Viren und bakterien

Viren und BakterienZur Geschichte des Verhältnisses zwischen dem Menschen als höhere Lebensform und Viren und Bakterien als niedere Lebensformen. Die Bakterien, Viren und der Mensch. Die Frage, welche man sich wohl zuerst stellen muß:In was für einem Verhältnis stehen Körper, Bakterien und Viren ? Wenn Menschen erkranken, war deren Immunsystem nicht in der Lage, die Körpereigene Schlacht gegen einen Virus oder eine Bakterie zu gewinnen. Die Natur hat uns schon seit Urzeiten mit einem körpereigenem komplizierten Abwehrsystem ausgestattet. Doch dieses ist oft nicht fähig einen Angriff zu überstehen und abzuschlagen. Dieses kommt häufig vor, wenn der "Besitzer" des Immunsystems noch zu jung ist.

Dabei kann man sich auch vorstellen, daß der Gegner der angreift, zu jung ist. Da die V. und B. im Laufe der zeitlichen Entwicklung lernen mußten, sich ihren Wirtstieren anzupassen, schaden uns meistens gerade die alten Gegner nichts. Man hat ein Verhältnis gegenseitiger Duldung aufgebaut. Wir ernähren, quasi freiwillig, eine ganze Reihe von Bakterien, zum Beispiel Schleimhaut -und Darmbakterien mit.

Dafür tun uns diese nichts. Eigentlich sollte man meinen, das B. und V. von ihrem Wirt solange wie möglich profitieren sprich Nahrung haben wollen. Bei den meisten Viren ist das auch der Fall. Leider nicht bei allen, wie man anhand des HIV-Viruses feststellen kann.

Schon zur Zeit des Menschenhandels wollten Sklavenhändler ihre "Ware" nicht durch Narben entstellt sehen. Deshalb haben sie die Sklaven gegen die Krankheit Pocken impfen lassen. Doch eigentlich kümmert die Natur diese Bemühungen überhaupt nicht, denn sie schafft bekanntlich unaufhörlich neues. Dieses ist auch der Grund, weswegen niemals nur harmlose Bakterien existieren können. Manche Krankheiten, vor denen der Mensch Angst hat oder hatte, verflüchtigen sich auch von selbst wieder. Ein gutes Beispiel ist der "englische Schweiß", der die Menschen Anfang der Neuzeit furchtbar geißelte und ängstigte.

Knapp gerafft :Die Erreger um uns herum fordern unserem Immunsystem eine lebenslange Aufgabe ab. Infektionsgefahren durch Bakterien, Viren, Pilze, Würmer, und auch die eigenen erkrankten Zellen, müssen von dem Immunsystem behandelt werden.   Die Viren - wie sie funktionieren, wie sie aussehen Viren wie das HIV können nur mit der Hilfe von Wirtszellen überleben. Sie sind ohne diese nicht lebensfähig. Man kann sie also als echte Schmarotzer bezeichnen. Sie vagabundieren mit nichts als ihren genetischen Informationen herum und haben sonst nichts beizutragen.

Diese Form von Leben nennt man deshalb auch "Vagabundierende Gene". Die Virus Organismen halten immer neue Überraschungen bereit. Neue Viren wie Hepatitis C und E werden entdeckt oder Viren wie das Hantavirus breiten sich überraschend in der Bundesrepublik aus, in welcher sie vorher völlig unbekannt waren. Grob betrachtet besteht ein Virus aus der Gesamtheit der Erbanlagen, dem sie umgebenden Eiweißmantel (Kapsid) und der Nukleinsäure. Die Viren werden in DNA-Viren und in RNA-Viren aufgeteilt. Die DNA-Viren sind doppelsträngig (Desoxyribonukleinsäure), die RNA-Viren (Ribonukleinsäure) einsträngig.

Das Kapsid wird zum Festmachen am Zielort benötigt, und stellt gleichzeitig die Struktur dar, die es dem Wirt ermöglicht, das Virus als körperfremden Stoff zu identifizieren. Die Kapside sind bei verschiedenen Virusarten unterschiedlich. Sie werden ebenfalls zur Klassifizierung genutzt. Die Viren sind in Gestalt und Größe ebenso unterschiedlich wie Bakterien. Nur sind sie sehr, sehr viel kleiner. Gewissermaßen haben die Viren alles abgeworfen, was nicht zu ihrer Vermehrung und dem Schutz der Erbanlagen nötig ist.

Deshalb haben sie auch nur die Größe von zum Beispiel 300 Nanometer bei dem Pockenvirus (milliardstel Meter) oder etwa der Poliovirus mit 25 .Natürlich ist auch ihr Aussehen entsprechend ;sie sind nur ein Balg von Erbanlagen, das in einer eher weniger als mehr haltbaren Verpackung auf all das angewiesen ist, was im Laufe der Entwicklung als überflüssig ablegten, nämlich: Nahrung, eine Oberfläche auf der sie gedeihen können. Also stimmt die Dicke der Verpackung mit der Empfindlichkeit überein. Muß es von Zelle zu Zelle um zu überleben, oder kann es warten bis ein geeigneter Wirt in Reichweite ist ? Verglichen mit der Vermehrung der Bakterien, ist die Replikation der Viren unendlich viel komplizierter. Die Replikation läuft in mehreren Schritten ab. Der erste muß sein, die Anheftung des Virus an die dafür geeignete Oberfläche der Wirtszelle.

Diese Stellen werden Rezeptoren genannt. Diese Rezeptoren sind Molekülgruppen in einer bestimmten Form. Hat das Virus ein passendes Negativ, kann es an die Rezeptoren "andocken". Fehlt allerdings der Zelle ein solcher Rezeptor, ist sie durch dieses Virus nicht infizierbar. Daraus folgt, daß nicht jede Zelle von jedem Virus infiziert werden kann. Das Tollwutvirus zum Beispiel, kann nicht eine Zelle der Nasenschleimhaut infizieren, weil es nur an Muskel-, Bindegewebs- und Nervenzellen andocken kann.

Natürlich kann es auch passieren, das Viren sich im falschen Wirtstier befinden. Das Maul- Klauenseuchenvirus zum Beispiel, ist für Schweine und Wiederkäuer tötlich, könnte jedoch vergeblich versuchen, in einem Menschen Fuß zu fassen.   Die Art der Viren Zellen zu übernehmen. Die Viren haben eine raffinierte Art, die Herrschaft in der Wirtszelle zu übernehmen. Sobald die genetische Information in die Zelle entlassen wird, werden Kapsid bzw. die Hülle entweder mit hineingeschleust oder sie verschmelzen mit der Wirtszellmembran.

Dann werden die Erbinformationen des Virus in die Wirtszelle eingeschleust und, je nach dem ob DNA oder RNA, mit Hilfe von eigenen Enzymen in das Erbmaterial der Zelle eingeschleust. Dort übernimmt das Erbgut des Virus die Kontrolle und läßt produzieren, was für die ordnungsgemäße Vermehrung des Virus notwendig ist. Anschließend setzt es diese in der Zelle gefertigten Bausteine zu Viren zusammen und schleust sie wieder aus - zu Tausenden. Meistens kann die Zelle dem nicht standhalten, und geht daran kaputt. Dann muß das Virus auf die Suche nach neuen Zellen gehen. Die Eingangspforten für Viren in den menschlichen Körper unterscheiden sich in keinem Falle von denen der Bakterien.

Sie gehen entweder durch die Schleimhäute, durch die verletzte Haut, oder direkt - beim ungeborenen Kind auch innerhalb der Gebärmutter - auf dem Blut weg. Der gewöhnliche Weg geht durch die Schleimhäute des Magen- Darmkanals, der Atemwege und der Geschlechtsorgane. Da sich die Schleimhäute der Geschlechtsorgane in nichts von den anderen unterscheidet, ist es logisch, daß sich einige Viren auf diesen Weg spezialisiert haben. Eine Ansteckung mit dem Herpesvirus kann zum Beispiel auf reiner Kontaktinfektion über die Haut beruhen. Schon bei niedriger Keimzahl ist der Weg über Stich, Biß, Injektion oder Operation besonders gefährlich. Zielort des Virus.

Häufig nimmt der Mensch nur solche Infektionen wahr, bei denen das Virus sich dort vermehrt, wo es eingetreten ist: z.B. beim Schnupfen. Es ist nur die unmittelbare Nachbarschaft der erstinfizierten Zelle betroffen. Das bedeutet : Der Virus bleibt im selben Organ. Es ist weitaus gefährlicher, wenn ein Virus sich zwar dort vermehrt wo es eintrat, sein Zielorgan aber an einer anderen Stelle des Körpers liegt.

Zum Beispiel das Tollwutvirus, von dem geglaubt wird, es sei der Auslöser des Rinderwahsinns, nimmt seinen Weg über die Lymphbahnen bis in das Gehirn. Noch eine andere Variante der Viren ist es, ihr Wirtstier nicht zu verlassen, sondern sich an Stellen einzunisten, an denen es Medikamenten und der Körperabwehr nicht möglich ist einzugreifen. Diese Stellen sind zum Beispiel das Nervengewebe. Dort kann es ruhen und nach einiger Zeit wieder aktiv werden. Ein bekanntes Beispiel sind die Windpocken. Sie nisten sich im Rückenmark ein und treten bei geschwächter Immunabwehr als Gürtelrose in Erscheinung.

Erreger von Krankheiten   Das Herpesvirus - mehrere hundert Herpesvirusarten sind inzwischen bei Mensch und Tier bekannt, und es ist durchaus möglich, daß es noch mehr werden. Gemeinsam ist ihnen alle die Hülle, welche bestimmt, wie infektiös sie sind. Auch wenn sie manchmal nur juckende Bläschen an den Lippen verursachen: zu spaßen ist mit Herpes nicht. Zu ihrer Gruppe gehören außerdem noch die Herpes-simplex-Viren, HSV, Herpes an Lippen und im Genitalbereich, Varizella-Zoster-Viren ,VZV, Windpocken und das Eppstein-Barr-Virus EBV, infektiöse Mononukleose = Pfeiffersches Drüsenfieber. Diese Viren haben gemeinsam, daß sie nach der Erstinfektion, meist im Kindesalter, in den Zellen verschwinden. Diese Ersterkrankung verläuft meist unscheinbar.

Allerdings werden ihre Erbanlagen in das Erbgut der menschlichen Zelle aufgenommen. Unter bestimmten Bedingungen, am häufigsten bei geschwächtem Immunsystem, brechen sie hervor. Dann verursachen sie die Symptome welche überhaupt erst als Erkrankung wahrgenommen werden. Diese Erkrankung steht in direktem Zusammenhang mit der Zellart welche das Virus seinerzeit infiziert hat. In der Regel aber bleiben die Erreger stumm, das heißt, daß viele Menschen ohne es zu wissen Träger der Krankheit sind, diese aber nicht bei ihnen ausbrechen wird. Diese Tatsachen rührt daher, daß wir uns schon sehr lange an das Virus abgepaßt haben.

Und das Virus sich auch an uns angepaßt hat. Die Bakterien - wie sie funktionieren, wie sie aussehen Man kann sagen, daß sich zwischen dem Menschen und vielen Bakterien eine Art Burgfrieden entwickelt hat. Das heißt, daß nicht alle Bakterien den Menschen mit einer Folgekrankheit infizieren. Die meisten Bakterien greifen den Menschen nicht an, sondern lösen einen Kreislauf der Natur erst aus. Viele Bakterien leben mit dem Menschen zusammen. Allein im Darm befinden sich 100 verschiedene Bakterienarten.

Die Grenze zwischen einer normalen Besiedlung und den krankmachenden Arten sind fließend: Wenn die Bedingungen ungünstig sind, können sich aus friedlichen Bakterien Killerkeime entwickeln. Bakterien haben immerhin die respektable Größe von 0,2 bis 20 Mikrometer (milionstel Meter). Bakterien sind die kleinsten lebenden Arten mit einem eigenen Stoffwechsel. Ein entscheidender Unterschied zu den Viren ist, daß sie unabhängig von anderen Lebewesen sind. Denn :ein Stoffwechsel kann mittels Medikamente gestört werden. Die Bakterien wurden nach ihrer Gestalt und verschiedenen biochemischen Reaktionen in Gattungen und Arten eingeteilt.

Manche Bakterienarten sind über die üblichen Beurteilungsmerkmale hinaus mit Geißeln (fadenförmige Fortbewegungsorgane) ausgestattet. Tausend dieser Geißeln nebeneinander ergeben die Dicke eines Menschlichen Haares. Sie erhöhen zwar nicht die krankmachende Wirkung des Bakteriums, verschaffen ihm aber die Möglichkeit zum Ortswechsel. Zum Beispiel in mit Fäkalien verseuchten Gewässern. Salmonellen und Choleraerreger gehören zu diesen Spezialisten. Sie haben eine "Motorleistung" von 200 Umdrehungen pro Sekunde.

Die Fäden, die sogenannten Pili, haben eine andere Funktion und sind kürzer als die Geißeln. Einmal erhöhen sie den Bakterien den Wohnwert auf der menschlichen Schleimhaut und tragen bei zum Kuscheln, das heißt, daß sich die Bakterien gerne in ganzen Kolonien aufeinander lagern. Die Erreger der Gonorrhoe (Tripper) heften sich beispielsweise auf der Schleimhaut der Harnwege an. Ein wichtiges Merkmal für die Gefährlichkeit der Bakterien können die Kapseln sein, die auf der Bakterienwand aufliegen und viel dicker als diese sein können. Die selbe Art von Bakterien ohne Kapsel ist ungefährlich, denn der Erreger wird sofort von den Abwehrzellen aufgefressen. Je dicker die Schleimkapsel ist, desto geschützter ist auch das Bakterium.

Mit dieser Kapsel gefeit, siedeln zum Beispiel die Pneumokokken bei manchen Menschen auf der Schleimhaut der oberen Luftwege. Sie überwinden die sonst sehr effektive Abwehr der Lunge und des Gehirns während einer Immunschwäche und lösen so eine Lungen- oder Gehirnhautentzündung aus. Die Sporen sind eine Art Verformung, quasi eine Winterschlafsform. Die Sporen werden gebildet, wenn die Umgebungsbedingungen für das Bakterium ungünstig werden. So können sie z.B.

jahrelang in der Erde überleben. Fazit :Bewegliche Bakterien sind besonders gefährlich.   Obwohl ein Bakterium so klein ist, hat es verschiedene Bestandteile mit unterschiedlichen Aufgaben. - aus genetischem Material (>>Zellkern<<mit dem Erbgut) aus Zytoplasma (lebensnotwendige Grundsubstanz der Zelle), das von einer Zellmembran umhüllt ist aus der Zellwand.   An allen von den drei Orten kann der Stoffwechsel des Bakteriums gestört werden. Da aber die dafür benötigte Antibiotika auch die Stoffwechselvorgänge des Menschen angreifen kann, bringt diese Behandlung immer ein Risiko für den Patienten mit sich.

Es ist wichtig, daß die Antibiotika genau vom Arzt abgewogen wird, denn sie greift in den Stoffwechsel des Menschen mit ein. Luftsauerstoff ist nicht für alle Bakterien zwingend nötig, ja mache Arten ist es sogar ein Gift. Dem Bakterium, welches den Gasbrand erzeugt kann man zum Beispiel keinen besseren Gefallen tun als es tief unten in einer Wunde einzuschließen wo es kein Sauerstoff erreichen kann. Bei solchen Arten von Bakterien kann Sauerstoff als hervorragendes Heilmittel eingesetzt werden. Die Vererbung geschieht ganz ungeschlechtlich durch Teilung. Deshalb haben Bakterien im Durchschnitt nur einen Satz ihrer Erbanlagen, welcher in einem doppelsträngigen Molekül DNA eng verpackt ist.

Diese "Packung" wird Nukleoid genannt. Als erstes teilt sich der DNA in zwei Einzelstränge auf. Diese beiden dienen als Vorlage für die Bildung von Komplementärsträngen. Das bedeutet, daß am Ende des Vorganges zwei Doppelstränge DNA vorliegen. Prinzipiell müssen die DNA-Stränge danach nur noch an der Bakterienwand angeheftet und ein wenig auseinander gezogen werden; eine Trennwand entsteht, und die Teilung ist perfekt. Bei der Teilung werden stets Plasmide, weitere DNA-Moleküle, an die Tochterzelle weitergereicht.

Diese Plasmide sind häufig resistent gegenüber Medikamenten, können also für das Bakterium ein nützliche Zusatz sein. Dies erhöht natürlich ihre Gefährlichkeit gegenüber dem Menschen. Wie bei allen Lebewesen bestimmen auch bei den Bakterien die Gene deren Eigenschaften. Jedoch treten sie zum Teil nicht in Aktion. Sie werden unter Umständen erst bei Änderung der äußeren Bedingungen sichtbar. Wie eine Lampe werden diese Gene ein oder aus geschaltet.

Bei der echten Änderung des Erbguts ist es anders. Kleinste Bereiche des DNA-Moleküls werden spontan verändert. Bietet die auf diese Weise entstandene Eigenschaft einen Vorteil für die Lebensfähigkeit des Bakteriums, wird sofort die gesamte Verwandtschaft damit ausgerüstet. Bringt die Änderung keine Verbesserung mit sich, war es eben nur eine Sackgasse der Natur. Fazit :Viele Mutationen erhöhen die Gefahr. Mittel wie UV-Strahlung werden benutzt, um Bakterien zu selektieren.

Das heißt, nur besonders widerstandsfähige Bakterien überleben und können sich vermehren. Am Ende besteht der ganze Stamm aus Bakterien, welche gegen dieses Mittel resistent ist. Je häufiger also Antibiotika oder andere Medikamente eingesetzt werden, desto häufiger erhöht sich die Gefahr der Immunität des Bakteriums gegen das eingesetzte Medikament. Es gibt so bereits einige Bakterienstämme, welche gegen fast alle Antibiotika immun sind. Die Erbübertragung ist auch mittels eines Bakteriophagen, eines in der Zelle schmarotzenden Viruses, möglich. Der Phage läßt in der Zelle sein Erbgut kopieren, packt aber zuweilen nicht seine eigene DNA, sondern die des Bakteriums ein.

Nun ist der Virus zwar genetisch beschädigt, kann aber immer noch in die nächste Zelle eindringen. Dort lädt er dann das Bakterien DNA ab. Bleibt das Bakterien DNA nicht in der Zelle liegen, was meistens der Fall ist, wird es ordnungsgemäß kopiert und in die Tochterzelle miteingebaut. Das heißt, der Virus hat Erbgut von Bakterium zu Bakterium übertragen. Allerdings hat er dabei sein Leben gelassen.

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