Bakterien und Viren - der kleine, feine Unterschied

Bakterien und Viren - der kleine, feine Unterschied


Eine populärwissenschaftliche Zusammenfassung für Eltern und Familien von Dr. Vera Gramm

Schnell wirft man Bakterien und Viren in einen Topf, sind es doch beides Mikroben und können doch beide Krankheiten auslösen, oder etwa nicht? Hier beantworten wir u.a. diese Fragen: Wann hilft Antibiotika? Warum sind Viren keine Lebewesen? Gibt es auch "gute" Bakterien/Viren?

Mikroorganismen, die in oder auf einem Wirtsorganismus, nachdem sie diesen infiziert haben, Schaden anrichten, nennt man Pathogenese. Hierzu zählen neben Bakterien und Viren u.a. auch Pilze.

Bakterien

Bakterien kommen überall vor: in der Luft, im Boden, im Wasser und in unserem Körper, gehäuft in unserem Darm, wo ihnen eine herausragende Rolle bei der Verdauung, der Darmgesundheit und der physischen/psychischen Gesundheit des ganzen dazugehörigen Menschens spielen.

Gute Bakterien, die die physiologischen Funktionen des Organs dauerhaft unterstützen, sind dort resident.

Sie kommen auf der Haut (dem größten menschlichen Organ), in der Mundhöhle, in Dünn- und Dickdarm vor. Sie sind einzellige, ca. 1-5 µm große Lebewesen und haben unterschiedliche Erscheinungsformen: Sie sehen u. a. aus wie Stäbchen (Kokken) oder Kugeln, Bazillen, filamentˆs oder helikal. Sie können über eine Fortbewegungsgeißel (Schwänzchen) verfügen oder eben nicht.

Bakterien bilden neben den Eukaryoten (Lebewesen mit Zellkern) und den Archaeen die dritte Domäne der Lebewesen. Mit den letzt genannten haben Bakterien gemeinsam, dass sie keinen Zellkern besitzen, beide zählen somit zu den Prokaryten. Bakterien besitzen jedoch eine Zellwand, weisen eine eigene Biochemie und andere Bestandteile der Zellmembran auf. Die Zellwand lässt uns an das Pflanzenreich in der Domäne der Eukaryten denken. Die Unterscheidung beruht auf der Unterscheidung des Zellbestandteils rRNA (ribosomale RNA). Bakterien vermehren sich durch Zellteilung.

Welche Krankheiten werden durch Bakterien hervorgerufen?

Bekannte durch Bakterien hervorgerufene Infektionen sind z. B. Scharlach, die Salmonellenerkrankung (Salmonellose), eine Lebensmittelvergiftung hervorgerufen durch Bacillus cereus, Keuchhusten, Wundstarrkrampf, Milzbrand, Cholera, Diphtherie.

Antibiotika können bei bakteriellen Infektionen helfen

Antibiotika-Medikamente werden erfolgreich gegen Bakterien induzierte Infekte eingesetzt. Sie stammen ursprünglich von Pilzen oder anderen Bakterien, werden mittlerweile aber auch halb- oder vollsynthetisch, auch gentechnisch hergestellt.

1910 entdeckte Paul Ehrlich Arsephamin, erstmals ein wirksames Mittel gegen Syphilis; 1918 entdeckte Paul Flemming das Penicillin und galt somit lange Zeit als Entdecker der modernen Antibiotika.

Man unterscheidet zwischen Schmalspektrum- (die nur gegen eine bestimmte Gruppe von Bakterien wirken) und Breitbandantibiotika (die Strukturen angreifen, die viele Bakterientypen besitzen).

Antibiotika haben unterschiedliche Wirkmechanismen, da sie den Zellstoffwechsel von Bakterien an unterschiedlichen Stellen stören: u. a. direkt im Erbgut, beim Bau der Zellwand, bei der Proteinsynthese oder an anderen Zellbestandteilen wie den Ribosomen.

Antibiotika können auch "gute" Bakterien zerstören

Antibiotika können bakteriostatisch oder bakteriozid wirken. Bei ersterem verhindern sie die weitere Zellteilung der Bakterien, bei letzteren werden die Bakterienzellen direkt zerstört.

Nimmt man nun oral Antibiotika ein, werden neben den pathogenen Bakterien auch (Antibiotika suszeptible) Bakterien der Darmflora zerstört, die zur normalen Darmfunktion nötig sind. Dadurch können sich manchmal opportunistische Mikroorganismen (auch Pilze) in den Lücken ausbreiten, die die zerstörten Bakterien hinterlassen haben. So kann es zu Folgeerscheinungen von Antibiotikaeinnahmen kommen, wie z.B. Durchfall.

Viren

Viren auf der anderen Seite sind keine Lebewesen!

Sie sind viel kleiner als Bakterien (ca. um das 10-100-fache) und ganz anders aufgebaut, sie gibt es auch in unterschiedlicher Form (Kugel, Oktaeder, Würfel, Phagen) und sind ebenfalls nahezu überall zu finden. Sie können z. B. mittels Berührung, Einatmen, Transfusionen, Körperflüssigkeiten übertragen werden.

Antibiotika wirken NICHT gegen Virusinfektionen!

Viren sind einfacher aufgebaut als Bakterien und können sich nur mithilfe der Zelle eines anderen Lebewesens fortpflanzen (Sie benötigen demnach einen Wirt!).

Daher können Antibiotika nicht bei viralen Infektionen wirken (da Antibiotika ja nur bakterizid/bakteriostatisch wirken!! In den Wirt schleusen Viren auf unterschiedliche Art ihre Erbinformation (die virale DNA/RNA) ein und programmieren den Stoffwechsel dieser Zelle um. Das Virus bringt die Wirtszelle dazu, so viele Viren zu produzieren, bis diese wieder aus der Wirtszelle entlassen werden. Häufig geschieht dies durch Zelllyse (Platzen) und hat den Zelltod zur Folge. By the way: es gibt auch Viren, die Bakterien infizieren!

Viren als Taxisysteme

Viren werden in der (proklinischen) Krebsforschung u. a. für die personalisierte Medizin als hochpotente "Taxisysteme" genutzt. Hierbei bringen Sie Wirkstoffe z.B. ganz spezifisch zu den wuchernden Krebszellen, die daraufhin abgetötet werden. Gesunde Zellen bleiben unbeteiligt.

Es gibt Viren, die Krebs auslösen

Auf der anderen Seite gibt es auch Viren, die Krebs auslösen können. Das bekannteste Beispiel sind bestimmte, sexuell übertragbare "Hochrisiko"-Humane Papillomaviren, die Gebärmutterhalskrebs, viel seltener Penis-/Afterkrebs und auch Tumore in der Hals und Nackenregion auslösen können.

Gegen einige von ihnen gibt es präventive Impfungen für Mädchen und Jungen! Für das Entdecken dieses Zusammenhangs und das Entwickeln eines Impfstoffes erhielt Harald zur Hausen aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg 2008 den Nobelpreis für Medizin und Physiologie.

Welche Krankheiten werden von Viren ausgelöst?

Andere Viren lösen Magen-Darm-Erkrankungen (Noro-, Rotaviren), Papillome/Warzen (Humane Papillomaviren), Masern oder Herpes aus, Hepatitis oder HI-Viren, die zuletzt zu AIDS führen. SARS-CoV-2 löst Covid-19 aus, eine Erkrankung mit unspezifischen Symptomen, vor allem aber der oberen Atemwege, die die derzeitige Pandemie ausgelöst hat.

So erkennt man gut, dass es im Menschen viele Zielzellen (der Haut, Schleimhaut, des Darm, der Leber oder des Immunsystems) für viele unterschiedliche Viren gibt. Sie gehören zu keiner Domäne, da sie keine Lebewesen im eigentlichen Sinne sind, die Virustaxonomie unterscheidet verschiedene Bereiche (Taxa) (und Gattungen, Familien, Subfamilien,...) aufgrund der Erbgutsubstanz (DNA/RNA), der Morphologie und der Epidemiologie.

Falls euch die guten Bakterien des Darms (Darmmikrobiom) interessieren, empfehle ich euch das Buch Darm mit Charme* von Giulia Enders.

Quelle: Brock Mikrobiologie, 11. Auflage, Pearson Studium, 2006.

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