren den Nachteil der langen Inkubationszeit. Sie kann mehrere Jahre betragen.   Rind - Mensch Die Möglichkeit einer Übertragung von BSE auf den Menschen mit der Nahrungsaufnahme kann nicht ausgeschlossen werden. Die Wissenschaft demonstrierte, dass Mäuse, die mit verseuchtem Rindergewebe gefüttert worden waren, TSE entwickelten. Auch die neuartigen Fälle von Feline Spongiform Encephalopathy weisen auf einen oralen Ansteckungsweg hin. Sie könnten durch BSE-haltiges Futter verursacht worden sein. Es gibt zwar gravierende Unterschiede zwischen dem PrP^C des Menschen und dem des Rindes (in mehr als 30 Aminosäuren), doch die Abschnitte der Aminosäurekette, die von der Umwandlung betroffen sind, gleichen sich durchaus (9; S.144). Die Voraussetzung des möglichst hohen Ähnlichkeitsgrades des PrP^C des Rindes und dem des Menschen ist also gegeben. Als die neuartige Krankheit vCJK auftauchte und sowohl symptomatisch als auch örtlich und zeitlich betrachtet eine Folge vom Konsum BSE-infizierter Produkte sein konnte, forschte man intensiv nach möglichen Zusammenhängen.

Abb. 8: vCJK-Fälle in Großbritannien insgesamt (kumulative Häufigkeit) von 1995 bis Oktober 2000

Geht man davon aus, dass die Bevölkerung hauptsächlich Ende der 80er Jahre mit BSE-verseuchten Produkten in Berührung kam und die Inkubationszeit mindestens 5-15 Jahre beträgt, ist man durchaus berechtigt, diese Statistik als eindeutigen Hinweis auf einen Zusammenhang zwischen CJK und BSE zu betrachten.

Eine zeitlich verschobene Proportionalität zwischen der Häufigkeit von BSE- und vCJK-Fällen muss theoretisch vorhanden sein. Sie kann im Vergleich mit der Tabelle gemäß Abb. 1 aufgezeigt werden. (7; S.13)

 

Man führte zahlreiche Untersuchungen durch, um sich einer Antwort auf folgende Frage zu nähern:

1. Gibt es einen Zusammenhang zwischen vCJK und BSE?

Die Aussagen, ob Affen, die mit BSE-infiziertem Futter in Berührung kamen, TSE entwickelten, gehen auseinander: Es gibt Berichte, z.B. in dem englischen Wissenschaftsmagazin "The Lancet", dass eine Übertragung von BSE auf Krallenaffen durch Futter nicht stattgefunden habe (4; S.42). Andererseits gibt es wiederum Beobachtungen, dass Zooaffen, die tierische Nahrung erhalten hatten, ähnliche Symptome und neuropathologische Bilder gezeigt haben wie bei BSE oder CJK (4; S.42).

  Vergleich zwischen dem BSE- und dem CJK-Erreger Collinge und seinen Mitarbeitern war der Nachweis gelungen, dass CJK-Patienten und vCJK-Patienten sehr unterschiedliche Amyloidmuster aufweisen (9; S.116; vgl. auch 2; S.437). Die Variante von CJK ist also wirklich eine neue Form von TSE. Inzwischen wurden viele Studien offengelegt, die eine Übereinstimmung von BSE und vCJK-Erregern in biologischen, biochemischen und pathogenen Eigenschaften gefunden haben. Die Erkenntnis gewannen zum Beispiel Wissenschaftler aus Edinburgh dadurch, dass die Inkubationszeit, die Absterberate und die Pathologie der Gehirnveränderung bei Mäusen, die mit dem BSE-Agens angesteckt worden waren, und Mäusen, die vCJK-Erreger erhalten hatten, identisch waren; solche Übereinstimmungen gab es aber meist nicht zwischen vCJK- bzw. BSE-infizierten Mäusen und Mäusen, die Erreger anderer tierischer oder menschlicher übertragbarer Enzephalopathien in sich trugen (9; S.116, 117). Vergleicht man Mäuse, die mit BSE-Erregern angesteckt wurden, mit solchen, die vCJK-Erreger erhielten, stellt man fest, dass in beiden Fällen Symptome auftreten, die ausschließlich für BSE-kranke Mäuse typisch sind, z.B. Rückwärtslaufen (2; S.438). Die ähnlichen Symptome, die infolge des BSE- und des vCJK-Erregers (vor allem im Gegensatz zu den übrigen TSE-Erregern) entstehen, sind ein Hinweis auf eine große Ähnlichkeit der Erreger selber. Dies deutet darauf hin, dass vCJK in Beziehung zu BSE steht und vielleicht daraus entstand. Es ist für das PrP^SC des Rindes vermutlich möglich, das menschliche PrP^C in die krankmachende Form umzuwandeln und so die Artenschranke zu überspringen. Die Parallelen in den klinischen Bildern untermauern diesen Befund. Versuche mit transgenen Mäusen 1997 arbeitete die Gruppe um Hill mit Mäusen, denen das eigene mausspezifische PrP-Gen entfernt worden war und die dafür das menschliche PrP-Gen in sich trugen. Nachdem sie diesen transgenen Mäusen den BSE-Erreger übertragen hatten, entwickelten die Tiere TSE (9; S.117). Der Versuch macht deutlich, dass die genetische Voraussetzung, sich mit BSE anzustecken, beim Menschen vorhanden ist. Mancher Versuch (wie zum Beispiel der von John Collinge im Jahre 1995), bei diesen transgenen Mäusen menschliche BSE auszulösen, schlug fehl. Der Grund dafür wurde bald erkannt: Collinge hatte Mäuse benutzt, deren PrP-Gen an Position 129 für die Aminosäure Valin kodierte (4; S.40). Dieser Zusammenhang ist ein Indiz dafür, dass Lebewesen, die an Position 129 des PrP-Genes homozygot für Valin sind, und solche, die heterozygot sind (ein Allel kodiert für Valin, das andere für Methionin), relativ resistent gegenüber BSE sein könnten. Der Aspekt, dass Methionin eine große Rolle für die Empfindlichkeit gegenüber BSE spielt, gewinnt an Bedeutung, wenn man die Genotypen der Rinder und der vCJK-Patienten betrachtet: Das Erbgut vieler Rinder weist auf dem PrP-Gen an Stelle 129 die Information für Methionin auf (4; S.40). Alle untersuchten vCJK-Patienten besaßen am Codon 129 des PrP-Genes eine Homozygotie für Methionin (2; S.438 und 9; S.62). Somit ist es sehr wahrscheinlich, dass dieser genetische Faktor Einfluss auf eine mögliche Übertragung von BSE auf den Menschen nimmt. Man geht jedoch nicht von einer völligen Resistenz gegenüber dem Erreger aus. Ob vCJK von BSE verursacht wurde, ist immer noch Gegenstand der Forschung. Die Ergebnisse lassen jedoch einen Zusammenhang immer wahrscheinlicher werden (9; S.35).

2. Übertragungswege vom Rind auf den Menschen

Passagen

Es ist möglich, dass der Mensch für den BSE-Erreger als solchen nicht anfällig ist, aber für BSE-Erreger, die sich in einer dritten Spezies (sogenannte Passagen) (3; S.40) so verändert haben, dass sie sich nun einem Menschen anpassen können. Passagen könnten beispielsweise Schweine, Geflügel oder Zuchtfische sein, die BSE-infiziertes Futter bekommen. Es ist zwar noch umstritten, ob diese Tiere infizierbar sind. Eine Seuche unter ihnen würde aber nicht ohne weiteres zum Vorschein kommen, da die Lebenszeit dieser Tiere kürzer ist als die Inkubationszeit. Wenn andere Schlachttiere als Rinder nicht für BSE anfällig wären, könnten sie nach der Fütterung mit infiziertem Tiermehl den BSE-Erreger in sich tragen, ohne zu erkranken. Trotzdem kann er beim Verzehr dieser Tiere an den Menschen weitergegeben werden (18; S.1). Rinderprodukte als Nahrungsmittel Der BSE-Erreger kann durch den Verzehr von Nahrungsmitteln, die von einem BSE-infizierten Rind stammen, in den menschlichen Körper gelangen. Über das Blut oder die Lymphe wandert er in die Milz oder die Lymphknoten und vermehrt sich dort. Nach Jahren oder Jahrzehnten kommt er über das Nervensystem ins Gehirn und zerstört die Nervenzellen. Rinderhirn, die Netzhaut des Rinderauges und das Rückenmark gelten als hoch infektiös. Eine mittlere Erregermenge weisen unter anderem die Milz, die Lymphknoten, die Mandeln, einige innere Organe, die Plazenta und die Hypophyse auf (9; S.107, 108). Zu den nichtinfektiösen Organen, Geweben und Körperflüssigkeiten zählen zum Beispiel Niere, Fettgewebe, Knochen, Blut und Muskeln. Auch Milch gilt als sicher. Verbraucherorganisationen weisen darauf hin, dass alle Versuche, BSE durch Milch zu übertragen, negativ verliefen (9; S.105). Der BSE-Erreger kann nicht durch Hitze, wie sie beim Kochen, Braten oder Homogenisieren entsteht, unschädlich gemacht werden. Kosmetika Werden BSE-verseuchte Rohstoffe zur Herstellung von Kosmetika verwendet, können sie bei der Anwendung der Produkte durch kleine Verletzungen, aber auch über die Augen und die Schleimhäute in den Körper gelangen und eine Infektion auslösen. Arzneimittel Pharmazeutische Produkte enthalten manchmal Rindermaterialien. Allerdings unterliegen sie besonders hohen Sicherheitsanforderungen. Düngemittel Dünger, der wie in Großbritannien bis Anfang der 90er Jahre aus hochinfektiösen Innereien von BSE-Rindern hergestellt wurde, stellt eine uneinschätzbare Gefahr für Menschen dar. Der Erreger kann über Jahre hinweg extreme Hitze und Kälte überstehen. Transfusionen Die Möglichkeit einer Übertragung der menschlichen Variante von BSE durch Blut- und Organtransfusionen gilt als wahrscheinlich (9; S.105).

Maßnahmen zum Schutz der Verbraucher

Weil eine orale Übertragung von BSE auf den Menschen nach wissenschaftlicher Meinung in Betracht gezogen werden muss, richtete der Staat spezielle Schutzvorkehrungen ein. Durch diese soll das Risiko einer Ansteckung mit BSE ausgeschlossen oder vermindert werden.

Erhöhung der Sicherheitsstandards

Der Industrieverband Körperpflege und Waschmittel wie auch die deutschen Behörden für Arzneimittel empfahlen den Industrien seit Anfang der 90er Jahre, nur Ausgangsmaterialien von Tieren zu verwenden, die aus BSE-freien Ländern stammen.

Die Produktion von Nahrungsmitteln aus tierischen Rohstoffen unterliegt Qualitätskriterien, die sicherstellen sollen, dass alle eventuellen Erreger abgetötet werden (9; S.110, 111). Seit 1. April 1997 gilt für alle EU-Mitgliedstaaten die Vorschrift, das Rohmaterial für Tiermehlproduktion entsprechend zu behandeln (9; S.128, 129).

Beseitigung der Risikofaktoren

Zwischen Juni 1988 und Mai 1996 wurden in Großbritannien zahlreiche Gesetze und Verordnungen erlassen, die folgendes forderten:

• komplette Einstellung der Verfütterung von Tierkörpern und Tierkörpermehl an Wiederkäuer
• Tötung und restlose Beseitigung aller BSE-verdächtigen Tiere
• Beseitigung aller hochinfektiösen Körperteile gesunder Schlachttiere: SBO/SBM (specified bovine offals / specified bovine material (3; S.119)).

Als ein Zusammenhang zwischen vCJK und BSE zunehmend wahrscheinlicher wurde und die Verbraucher das Vertrauen in die Sicherheit von Rindfleisch verloren hatten, wurden in Großbritannien folgende zusätzliche Bekämpfungs- und Schutzmaßnahmen getroffen:

• Verbot von Tiermehlverfütterung an alle Wiederkäuer, Schweine und Geflügel
• Fleisch von Rindern, die älter als 30 Monate sind, darf nicht in die menschliche Nahrungskette gebracht werden
• Tötung und Beseitigung aller Rinder, die älter als 30 Monate sind
• verstärkte Kontrollen

(3; S.121)

Doch die Gefahr im Vereinten Königreich ist nicht gebannt. Es treten immer wieder Neuerkrankungen auf. Die Seuche konnte bis heute nicht in dem erwarteten Maße eingedämmt werden (7; S.13).

In Deutschland wurde die Verfütterung von Tiermehl an Rinder Anfang 1994 untersagt. Seit 1. Oktober 2000 sind alle EU-Länder verpflichtet, Risikomaterialien (Hirn, Rücken-mark, Augen, Mandeln, Milz) zu entfernen und unschädlich zu machen. Am 1. Dezember 2000 wurde in Deutschland Verfütterungsverbot von Tiermehl an alle Schlachttiere verhängt .

Exportverbot

Am 27. März 1996 wurde von der EU-Kommission totales Exportverbot für Rinder, Rindfleisch und Rindfleischprodukte aus Großbritannien erlassen (10; S.36, 37). Ende 1999 wurde die Verordnung wieder aufgehoben.

Kennzeichnungspflicht

In Deutschland müssen britisches Frischfleisch und alle Produkte, die Fleisch aus Großbritannien oder Drittländern enthalten, mit dem Zeichen XEL ("exchange eligable", das heißt "zum Handel freigegeben") gekennzeichnet werden. Seit 1. September 2000 muss angegeben werden, in welchem Land das Tier geschlachtet und zerlegt worden ist (12; S.80).

2. Bewertung

Die Ursache der Entstehung von BSE ist, wie oben ausgeführt, in erster Linie die Verfütterung von Tiermehl an Rinder, das sogar teilweise von kranken Tieren stammt. Diese Art der Tierfütterung ermöglicht eine äußerst kostensparende und damit gewinnbringende Fleischproduktion. Dadurch sind landwirtschaftliche Betriebe weitgehend von der eigenen Futterproduktion auf pflanzlicher Grundlage unabhängig geworden und können Massentierhaltung betreiben.

Dieses System führt zu einer maßlosen und überflüssigen Ausweitung der Fleischproduktion. Wiederkäuer, die von Natur aus Pflanzenfresser sind, werden, damit sie schneller wachsen, zu Fleischfressern umfunktioniert. Den Tieren wird vielfach Futter vorgesetzt, das aus Körperteilen ihrer Artgenossen oder gar ihrer eigenen Vorfahren erzeugt wurde. Der Mensch verursacht somit Kannibalismus bei Tieren.

Diese Form der Viehhaltung widerspricht - nicht nur im Hinblick auf das BSE-Risiko - den natürlichen biologischen Gesetzen und den Regeln einer vernünftigen, tiergerechten und zukunftsweisenden Landwirtschaft. Sie erscheint dem Außenstehenden widerwärtig und ist meiner Meinung nach ethisch nicht vertretbar. Der Mensch kann nicht folgenlos die Natur nach seinen Vorstellungen steuern und verändern. Im Fall von BSE hat er durch seinen übertriebenen Eingriff selber eine Krankheit "erschaffen" (12; S.81), die er nicht unter Kontrolle hat.

Die Fehler, die Großbritannien teils aus Unwissenheit, teils aus Gewinnstreben anfangs in der Rinderhaltung, später in der Bekämpfung der BSE-Seuche begangen hat, sind fatal gewesen. Sie können nun aber anderen Ländern Warnung für ein angemessenes Verhalten in Landwirtschaft und Politik sein.

Die aktuellen BSE-Fälle in Deutschland zeigen, dass die Chance zur Vorbeugung nicht genutzt wurde. Erst nach ihrem Auftreten entschloss man sich auch in Deutschland, angemessene Maßnahmen zu ergreifen.

Um so wichtiger ist es, dass jeder Einzelne in der Lage ist, die Gefahr selber einzuschätzen und sich entsprechend zu verhalten.

Anhang

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