Bakterien

Medizinische Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher (Facharzt für Innere Medizin) am 6. März 2016
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Bakterien sind die einfachsten Lebewesen auf unserer Erde. Bakterien (lat.: bacteria oder griech.: bakterion:"Stäbchen") sind einzellige Organismen, die mikroskopisch klein sind und keinen echten Zellkern besitzen. Daher werden Bakterien auch Prokaryoten genannt. Zusammen mit den Archaeen und Eukaryoten können alle Lebewesen zusammengefasst werden. Die durchschnittliche Größe von Bakterien beträgt 0,1 -20 µm.

Inhaltsverzeichnis

Was sind Bakterien?

Bakterien sind einzellige Mikroorganismen, die sich durch einfache Zellteilung fortpflanzen. 1676 wurden erstmals Berichte über Bakterien verfasst, welche von Antoni van Leeuwenhoek in menschlichem Speichel und in Gewässern beobachtet wurden.

Trotz unzähliger entdeckter und beschriebener Arten seit über 300 Jahren, wird davon ausgegangen, dass die Mehrheit mit über 95 Prozent der Bakterienarten unseres Planeten noch nicht bekannt ist.

Der Mensch sieht oft noch in Bakterien nur Krankheit und mangelnde Hygiene, obwohl der Mensch ohne Bakterien, die für sie auch wichtige Schutzmechanismen haben, gar nicht leben könnte.

Eigenschaften

Bakterien können unter verschiedenen Gesichtspunkten geordnet werden. Bezogen auf die Gestalt besitzen Bakterien die drei für sie typischen Formen:

  • kugelförmige Kokken (z.B. Streptokokken),
  • Stäbchenbakterien (wie zum Beispiel das bekannte Darmbakterium Escherichia Coli)
  • schraubenförmige Spirillen (Spirochäten).

Außerdem können Bakterien auch in Bezug auf ihr Wachstum bei unterschiedlichen Temperaturen in drei verschiedene Gruppen unterteilt werden.

  • psychrophile Bakterien (kurz: Psychrophile) sind kälteliebend und vermehren sich am besten bei einer Temperatur von -5 bis +20 °C
  • mesophile Bakterien (kurz: Mesophile), diese haben ihr Temperaturoptimum bei 32 bis 42 °C.
  • thermophile Bakterien (Thermophile) sind wärmeliebend und bevorzugen hohe Temperaturen von 45 – 80 °C

Im Hinblick auf ihre Ernährungsweise lassen sich die Bakterien in zwei Gruppen unterteilen:

  • autotrophe Bakterien: Diese Bakterien beziehen ihre Energie aus dem Sonnenlicht, dass heißt sie können ohne organische Fremdsubstanz existieren. Zum Beispiel die Cyanobakterien (auch Blaualgen)
  • heterotrophe Bakterien: Sie ernähren sich ausschließlich von organischer Substanz. Viele Bakterien dieser Art können sogar auch ohne Sauerstoff existieren (anaerobe Bakterien)

Eine wichtige Methode zur Unterscheidung von Bakterien ist die Gram-Färbung. Sie wurde von dem dänischen Bakteriologen Hans Christian Gram (1853-1938) entwickelt und färbt 2 große Gruppen von Bakterien unterschiedlich aufgrund deren Zellmembranstruktur.

Es werden somit grampositive (werden bei der Färbung blau) Bakterien und gramnegative Bakterien (rot) unterschieden. Besonders wichtig ist diese Unterscheidung bei der Diagnostik von Infektionskrankheiten, da die beiden Bakterien oft nur mit verschiedenen Antibiotika bekämpft werden können.

Gentransfer und Bewegung

Bakterien können mit Hilfe von sogenannten Sexpili (aus Protein bestehende Röhren) DNA-Produkte untereinander austauschen. Es gibt den horizontalen und den vertikalen Gentransfer. Beim horizontalen Gentransfer geschieht die Übertragung von Genen außerhalb der geschlechtlichen Fortpflanzung. Der vertikale Gentransfer ist geschlechtlich.

Im Flüssigmedium bewegen sich Bakterien meist mit Flagellen (Geißeln) schwimmend. Diese werden wie bei einem Propeller gedreht. Andere Bakterien bewegen sich durch Eigendrehung (Spirochäten) oder durch Kriechen (Cyanobakterien).

Theorie der Endosymbiontensynthese

Die Theorie der Endosymbiontensynthese besagt, dass im Laufe der Entwicklung des Lebens die Zelle eines einzelligen Lebewesens von einer Zelle eines anderen einzelligen Lebewesens aufgenommen wurde und zu einem Bestandteil der Zelle eines so entstandenen höheren Lebewesens wurde.

Durch die Evolution entstanden so immer komplexere Lebewesen. Somit sagt man, dass auch Bestandteile menschlicher Zellen gehen ursprünglich auf einzellige Lebewesen zurück, die zu einem Bestandteil der Zellen wurden. Zum Beispiel die Mitochondrien.

Bedeutung

In vielen Stoffkreisläufen sind Bodenbakterien unentbehrlich, da sie als Destruenten arbeiten. Dass heißt, er baut organische Substanz ab und reduziert sie zu anorganischem Material, welches dann von beispielsweise Pflanzen aufgenommen werden kann. Pilze sind auch Destruenten.

Ein sehr wichtiges Beispiel sind die Cyanobakterien, welche Photosynthese betreiben und somit nur Licht und keine organische Nahrung brauchen. Diese Bakterien bilden zusammen mit den Grünalgen und auch weiteren Algengruppen das Plankton, welches sowohl im Meer als auch in Süßgewässern die Nahrungsgrundlage vieler Ökosysteme darstellt.

Bakterien bei Menschen

Bakterien sind für den menschlichen Körper von großer Bedeutung. Der Mensch besteht aus ungefähr 1013 Zellen und es befinden sich zehnmal so viele Bakterien in und auf ihm. Im Darm leben die Escherichia Coli, welche die verdauungsfördernde Flora herstellen.

Auch die Haut eines gesunden Menschen ist überall mit Bakterien bedeckt, welche die Haut vor äußeren Einflüssen schützen. Sie ernähren sich dort von Fetten, Mineralstoffen und Hautschuppen. Im Mund ist die Bakterienanzahl mit 1010 besonders hoch.

Allerdings gibt es aber auch eine Vielzahl von Bakterien, welche krankheitserregend sind. Bakterien verursachen nämlich eine Menge von Entzündungen, wie zum Beispiel eitrige Infektionen, Blutvergiftung (Sepsis) oder Entzündungen von einzelnen Körperteilen (Organen -> Blasenentzündung).

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Schutz vor Infektionskrankheiten

Das Fachgebiet der Medizin - die Hygiene - hat zwei wirkungsvolle Verfahren zur Vorbeugung gegen krankheitserregende Bakterien entwickelt.

Zum einen mit der Desinfektion, mit der die Bakterienzahl bei Anwendung drastisch reduziert wird und zum anderen mit der Sterilisation. In diesem Zusammenhang wird aufgrund dieser Methode die Materialien und die Geräte keimfrei.

Sobald Bakterien aber in den Körper eingedrungen sind und dort eine Krankheit ausgelöst haben, sind Antibiotika das momentan wirksamste und beste Mittel gegen sie.

Durch die Menge an verschiedensten Antibiotika, die sehr schnell eingesetzt werden, entstehen leider auch immer häufiger gefährliche Resistenzen.

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