Mikrobiologie einfach erklärt: Bakterien, Viren und wichtige Krankheitserreger
Mikroorganismen sind überall: auf der Haut, in der Luft, im Wasser, auf Oberflächen und auch im menschlichen Körper. Viele von ihnen sind nützlich und sogar lebenswichtig. Andere können Infektionen auslösen, besonders wenn Hygienemaßnahmen nicht konsequent eingehalten werden oder das Immunsystem geschwächt ist.
Dieser Beitrag erklärt die wichtigsten Grundlagen der Mikrobiologie: Was Mikroorganismen sind, wie sich Bakterien von Viren unterscheiden und welche Krankheitserreger im medizinischen und hygienischen Alltag besonders relevant sind.
Kurzüberblick: Mikroorganismen können nützlich oder schädlich sein. Bakterien sind eigenständige Einzeller mit eigenem Stoffwechsel. Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel und vermehren sich nur in Wirtszellen. Hygiene, Reinigung und Desinfektion helfen, die Übertragung von Krankheitserregern zu reduzieren.
Was sind Mikroorganismen?
Mikroorganismen sind so klein, dass man sie mit bloßem Auge nicht erkennen kann. Dazu zählen unter anderem Bakterien, Viren, Pilze, Protozoen, Einzeller und Parasiten. Auch wenn eine Oberfläche sauber aussieht, kann sie mit Keimen belastet sein.
Viele Mikroorganismen erfüllen wichtige Aufgaben. Sie unterstützen die Verdauung, helfen bei der Herstellung von Lebensmitteln wie Joghurt oder Käse und tragen zum Abbau organischer Stoffe bei. Problematisch werden sie, wenn sie Krankheiten auslösen oder an Körperstellen gelangen, an denen sie normalerweise nicht vorkommen.
Mikroorganismen am Menschen
Der Mensch ist von Natur aus dicht mit Mikroorganismen besiedelt. Besonders viele Keime befinden sich im Mund, im Darm und auf der Haut. Im Magen überleben wegen der Magensäure deutlich weniger Keime; im Dickdarm kommen dagegen sehr große Mengen an Bakterien vor.
- Haut: etwa 10.000 Keime pro cm²
- Leistengegend: etwa 10 Millionen Keime pro cm²
- Mund und Rachen: etwa 10 Milliarden Keime pro cm²
- Dickdarm: etwa 10 Billionen Keime pro Gramm Stuhl
Bakterien: Aufbau, Lebensbedingungen und Vermehrung
Bakterien sind mikroskopisch kleine Lebewesen, die aus einer einzigen Zelle bestehen. Im Unterschied zu Viren besitzen sie einen eigenen Stoffwechsel und können sich selbstständig vermehren. Viele Bakterien können auch außerhalb des menschlichen Körpers überleben.
Gute Lebensbedingungen für Bakterien
Bakterien vermehren sich besonders gut, wenn Wärme, Feuchtigkeit und ausreichend Nährstoffe vorhanden sind. Deshalb sind feuchte und schlecht gereinigte Bereiche ein Risiko. Trockenheit, Kälte oder starke Hitze können das Wachstum dagegen hemmen.
Aufbau eines Bakteriums
Ein Bakterium ist einfach aufgebaut, erfüllt aber viele wichtige Funktionen. Die Zellwand schützt die Zelle, die Zellmembran reguliert den Stoffaustausch und das Zytoplasma enthält wichtige Bestandteile für den Stoffwechsel. Manche Bakterien besitzen zusätzlich Kapseln, Fimbrien, Pili oder Geißeln. Plasmide können zusätzliche Erbinformationen enthalten und beispielsweise Antibiotikaresistenzen übertragen.
Wie schnell vermehren sich Bakterien?
Viele Bakterien vermehren sich durch Zellteilung. Ein bekanntes Beispiel ist Escherichia coli: Unter günstigen Bedingungen kann sich die Anzahl der Zellen ungefähr alle 20 Minuten verdoppeln. Dadurch können aus wenigen Bakterien in kurzer Zeit sehr viele Keime entstehen.
Nützliche und krankheitserregende Bakterien
Nicht jedes Bakterium macht krank. Viele Keime leben harmlos auf der Haut oder im Darm und erfüllen wichtige Aufgaben. Andere Bakterien können Infektionen verursachen, etwa wenn sie in Wunden gelangen, Giftstoffe bilden oder das Immunsystem geschwächt ist.
Nützliche Bakterien
- unterstützen die Verdauung
- werden zur Herstellung von Joghurt und Käse genutzt
- helfen beim Abbau organischer Stoffe
- werden in der Medikamentenproduktion eingesetzt
Krankheitserregende Bakterien
Krankheitserregende Bakterien können zum Beispiel Wundinfektionen, Harnwegsinfektionen, Durchfallerkrankungen oder Lungenentzündungen auslösen. Einige Bakterien bilden Toxine, also Giftstoffe, die Erkrankungen zusätzlich verstärken können.
Wichtige bakterielle Krankheitserreger im Überblick
Staphylokokken und Staphylococcus aureus
Staphylokokken sind kugelförmige, grampositive Bakterien. Sie kommen häufig auf Haut und Schleimhäuten vor und sind relativ widerstandsfähig. Staphylococcus aureus ist besonders wichtig, weil er im Krankenhausbereich Infektionen auslösen kann.
- Vorkommen: Nase, Haut, Achselhöhlen und Schleimhäute
- Übertragung: vor allem über Hände, Hautkontakt, Tröpfchen oder Staub
- Mögliche Erkrankungen: Abszesse, Furunkel, Wundinfektionen, Lungenentzündung, Harnwegsinfektionen und Sepsis
- Behandlung: je nach Erkrankung chirurgische Maßnahmen und Antibiotika
MRSA: Warum Hygiene entscheidend ist
MRSA steht für Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus. Dieser Keim ist gegen viele Antibiotika resistent. Besonders gefährdet sind Menschen mit schweren Grunderkrankungen, längeren Krankenhausaufenthalten, großen Operationen, Kathetern, Dialysebehandlung oder intensiver Antibiotikatherapie.
Die Übertragung erfolgt häufig über Hände. Deshalb sind konsequente Händedesinfektion, Schutzkleidung und – wenn möglich – die Unterbringung betroffener Patientinnen und Patienten in Einzelzimmern wichtige Schutzmaßnahmen.
Escherichia coli (E. coli)
E. coli lebt normalerweise im Darm von Mensch und Tier. Außerhalb des Darms kann das Bakterium jedoch Erkrankungen auslösen, zum Beispiel Harnwegsinfektionen. Im Darm können bestimmte Stämme Durchfall oder schwere Darminfektionen verursachen. Der Nachweis von E. coli in Trinkwasser zeigt eine mögliche fäkale Verunreinigung an.
- Übertragung: Schmierinfektion, verunreinigtes Wasser oder verunreinigte Lebensmittel
- Vorbeugung: gute Hygiene, sauberes Trinkwasser und gründliches Händewaschen
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa findet man häufig in feuchten Bereichen wie Wasserleitungen, Waschbecken, Flüssigseifen, Klimaanlagen oder Whirlpools. Der Keim kann unter anderem Mittelohrentzündungen, Atemwegsinfektionen, Wundinfektionen und Harnwegsinfekte verursachen. Regelmäßige Reinigung, technische Wartung und konsequente Hygienemaßnahmen senken das Risiko.
Legionellen
Legionellen sind Bakterien, die sich besonders in warmem Wasser vermehren können. Sie kommen zum Beispiel in Warmwasserleitungen, Klimaanlagen, Kühltürmen und Duschen vor. Die Übertragung erfolgt durch das Einatmen von Wassertröpfchen, sogenannten Aerosolen.
- Legionärskrankheit: schwere Lungenentzündung mit Fieber, Husten, Durchfall oder Verwirrtheit
- Pontiac-Fieber: mildere Atemwegserkrankung
- Vorbeugung: regelmäßiges Spülen von Leitungen, Erhitzen des Wassers und Vermeidung von stehendem Wasser
Biofilm: Wenn Keime Schutzgemeinschaften bilden
Biofilme sind schleimige Ablagerungen aus Mikroorganismen. Sie entstehen zum Beispiel in Wasserleitungen, Duschschläuchen oder Rohren. Für die Hygiene sind Biofilme problematisch, weil sich Bakterien darin gut vermehren, Keime immer wieder ans Wasser abgegeben werden und Biofilme schwer zu entfernen sind.
Die fünf Phasen der Biofilmbildung
- Bakterien haften an einer Oberfläche.
- Sie bilden eine schützende Schicht.
- Weitere Keime lagern sich an.
- Der Biofilm wächst.
- Einzelne Bakterien lösen sich wieder und können sich weiterverbreiten.
Viren: Kleiner als Bakterien und auf Wirtszellen angewiesen
Viren sind kleiner als Bakterien und nur mit dem Elektronenmikroskop sichtbar. Sie besitzen keinen eigenen Stoffwechsel und können sich nicht selbstständig vermehren. Stattdessen dringen sie in Wirtszellen ein und nutzen diese, um neue Viren zu produzieren.
Eigenschaften von Viren
- sehr klein und ohne eigenen Stoffwechsel
- Vermehrung nur in Wirtszellen möglich
- oft widerstandsfähig gegenüber Kälte
- kommen in vielen Umgebungen vor
Vermehrung von Viren
Ein Virus dringt in eine Körperzelle ein und programmiert sie um. Die Wirtszelle produziert neue Viren, bis diese freigesetzt werden. Genau deshalb unterscheiden sich virale Infektionen deutlich von bakteriellen Infektionen.
Noroviren: Hoch ansteckende Auslöser von Magen-Darm-Erkrankungen
Noroviren verursachen akute Magen-Darm-Erkrankungen. Typisch sind starke Übelkeit, plötzliches Erbrechen, Durchfall und Bauchschmerzen. Die Viren sind sehr ansteckend; bereits wenige Viruspartikel können ausreichen, um eine Erkrankung auszulösen.
Übertragung und Schutz
- mögliche Übertragungswege: verunreinigte Lebensmittel, Wasser, Schmierinfektion und Erbrochenes
- Behandlung: Flüssigkeitszufuhr und Elektrolytersatz
- wichtig: Auch nach der Erkrankung können Viren noch über den Stuhl ausgeschieden werden
Gründliches Händewaschen, Flächendesinfektion bei Bedarf und ein vorsichtiger Umgang mit kontaminierten Materialien sind daher besonders wichtig.
Hygiene im Alltag: Die wichtigsten Maßnahmen gegen Keime
Ob Bakterien, Viren oder Biofilme: Viele Übertragungswege lassen sich durch einfache, aber konsequente Hygienemaßnahmen unterbrechen. Besonders im medizinischen Bereich ist Hygiene entscheidend, um Patientinnen, Patienten und Personal zu schützen.
- Hände regelmäßig und gründlich reinigen beziehungsweise desinfizieren.
- Feuchte Bereiche konsequent reinigen und trocknen.
- Oberflächen, Instrumente und Sanitärbereiche nach Plan hygienisch aufbereiten.
- Stehendes Wasser vermeiden und Leitungen regelmäßig spülen.
- Bei bekannten Erregern Schutzmaßnahmen konsequent einhalten.
Fazit
Mikroorganismen gehören zu unserem Alltag und sind nicht grundsätzlich gefährlich. Viele Bakterien sind nützlich, andere können Erkrankungen verursachen. Viren unterscheiden sich von Bakterien vor allem dadurch, dass sie keinen eigenen Stoffwechsel besitzen und Wirtszellen zur Vermehrung benötigen. Wer die Grundlagen kennt, versteht besser, warum Hygiene, Reinigung und Desinfektion so wichtig sind.