Bakterien und Viren

Bakterien sind winzige, aber vollständige Lebewesen, bestehend aus nur einer einzigen Zelle. Anders als menschliche Zellen besitzen sie keinen echten Zellkern – ihr Erbgut liegt frei im Zellinneren. Trotzdem verfügen Bakterien über alles, was eine Zelle zum Leben braucht: eine Zellwand, einen eigenen Stoffwechsel und die Fähigkeit, sich eigenständig durch Zellteilung zu vermehren.

Die meisten Bakterien sind für uns völlig harmlos oder sogar nützlich. Auf und in unserem Körper leben Billionen von Bakterien, etwa im Darm, wo sie bei der Verdauung helfen und die Ansiedlung schädlicher Keime erschweren. Nur ein kleiner Teil der Bakterienarten kann Krankheiten auslösen, sogenannte Krankheitserreger, etwa bestimmte Arten, die Mandelentzündungen oder Wundinfektionen verursachen.

Weil Bakterien einen eigenen Stoffwechsel haben, brauchen sie Nährstoffe aus ihrer Umgebung, um zu wachsen und sich zu teilen. Unter guten Bedingungen kann sich eine Bakterienzelle alle 20 bis 30 Minuten teilen – aus einer einzigen Zelle können so innerhalb weniger Stunden Millionen werden.

Viren sind winzige Partikel, die aus Erbgut und einer schützenden Hülle aus Eiweiß bestehen – manche zusätzlich aus einer äußeren Fetthülle. Ihnen fehlt fast alles, was eine Zelle ausmacht: keine eigene Zellwand im Sinne einer lebenden Zelle, kein eigener Stoffwechsel, keine Möglichkeit, sich selbstständig zu vermehren. Viele Fachleute zählen Viren deshalb gar nicht zu den Lebewesen im engeren Sinn, sondern zu einer Art Grenzfall.

Damit ein Virus sich vermehren kann, braucht es zwingend eine fremde Zelle, die Wirtszelle. Das Virus dringt in diese Zelle ein und zwingt sie mit seinem eigenen Erbgut, Viren-Bausteine statt der eigenen Stoffe herzustellen. Ohne Wirtszelle ist ein Virus vollkommen inaktiv – es kann sich weder bewegen noch ernähren noch vermehren.

Viren sind dabei extrem klein, deutlich kleiner als Bakterien und so winzig, dass sie erst mit einem Elektronenmikroskop sichtbar werden, nicht mit einem normalen Lichtmikroskop. Bekannte Beispiele für Viruserkrankungen sind Erkältung, Grippe, Masern und Windpocken.

Der Vermehrungszyklus eines Virus läuft in klar aufeinanderfolgenden Schritten ab. Zuerst heftet sich das Virus an die Oberfläche einer passenden Wirtszelle an, wobei bestimmte Oberflächenstrukturen wie ein Schlüssel zum passenden Schloss zusammenpassen müssen – deshalb befällt nicht jedes Virus jede beliebige Zelle. Danach gelangt das Erbgut des Virus in das Innere der Zelle.

Im Zellinneren übernimmt das virale Erbgut die Kontrolle: Es zwingt die Zelle, statt ihrer eigenen Stoffe die Bausteine für neue Viren herzustellen. Aus diesen Bausteinen setzen sich anschließend im Inneren der Zelle neue, vollständige Viren zusammen. Zum Abschluss werden diese neuen Viren freigesetzt, oft indem die Wirtszelle dabei zerstört wird, und können dann weitere Zellen befallen.

Dieser gesamte Kreislauf kann bei manchen Viren innerhalb weniger Stunden ablaufen, wodurch sich eine Infektion im Körper sehr schnell ausbreiten kann. Genau an diesem Kreislauf setzen auch Impfungen an: Sie bringen das Immunsystem dazu, das Virus schon beim ersten Andocken zu erkennen und zu stoppen, bevor es überhaupt Zellen befallen kann.

Antibiotika sind Wirkstoffe, die gezielt bakterienspezifische Vorgänge stören, etwa den Aufbau der Zellwand oder die Eiweißherstellung, und dabei menschliche Zellen weitgehend verschonen, weil diese anders aufgebaut sind. Werden Antibiotika jedoch zu häufig oder falsch eingesetzt, etwa nicht zu Ende genommen, können einzelne Bakterien überleben, die zufällig eine Veränderung besitzen, die sie unempfindlich macht. Diese widerstandsfähigen Bakterien vermehren sich dann ungehindert weiter – es entstehen Antibiotikaresistenzen.

Bei Viren setzt die Medizin dagegen vor allem auf Vorbeugung durch Impfungen. Eine Impfung enthält abgeschwächte, abgetötete oder nachgebaute Bestandteile eines Virus, die das Immunsystem zur Bildung passender Abwehrstoffe anregen, ohne dass eine echte Erkrankung ausbricht. Trifft der Körper später auf das echte Virus, kann das Immunsystem viel schneller reagieren und die Vermehrung meist stoppen, bevor Symptome entstehen.