Grundlagen über Bakterien

Mikroorganismen und Krankheitsträger

Grundlagen

Mikroorganismen, die Krankheiten verursachen können, nennt man Krankheitserreger. Dazu gehören Bakterien, Pilze, Protozoen und Viren. Krankheiten auslösen können außerdem infektiöse Partikel wie Endotoxine, Exotoxine und Prionen. Im Folgenden werden sie kurz beschrieben.

Viren

Viren sind sehr klein und meist nur mit dem Elektronenmikroskop zu erkennen. Sie bestehen aus einem Kern aus Nukleinsäure (DNA oder RNA), der von einer Proteinhülle (Kapsid) umgeben ist. Sie enthalten weder Zytoplasma noch Zellmembran oder Organellen. Biologisch sind sie nicht lebendig, da sie sich nicht selbstständig reparieren oder vermehren können. Sie stehen damit unterhalb der Organisationsstufe der Zelle, und die Zelle ist die Grundeinheit des Lebens. Medizinisch werden sie dennoch als lebendig bezeichnet, weil sie Krankheiten hervorrufen können. Um sich zu vermehren, müssen Viren in eine Wirtszelle eindringen und deren Stoffwechsel übernehmen. In der Wirtszelle erzeugen sie zahlreiche Kopien ihres Erbguts und der Proteine, in die sie verpackt sind. Anschließend verlassen sie die Zelle und zerstören dabei die Zelle, die sie vermehrt hat. Viren verursachen unter anderem Grippe, Masern, Mumps, Pocken und AIDS.

Bakterien

Bakterien sind einzellige Mikroorganismen, die selbst unter dem Mikroskop kaum sichtbar sind. Sie enthalten keine Organellen wie Zellkern oder Mitochondrien; ihre DNA liegt frei im Zytoplasma. Deshalb werden Bakterien als Prokaryoten eingestuft (wörtlich „vor dem Kern“). Die meisten Bakterien sind nicht pathogen, einige können jedoch Krankheiten verursachen.

Einige Bakterien können unter widrigen Umweltbedingungen Sporen (Endosporen) bilden. Diese bleiben lange Zeit inaktiv und sind widerstandsfähig gegen Austrocknung, Strahlung, Hitze und Chemikalien. Sobald die Bedingungen wieder günstig sind, keimen die Sporen aus, und die Bakterien vermehren sich. Manche Bakterien verursachen selbst keine Krankheit, sondern scheiden Giftstoffe (Toxine) ab, die Krankheiten auslösen. Zu den bakteriellen Erkrankungen, die durch bakterielle Toxine entstehen, gehören: Staphylokokken- und Streptokokkeninfektionen, Cholera, Sepsis und Milzbrand.

Pilze

Pilze bilden eine sehr heterogene Gruppe eukaryotischer Einzeller oder mehrzelliger Organismen, die sich von der Zersetzung und Aufnahme des organischen Materials ernähren, auf dem sie wachsen. Zu dieser Gruppe gehören Hutpilze, Schimmelpilze, Mehltau und Hefen. Mehrere Pilze können beim Menschen Krankheiten verursachen, teils schwere. Manche befallen die Haut, andere breiten sich tief im Gewebe aus. Häufige Formen sind Ringelflechte, Fußpilz und Hefepilzinfektionen (Candida albicans). Pilzinfektionen der Lunge umfassen Histoplasmose, Blastomykose und Kokzidioidomykose.

Protozoen

Protozoen sind einzellige Organismen mit tierähnlichen Eigenschaften, die im Aufbau den Zellen unseres Körpers sehr ähnlich sind. Einige Protozoen können Malaria, Schlafkrankheit und Ruhr (Amöbenruhr) verursachen.

Endotoxine

Endotoxine sind hitzestabile, toxische Lipopolysaccharide aus der Zellwand gramnegativer Bakterien. Diese Lipopolysaccharide sind pyrogen (fiebererzeugend) und können die Kapillarpermeabilität erhöhen. Endotoxine werden nur freigesetzt, wenn ein Bakterium lysiert. Sie wirken weniger stark als Exotoxine und lassen sich nicht in Toxoide umwandeln. Ein Toxoid ist ein chemisch verändertes Toxin, das nicht mehr giftig ist, aber seine antigenen Eigenschaften behalten hat. Toxoide werden häufig als Impfstoffe verwendet. Neben Fieber können Endotoxine Schüttelfrost, Schock, Leukopenie und Durchfall verursachen, je nachdem, welches Endotoxin es ist.

Exotoxine

Exotoxine sind hitzelabile, toxische Proteine, die von bestimmten Bakterien gebildet und ausgeschieden werden. Exotoxine sind dafür bekannt, Fieber, Hautausschläge, Organschäden, Diphtherie, Botulismus und Tetanus zu verursachen. Exotoxine sind wichtige Virulenzfaktoren in pathogenen Bakterien.

Prionen

Prionen sind fehlgefaltete Proteine, die Zellen infizieren können. Trifft ein Prion auf normale zelluläre Prionproteine, bringt es diese in einer Kettenreaktion ebenfalls zur Fehlfaltung. Pathogene Prionen entstehen spontan, durch eine genetische Mutation oder durch die Aufnahme von infiziertem Gewebe, etwa von befallenen Rindern oder Wild. Prionen gelten als Ursache von Gehirnerkrankungen, der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien (TSE), etwa der Bovinen Spongiformen Enzephalopathie (BSE, Rind), Scrapie (Schaf, Ziege), der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJK, Mensch) und Kuru (Neuguinea, Mensch). Prionen kommen in den meisten Geweben vor, besonders reichlich jedoch im Hirngewebe. Normale Prionproteine sitzen auf der Oberfläche von Nervenzellen.