Читать книгу CBRN-Schutz in der Gefahrenabwehr - Andreas Kühar - Страница 50

Bakterien sind einzellige, selbständig lebensfähige Organismen, deren Größe zwischen 1 und 10 μm variiert. Sie bestehen aus Zytoplasma, das durch die Zellmembran und die Zellwand von der Umwelt abgeschlossen wird. Das Zytoplasma besteht aus Wasser, in dem für den Bakterienstoffwechsel benötigte Stoffe wie Zucker, Salze, Fettsäuren, Aminosäuren und Eiweiße gelöst sind. Im Zytoplasma befinden sich ferner für den Stoffwechsel notwendige Zellbestandteile und das Erbmaterial.

Die Zellwand, welche das Bakterium nach außen begrenzt, schützt diese gegen äußere Einflüsse und verhindert ein Reißen der Zellmembran aufgrund des schwankenden osmotischen Drucks im Inneren. Das genetische Material liegt als ringförmige DNA-Kette frei im Zytoplasma vor. Die Fortpflanzung findet ungeschlechtlich ohne die Notwendigkeit des sexuellen Kontakts mit anderen Zellen statt. Bei ausreichendem Nahrungsangebot nimmt das Volumen einer Bakterienzelle zu. Mit Erreichen einer bestimmten Größe wird das genetische Material verdoppelt und die Zelle teilt sich in zwei identische Tochterzellen auf. Die beiden Tochterzellen teilen sich nach einer bestimmten Zeitspanne erneut, wobei dann vier identische Bakterien vorliegen, usw. Unter idealen Bedingungen dauert ein Teilungszyklus etwa 20 Minuten, was bedeutet, dass sich innerhalb dieser Zeit die Bakterienanzahl verdoppelt.

Für ein optimales Wachstum benötigt ein Bakterium ideale Umweltbedingungen, wie ausreichende Nährstoffversorgung, richtige Temperatur und pH-Wert, ausreichende Feuchtigkeit und, abhängig von der Art des Bakteriums, ausreichende Sauerstoffkonzentration (Aerobier) oder die Abwesenheit von Sauerstoff (Anaerobier). Liegt einer dieser Faktoren nicht optimal vor, empfinden Bakterienzellen Stress. Dieser Stresszustand zeigt sich in verlangsamtem Wachstum, im Übergang in eine Ruhephase und im Absterben der Bakterienzelle.

Einige Bakterienarten haben im Laufe der Evolution eine besondere Überlebensstrategie entwickelt: Bei plötzlich auftretenden Stressfaktoren stellen sie ihren Stoffwechsel ein und kapseln ihr Erbgut in einen Schutzmantel aus Eiweißen. Eine dermaßen verkapselte DNA wird als Endospore bezeichnet. In der Sporenform können Bakterien extreme Umweltbedingungen, wie Trockenheit, Hitze oder UV-Licht, über einen längeren Zeitraum überleben. So überstehen Endosporen die Pasteurisation von Milch oder die Einwirkung von Magensäure. Sobald die Lebensbedingungen wieder günstiger sind, entkeimt sich die Endospore erneut zur vegetativen Bakterienzelle. Aufgrund ihrer Resistenz gegen Umwelteinflüsse sind Endosporen sehr widerstandsfähig gegen die Einwirkung von Desinfektionsmitteln. Beispiele für sporenbildende Bakterien sind Bacillus anthracis (Erreger des Milzbrands), Clostridium botulinum (Botulismus) und Clostridium tetani (Auslöser des Wundstarrkrampfs).

Bakterielle Infektionen werden traditionell mit Antibiotika bekämpft. Antibiotika sind ursprünglich von Mikroorganismen produzierte Stoffe, die zahlreiche Stoffwechselprozesse in Bakterien hemmen. Ein Problem bei der Therapie ist die Entwicklung von Resistenzen gegen die Behandlung mit Antibiotika. Zur Prophylaxe existieren für verschiedene bakterielle Infektionskrankheiten Schutzimpfungen.