Bacillus subtilis

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 31. Oktober 2016
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Beim Bacillus subtilis handelt es sich um einen Einzeller, der in der Natur vor allem in der obersten Erdschicht vorkommt. Die Pharmazie nutzt Bacillus subtilis unter anderem in Antibiotika, zum Beispiel zur Behandlung von Gonorrhoe.

Inhaltsverzeichnis

Was ist das Bacillus subtilis?

Der Bacillus subtilis ist auch als Heubazillus bekannt. Christian Gottfried Ehrenberg beschrieb den Einzeller bereits 1835. Das Bakterium ist stäbchenförmig und bewegt sich mithilfe einer Geißel fort. Der Einzeller bewegt die fadenförmige Geißel zur Fortbewegung wie einen Propeller.

Bacillus subtilis ist ein aerobes Bakterium: Sein Stoffwechsel benötigt Sauerstoff. Die Biologie kennt heute drei Unterarten mit unterschiedlichen Eigenschaften. Darüber hinaus gehört Bacillus subtilis zu den Endosporenbildern. Bei einer Endospore handelt es sich um eine Kapsel-Form, in der ein Bakterium ungünstige Lebensbedingungen überdauern kann. Die Spore bildet sich dabei innerhalb des Einzellers. Beim Bacillus subtilis löst Nahrungsmangel die Bildung der Endospore aus. Das Bakterium ist heterotroph und muss Nährstoffe aufnehmen, die von anderen Lebewesen produziert wurden.

Als Indikator für Nahrungsknappheit dient die abnehmende Verfügbarkeit von Guanin. Der Guaninmangel löst eine biochemische Reaktion im Bakterium aus. Die Zellwand teilt sich innerhalb des Bakteriums und bildet eine Blase im Zellkörper. Darin eingekapselt kann der Einzeller ungünstige Umweltbedingungen überleben. Sporen sind besonders widerstandsfähig gegenüber Kälte, Hitze, säure- oder basenlastigen Bedingungen, Trockenheit und Strahlung. Wenn die Lebensumstände für das Bacillus subtilis wieder günstiger werden, aktiviert sich die Spore und bei der anschließenden Keimung setzt sich der Stoffwechsel allmählich wieder in Gang. Abschließend entwächst das Bacillus subtilis seiner schützenden Hülle und kann sich nun wieder ungestört bewegen und fortpflanzen.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Der natürliche Lebensraum des Bacillus subtilis ist die oberste Erdschicht. Das Bakterium kommt jedoch auch in der Luft oder im Wasser vor. In Komposterde findet es besonders gute Wachstumsbedingungen. Im Herbst, wenn das Laub fällt und dem Bacillus subtilis viele Nährstoffe liefert, taucht das Bakterium in besonders hoher Anzahl auf.

Als Endosporenbilder kann der Bacillus subtilis auch längere Hunger- und Trockenperioden überstehen, indem er sich in eine Kapsel zurückzieht. Das Bakterium kann sich bei 40 °C am besten fortpflanzen. Bei dieser Temperatur und ausreichender Versorgung mit Sauerstoff teilt es sich alle 26 Minuten einmal.

Für seine Ernährung ist der Bacillus subtilis auf andere Lebewesen angewiesen, die im Boden vorkommen. Deshalb befindet es sich nicht nur in der obersten Erdschicht, wo es besonders viele Nährstoffe finden kann. Bacillus subtilis fühlt sich auch in der direkten Umgebung lebender Wurzeln – in der Rhizosphäre – wohl. Als Hauptnahrung bevorzugt es Glukose (Traubenzucker), die Pflanzen mittels Photosynthese herstellen. Der Bacillus subtilis spaltet auch Stärke, die aus langen Ketten mit vielen Zuckermolekülen besteht. In dieser zerkleinerten Form kann der Mikro-Organismus die Glukose verarbeiten.

Bedeutung & Funktion

Bacillus subtilis kommt im menschlichen Körper prinzipiell nicht vor und hat dadurch nur eine indirekte Wirkung auf die Gesundheit. Der Einzeller ist vollkommen ungefährlich. Im Gegensatz zu anderen Bakterien löst Bacillus subtilis keine Krankheiten aus, sondern kann sogar bei der Bekämpfung von bakteriellen Infektionen helfen. Nicht alle Stämme von Bacillus subtilis können jedoch Antibiotika synthetisieren.

Bacillus subtilis ist zum Beispiel in Bacitracin (seltener: Bazitrazin) enthalten, das Mediziner bereits 1945 als Antibiotikum einsetzten. Der Wirkmechanismus basiert bei diesem Medikament darauf, dass Bacillus subtilis das Wachstum anderer Bakterien hemmt, die potenziell schädlich sind. Bacillus subtilis stört dabei die Synthese der Zellwände. Die Zellwand der stabilisiert und schützt die Zellen von Pflanzen, Pilzen und einigen Einzellern. Die Körperzellen des Menschen hingegen besitzen keine Zellwand, da sie zu den tierischen Zellen zählen. Dementsprechend hat die hemmende Wirkung von Bacillus subtilis auf die Zellwandsynthese für menschliche Zellen keine Bedeutung.

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Krankheiten & Beschwerden

Das Antibiotikum Bacitracin, das Sporen von Bacillus subtilis enthält, wirkt gegen grampositive Bakterien, die ihren Namen der Reaktion auf ein bestimmtes Färbemittel verdanken. Darüber hinaus bekämpft Bacillus subtilis Gonokokken (Neisseria gonorrhoeae). Dabei handelt es sich um Bakterien, die beim Menschen zu verschiedenen Infektionskrankheiten führen können. Die häufigste davon ist Gonorrhoe.

Diese sexuell übertragbare Krankheit ist im Volksmund auch als Tripper bekannt und kommt häufig vor. Weltweit erkrankt etwa 1 % der Bevölkerung an Gonorrhoe. Die Infektion mit Gonokokken ruft bei Frauen häufig keine Symptome hervor. Wenn sich die Infektion jedoch sichtbar manifestiert, gehören Ausfluss und Schmerzen beim Urinieren zu den charakteristischen Anzeichen. Darüber hinaus sondert in manchen Fällen die Harnröhre eitriges Sekret ab.

Wenn die Gonokokken sich bei Frauen über den Harnleiter weiter ins Körperinnere ausbreiten, tritt unter Umständen eine Adnexitis auf. Dabei handelt es sich um eine Entzündung er Anhangsgebilde (Adnexe). In der Regel sind Eileiter und Eierstöcke davon betroffen. Im Extremfall kann dies in einer Unfruchtbarkeit enden. Des Weiteren besteht das Risiko eines Abortes, wenn die Fruchtblase ebenfalls von der Entzündung betroffen ist.

Bei Männern äußert sich Gonorrhoe in einer Schleimhautentzündung der Harnröhre (Urethritis), die Eiter absondert und Schmerzen verursacht. Auch bei Männern kann die Infektion aufsteigen, was eventuell zu einer Entzündung der Prostata (Prostatitis) oder einer Entzündung des Nebenhodens (Epididymitis) führt. Dabei besteht ebenfalls das Risiko, unfruchtbar zu werden.

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