Mikrobiologie: Bakterien, Infektionen und industrielle Anwendungen

Bakterielle Physiologie

Ernährung

Autotrophe Bakterien: Sie erzeugen organische Substanzen aus anorganischer Materie und Energie aus der Umgebung. Man unterscheidet:

• Photolithotrophe: Sie nehmen Lichtenergie auf.
• Chemolithotrophe: Sie nutzen die chemische Energie aus der Oxidation anorganischer Moleküle.

Heterotrophe Bakterien: Sie verwenden organische Stoffe. Zu dieser Gruppe gehören auch saprophytische, parasitische und symbiotische Bakterien.

Vermehrung

Die Vermehrung erfolgt in der Regel asexuell durch Zweiteilung. Es gibt aber auch parasexuelle Mechanismen, durch die DNA-Fragmente ausgetauscht werden, wie Konjunktion, Transduktion und Transformation.

Mikroben

Eukaryoten

• Algen: Photosynthetisch, bilden das Phytoplankton und sind wichtig für die Biosphäre.
• Pilze: Heterotroph, z. B. Schimmelpilze und Hefen.
• Protozoen: Freilebende Heterotrophe oder Parasiten.

Infektionskrankheiten

Pathogene Keime verursachen direkt Krankheiten. Sie dringen in den Wirt ein (Infektion) und können dies über Wunden, den Magen-Darm-Trakt, die Atemwege und das Urogenitalsystem tun.

• Epidemie: Wenn es in einem bestimmten geografischen Gebiet viele Fälle einer Krankheit gibt.
• Pandemie: Wenn sich eine Krankheit über ein großes Gebiet ausbreitet.
• Reservoir: Orte, an denen Keime außerhalb des Wirts überleben und Infektionen auslösen können.
• Vektoren: Lebewesen, die pathogene Mikroben zum Wirt tragen.
• Träger: Personen, die keine Krankheitssymptome zeigen, aber den Erreger in sich tragen und die Krankheit übertragen können.
• Virulenz: Die pathogene Kapazität, die aus der Fähigkeit besteht, Gewebe zu zerstören, Toxine zu produzieren und der Immunantwort zu entkommen.
• Toxine: Von Bakterien produzierte Stoffe, die toxische Wirkungen auf den Wirt haben. Exotoxine verlieren ihre toxische Wirkung beim Erhitzen, während Endotoxine an die Bakterien gebunden bleiben.

Übertragung von Infektionskrankheiten

1. Direkter Kontakt durch Wunden in der Haut (Tollwut, Tetanus)
2. Luft (Influenza, Varizellen)
3. Sexueller Kontakt (HIV, Herpes)
4. Wasser und Nahrung (Salmonellose, Cholera)
5. Tiere (Pest, Malaria)

Kontrolle von Organismen

Antimikrobielle Mittel sind Chemikalien oder chemische Prozesse, die auf Bakterien einwirken.

• Sterilisation: Die Abtötung aller Mikroorganismen in einem Substrat.
• Physikalische Agenzien:
  • Hohe Temperaturen: Autoklavieren. Nicht alle Organismen haben die gleiche Resistenz.
  • Pasteurisierung: Wird in der Lebensmittelindustrie verwendet (Milch, Wein). Tötet nicht alle Mikroben ab. 70 °C für 15 Sekunden.
  • Tiefe Temperaturen: Hemmen das Bakterienwachstum und werden zur Konservierung von Lebensmitteln verwendet.
• Chemische Agenzien:
  • Desinfektionsmittel: Töten Mikroorganismen, aber keine Sporen.
  • Antiseptika: Verhindern das Wachstum von Mikroorganismen in Wunden.

Industrielle Mikrobiologie

Industrielle Prozesse, bei denen Mikroorganismen zur Gewinnung von Produkten eingesetzt werden.

Gärung

Großtechnischer Anbau in Fermentern. Behälter mit einem Fassungsvermögen von bis zu 400.000 Litern in einem flüssigen oder halbfesten Nährmedium.