Bakterien sind Mikroorganismen, die eine ringförmige doppelsträngige DNA (außer bei Streptomyces-Spezies) und Zellwände (außer bei Mykoplasma-Arten) aufweisen. Die meisten Bakterien leben extrazellulär, aber einige leben und vermehren sich bevorzugt intrazellulär.
Obligate intrazelluläre Pathogene können nur innerhalb der Zellen des Wirts wachsen, sich vermehren und Krankheiten verursachen. Beispiele für diese Pathogene sind Chlamydiae, und Rickettsien.
Fakultative intrazelluläre Pathogene können sowohl innerhalb als auch außerhalb von Wirtszellen leben und sich vermehren. Beispiele für diese Pathogene sind Salmonella typhi, Brucella Spezies, Francisella tularensis, Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, Legionella und Listeria Spezies und Mycobacterium tuberculosis.
Viele Bakterien sind im Menschen als normale Mikrobiota vorhanden, oft in großer Zahl und in vielen Bereichen (z. B. im Magen-Darm-Trakt und auf der Haut). Nur wenige Bakterienspezies sind humanpathogen.
Die Bakterien werden nach den folgenden Kriterien eingestuft (siehe auch Tabelle Klassifikation der häufigen pathogenen Bakterien):
Morphologie
Färbung
Verkapselung
Sauerstoffbedarf
Morphologie
Bakterien können sein
Zylindrisch (Bacilli)
Sphärisch (Kokken)
Spiralförmig (Spirochäten)
Wenige kokkoide, viele stäbchenförmige und die meisten spirochätalen Arten sind beweglich.
Färbung
Gram-Färbungist die gängigste Färbung zur allgemeinen Identifizierung von Bakterien. Grampositive Bakterien färben sich nach Jodfixation, Entfärbung mit Alkohol und Gegenfärbung mit Safranin kristallviolett (erscheint als dunkelblau); gramnegative Bakterien, die keine kristallviolette Farbe behalten, erscheinen rot. Gram-negative Bakterien haben eine zusätzliche äußere Membran, die Lipopolysaccharid (Endotoxin) enthält, wodurch die Virulenz und Antibiotikaresistenz dieser Bakterien erhöht wird. (Für andere Virulenzfaktoren, die die bakterielle Pathogenität verstärken, siehe Faktoren, die die mikrobielle Invasion erleichtern.)
Die Ziehl-Neelsen und die Kinyoun-Färbung sind säurefeste Färbungen, die vor allem verwendet werden, um Mykobakterien zu identifizieren, insbesondere M. tuberculosis. Sie können auch die grampositiven Bakterien Nocardia und die Protozoen Cryptosporidia, Cyclospora und Cystoisospora identifizieren. Karbolfuchsin wird aufgetragen und anschließend mit Salzsäure und Ethanol entfärbt. Es folgt eine Gegenfärbung mit Methylenblau.
Fluorochromfärbungen (z. B. Auramin-Rhodamin) identifizieren ebenfalls säurefeste Organismen, aber ein spezielles Fluoreszenzmikroskop ist erforderlich.
(Siehe auch Mikroskopie.)
Verkapselung
Manche Bakterien sind in Kapseln eingeschlossen; für einige verkapselten Bakterien (z. B. Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae) ist die Kapsel hilfreich, um sie vor der Aufnahme durch Fresszellen zu schützen. Die Verkapselung erhöht die bakterielle Virulenz.
Sauerstoffbedarf
Aerobe Bakterien (obligat aerobe) brauchen O2 um Energie zu erzeugen und in Kultur zu wachsen. Sie produzieren Energie durch aerobe Zellatmung
Anaerobe Bakterien (obligat anaerobe) brauchen kein O2 und wachsen nicht in Kultur, wenn Luft vorhanden ist. Sie produzieren Energie mittels Gärung oder anaerobee Atmung. Anaerobe Bakterien sind im Magen-Darm-Trakt verbreitet, in der Vagina, in Zahnhälsen und in chronischen Wunden, sofern diese schlecht durchblutet sind.
Fakultative Bakterien können mit oder ohne O2 wachsen. Sie produzieren Energie durch Fermentierung oder anaerobe Atmung, wenn O2 fehlt und durch aerobe Zellatmung, wenn O2 vorhanden ist. Microaerophile Bakterien bevorzugen eine reduzierte O2-Spannung (z. B. 2–10%).
Mikroaerophile Bakterien können in Umgebungen wachsen, in denen nur wenig Sauerstoff vorhanden ist. Beispiele sind Campylobacter-Arten und Helicobacter pylori.
Obligate intrazelluläre Parasiten, wie Chlamydien, beziehen ihre Energie aus der Wirtszelle und produzieren sie nicht selbst.
Klassifikation der häufigen pathogenen Bakterien
Typ | Bakterien |
|---|---|
Obligat aerob | |
Gramnegative Kokken | |
Grampositive Bakterien | Corynebacterium jeikeium |
Säurefeste Stäbchen | Mycobacterium avium Komplex, M. kansasii, M. leprae, M. tuberculosis Nocardia-Spezies |
Nicht fermentative gramnegative Bazillen, nicht-Enterobacterales (früher Enterobacteriaceae) | Acinetobacter calcoaceticus Elizabethkingia meningoseptica (früher Flavobacterium meningosepticum) Pseudomonas aeruginosa, *P. alcaligenes, andere Pseudomonas-Spezies Stenotrophomonas maltophilia |
Empfindliche gramnegative kokkoide Bazillen und Stäbchen | Brucella-Spezies Bordetella-Spezies Francisella-Spezies Legionella-Spezies |
Leptospiraceae (spiralförmige Bakterien) | Leptospira-Spezies |
Obligat anaerob | |
Bacteroides fragilis, andere Bacteroides species Fusobacterium-Spezies Prevotella-Spezies | |
Gramnegative Kokken | Veillonella-Spezies |
Grampositive Kokken | Peptococcus niger Peptostreptococcus-Spezies |
nichtsporenbildende grampositive Bakterien | Actinomyces-Spezies Bifidobacterium-Spezies Eubacterium-Spezies Cutibacterium (früher Propionibacterium)-Spezies |
endosporenbildende grampositive Bakterien | Clostridium botulinum, C. perfringens, C. tetani, andere Clostridium Spezies |
Fakultativ anaerob | |
Grampositive Kokken, katalasepositive | Staphylococcus aureus (koagulasepositiv), S. epidermidis (koagulasenegativ), andere koagulasenegative Staphylokokken |
Grampositive Kokken, katalasenegativ | Enterococcus faecalis, E. faecium Streptococcus agalactiae (Streptokokken der Gruppe B), S. bovis, S. pneumoniae, S. pyogenes (Streptokokken der Gruppe A ), Streptokokken der Viridans-Gruppe (S. mutans, S. mitis, S. salivarius, S. sanguis), S. anginosus-Gruppe (S. anginosus, S. milleri, S. constellatus) Gemella morbillorum |
Grampositive Bakterien | Erysipelothrix rhusiopathiae Gardnerella vaginalis (gramvariabel) |
Enterobacterales (Citrobacter spp, Enterobacter spp, Escherichia coli, Klebsiella spp, Morganella morganii, Proteus spp, Plesiomonas shigelloides, Providencia rettgeri, Salmonella typhi, andere Salmonella spp, Serratia marcescens, Shigella spp, Yersinia enterocolitica, Y. pestis) | |
Fermenter, Nicht-Enterobacterales | Aeromonas hydrophila Chromobacterium violaceum Pasteurella multocida |
Empfindliche gramnegative kokkoide Bakterien und Stäbchen | Aggregatibacter (früher Actinobacillus) actinomycetemcomitans Eikenella corrodens Haemophilus influenzae, andere Haemophilus-Spezies |
Mikroaerophile | |
Gekrümmte Bakterien | Campylobacter jejuni Vibrio cholerae, V. vulnificus |
Spirochaetaceae (spirale Bakterien) | |
Obligat intrazelluläre parasitäre | |
Chlamydiaceae | Chlamydia trachomatis, C. psittaci, Chlamydophila pneumoniae |
Coxiellaceae | |
Rickettsia prowazekii, R. rickettsii, R. typhi Anaplasma phagocytophilum | |
* Obwohl diese Bakterien in der Regel als obligate Aerobier betrachtet werden, sind sie in der Lage, in Abwesenheit von Sauerstoff zu wachsen, indem sie Nitrit als alternativen Elektronenakzeptor nutzen. | |
