Bacteroides
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Bacteroides bilden eine Gattung obligat anaerob lebender, unbegeißelter – und damit meist unbeweglicher – Bakterien, die Bestandteil der natürlichen Bakterienflora im Verdauungstrakt des Menschen sind und wichtige Funktionen in bestimmten Stoffwechselprozessen innehaben. Besonders hoch ist der Anteil der gramnegativen Bakterien im Dickdarm. Sie verwerten komplexe Kohlenhydrate in einer fermentativen Verstoffwechslung, in der beispielsweise als Endprodukt Salze und Ester der Essigsäure entstehen.
Was sind Bacteroides?
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Als Bacteroides wird eine Gattung von gramnegativen, pleomorphen, unbegeißelten Bakterien bezeichnet, die einen großen Teil der natürlichen Flora des Verdauungstraktes stellen. Einen besonders großen Anteil der Darmflora stellen sie in der Schleimhaut des Dickdarms, wo sie zahlenmäßig dominieren.
Es handelt sich um stäbchenförmige gramnegative, meist unbewegliche, Bakterien, die ihre Gestalt an das Habitat, in dem sie sich befinden, anpassen können. Die ausschließlich anaerob lebenden Bakterien übernehmen wichtige Funktionen und Aufgaben, die dem Menschen zugutekommen. Sie beziehen ihre Energie über die Fermentation. Sie sind in der Lage, eine Reihe von Enzymen zu synthetisieren, die auf katalytischem Weg die entsprechenden Gärprozesse steuern. Vor allem helfen sie bei der Aufnahme und Hydrolyse von sonst unverdaulichen Polysacchariden und Proteinen. Sie stellen über die Ausschüttung bestimmter Enzyme einen Teil ihrer metabolischen Fähigkeiten für den körpereigenen Stoffwechsel zur Verfügung.
Nur einige wenige Arten der Bacteroides treten auch fakultativ als pathogene Keime auf. Die Zusammensetzung der Darmflora hat großen Einfluss auf die Verwertung der verzehrten Nahrung. Frühe Untersuchungen fanden bei stark übergewichtigen Personen einen geringeren Anteil der Verwandtschaftsgruppe, zu der die Bacteroides gehören. Spätere Arbeiten konnten diesen Zusammenhang nicht durchgängig bestätigen; er gilt heute als nicht gesichert.
Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften
Auffällig ist, dass viele Arten der Bacteroides über verzweigte Fettsäureketten verfügen, die in ihren Lipidmembranen eingebaut sind. Darüber hinaus sind einige Arten in der Lage, Sphingolipide zu synthetisieren. Es handelt sich um eine Stoffgruppe von speziellen Lipiden, die in Nervengeweben in der Signaltransduktion eine Rolle spielen. Auch in der interzellulären und der intrazellulären Kommunikation übernehmen Sphingolipide wichtige Aufgaben.
In seltenen Fällen - vor allem bei vorliegender krankheitsbedingter oder künstlich herbeigeführter Immunsuppression – kann es zu endogen verursachten Infektionen kommen, also durch Bacteroides, die vorher als Besiedler der Schleimhäute keinerlei Pathogenität gezeigt haben.
Bedeutung & Funktion
Eine der wichtigsten Eigenschaften und Funktionen der Bacteroides liegt nicht in ihrer Pathogenität, sondern in der Verdauungsunterstützung des Menschen. Einige der sehr großen Proteinmoleküle und Polysaccharide, die im Dünndarm wegen fehlender Enzyme nicht aufgespalten und damit auch nicht resorbiert werden können, durchlaufen den „Fermentationsabschnitt“ im Dickdarm und können meist durch Enzyme der Bakterien zerlegt und anschließend resorbiert werden.
Auch Mineralstoffe und Spurenelemente werden mithilfe der Bacteroides aus dem restlichen Nahrungsbrei isoliert und über die Resorption in den Darmzotten dem Körperstoffwechsel zur Verfügung gestellt. Die Bakterien übernehmen damit eine wichtige Erweiterung der Verdauungsmöglichkeiten des Körpers. Ohne die Aktivität der Bacteroides bzw. der gesamten Bakterienflora könnten wir auf Dauer nicht überleben.
Interessanterweise besteht die Darmflora bei Neugeborenen und Säuglingen hauptsächlich aus Bifidobakterien, die in der Muttermilch enthalten sind und eine wichtige Schutzfunktion ausüben. Weil die Milch keine pflanzlichen Ballaststoffe enthält, wie sie später mit der Beikost hinzukommen, werden Bacteroides erst bei der Umstellung auf andere Nahrungsbestandteile benötigt. Es ist daher wichtig, die Nahrungsumstellung zur Vermeidung von Verdauungsproblemen allmählich zu vollziehen. Die Darmflora hat dann genügend Zeit, sich entsprechend anzupassen.
Krankheiten & Beschwerden
In den seltenen Fällen, in denen eine endogene Infektion mit (fakultativ) pathogenen Bacteroides auftritt, handelt es sich meist um Entzündungen des Bauchfells (Peritonitis) und um Abszesse an der Leber und im Oberbauch. Prinzipiell können die Entzündungen von jenen Schleimhäuten ausgehen, die mit Bacteroides besiedelt sind, also von der Mundhöhle, vom Darm oder vom Urogenitaltrakt.
Falls die Stäbchenbakterien durch entsprechende Läsionen in tiefere Gewebe gelangen, finden sie ideale Bedingungen für ihr Überleben. Es kann dann zu eiternden Abszessen kommen und zusätzlich zu Gewebsnekrosen. Da sich die Infektion dabei unter Luftabschluss entwickelt, kann es bei dem abgestorbenen Gewebe zu einer sehr unangenehmen Geruchsentwicklung kommen. In sehr seltenen Fällen, wenn die nekrotischen Gewebeabbauprodukte in die Blutbahn gelangen und das Immunsystem mit der punktuellen Belastung überfordert ist, kann sich eine unmittelbar lebensbedrohliche Sepsis entwickeln, die – ähnlich wie bei allergischen Reaktionen – einer überbordenden Immunreaktion entspricht.
Ein Test auf Bacteroides kann über den Nachweis arttypischer organischer Säuren oder Enzyme mittels Gaschromatographie erfolgen. Lange Zeit war dieses Verfahren der übliche Weg zur Artbestimmung; heute wird sie in mikrobiologischen Laboren in der Regel massenspektrometrisch (MALDI-TOF) oder molekularbiologisch über die Sequenzierung der 16S-rRNA vorgenommen. Diagnose und Nachweis des Bakteriums über das Anlegen einer Kultur sind ebenfalls sicher, es muss aber dabei berücksichtigt werden, dass das Material mit den enthaltenen Bacteroides möglichst unter Luftabschluss transportiert werden muss, da die Erreger bei längerer Luftexposition absterben.
Systematik und Namensgeschichte
Die Gattung Bacteroides wurde bereits 1919 von den Tropenmedizinern Aldo Castellani und Albert Chalmers beschrieben. Der Name setzt sich aus dem Wort für Stäbchen und der griechischen Endung für „ähnlich“ zusammen und bedeutet somit sinngemäß „stäbchenartig“. Als Typusart der Gattung gilt Bacteroides fragilis – jene Art, die zugleich am häufigsten in Krankheitsprozessen des Menschen nachgewiesen wird.
Innerhalb des Stammbaums der Bakterien stehen die Bacteroides weit entfernt von den grampositiven Sporenbildnern wie den Clostridien. Sie bilden mit verwandten Gattungen eine eigene große Abteilung, die nach ihnen benannt ist (Bacteroidota, früher Bacteroidetes). Zu den nächsten Verwandten zählen die Gattungen Prevotella, die vor allem in der Mundhöhle und im Urogenitaltrakt vorkommt, sowie Porphyromonas, deren Arten an der Entstehung von Zahnbetterkrankungen beteiligt sind.
Die Gattung war lange Zeit ein Sammelbecken für nahezu alle gramnegativen, anaeroben Stäbchen ohne Sporen. Erst als in den 1980er Jahren Erbgutvergleiche verfügbar wurden, zeigte sich, wie unterschiedlich diese Bakterien tatsächlich sind. Die dunkel pigmentierten Arten wurden daraufhin in die neuen Gattungen Prevotella und Porphyromonas ausgegliedert; weitere Arten kamen in Gattungen wie Parabacteroides oder Phocaeicola. Im engeren Sinne bleiben heute vor allem die Arten der sogenannten Bacteroides-fragilis-Gruppe übrig, zu der neben B. fragilis auch B. thetaiotaomicron und B. ovatus gehören. Abzugrenzen sind die Bacteroides außerdem von den spindelförmigen Fusobakterien, die ebenfalls gramnegativ und anaerob sind, sich aber schon im mikroskopischen Bild durch ihre zugespitzten Enden unterscheiden.
Bau der Bakterienzelle
Wie alle gramnegativen Bakterien besitzen Bacteroides eine zweischichtige Hülle: eine innere Zellmembran, darüber eine dünne, stützende Schicht aus Murein und ganz außen eine zweite, äußere Membran. In dieser äußeren Membran sitzen Lipopolysaccharide – jene Moleküle, die bei vielen Darmbakterien als sogenanntes Endotoxin heftige Fieber- und Kreislaufreaktionen auslösen. Bemerkenswert ist, dass das Endotoxin der Bacteroides deutlich schwächer wirkt als das der klassischen Darmbakterien wie Escherichia coli. Das ist einer der Gründe, weshalb die massenhafte Anwesenheit dieser Keime im Darm vom Körper toleriert wird.
Bacteroides fragilis umgibt sich zusätzlich mit einer Kapsel aus Zuckerketten. Diese Kapsel schützt die Zelle vor dem Zugriff der Fresszellen und gilt als der wichtigste Faktor dafür, dass gerade diese Art Abszesse hervorrufen kann. Zugleich ist eines der Kapselzucker-Moleküle, das sogenannte Polysaccharid A, Gegenstand intensiver Forschung, weil es die Reifung bestimmter regulierender Zellen des Immunsystems fördert – ein Beispiel dafür, wie eng Nutzen und Schaden bei diesen Bakterien beieinanderliegen.
Das Erbgut der Bacteroides ist für Darmbakterien vergleichsweise umfangreich. Ein auffällig großer Teil davon entfällt auf Gene für zuckerspaltende Enzyme. Diese Gene liegen in Gruppen zusammen, die jeweils den vollständigen Werkzeugsatz für den Abbau eines bestimmten Vielfachzuckers enthalten: Erkennungs- und Transportproteine an der Zelloberfläche, spaltende Enzyme und einen Schalter, der die ganze Gruppe nur dann anschaltet, wenn der passende Zucker tatsächlich vorhanden ist. Diese Ausstattung erklärt die Wandlungsfähigkeit der Bakterien im wechselnden Nahrungsangebot des Dickdarms.
Stoffwechsel und Wachstumsbedingungen
Bacteroides gewinnen ihre Energie ausschließlich durch Vergärung von Zuckern; als Endprodukte entstehen vor allem Essigsäure, Propionsäure und Bernsteinsäure. Sauerstoff können sie für ihren Stoffwechsel nicht nutzen. Anders als viele andere strikte Anaerobier sterben sie an der Luft jedoch nicht sofort ab: Sie verfügen über Schutzenzyme, die aggressive Sauerstoffverbindungen entgiften, und überstehen dadurch eine kurze Luftexposition. Für die Praxis bedeutet das, dass Untersuchungsmaterial zwar rasch, aber nicht in Sekunden ins Labor gelangen muss.
Als Wachstumstemperatur bevorzugen sie die Körpertemperatur des Menschen. Charakteristisch ist ihre Unempfindlichkeit gegenüber Gallensäuren – eine Eigenschaft, die im Labor gezielt zur Anzucht ausgenutzt wird und ökologisch erklärt, warum sich die Gattung ausgerechnet im gallensäurehaltigen Darm behauptet. Für ihr Wachstum benötigen Bacteroides zusätzlich Hämin, den eisenhaltigen Farbstoffbaustein des Blutfarbstoffs, sowie Vitamin K. Beides finden sie im Darm vor; im Labor müssen beide Stoffe den Nährböden zugesetzt werden.
Rolle im Darmmikrobiom
Der Beitrag der Bacteroides zur Verdauung beschränkt sich nicht auf das Aufschließen von Nahrungsresten. Bei der Vergärung von Ballaststoffen entstehen kurzkettige Fettsäuren, die von der Darmschleimhaut aufgenommen werden. Ein Teil dient den Zellen der Dickdarmschleimhaut unmittelbar als Brennstoff, ein anderer gelangt über das Blut zur Leber und geht dort in den allgemeinen Stoffwechsel ein. Auf diesem Weg trägt die Darmflora messbar zur Energieversorgung des Körpers bei.
Fehlen Ballaststoffe in der Nahrung, weichen Bacteroides auf die Zuckerketten der körpereigenen Schleimschicht aus, die den Darm auskleidet. Im Tierversuch führt eine dauerhaft ballaststoffarme Kost auf diese Weise zu einer Ausdünnung der schützenden Schleimschicht. Dieser Befund gilt als eine der Erklärungen dafür, weshalb die Zusammensetzung der Nahrung die Widerstandskraft der Darmwand beeinflusst.
Eine weitere Leistung der Darmbakterien ist die sogenannte Kolonisationsresistenz: Eine dicht besiedelte, stabile Flora verbraucht die verfügbaren Nährstoffe und besetzt die Anheftungsstellen an der Schleimhaut, sodass neu hinzukommende Krankheitserreger kaum Fuß fassen können. Wird dieses Gefüge gestört – etwa durch Antibiotika –, entsteht Raum für Keime wie Clostridium difficile.
Nachweis und Anzucht
Für den Nachweis ist entscheidend, wie das Untersuchungsmaterial gewonnen und transportiert wird. Geeignet sind Eiter, Gewebeproben oder Punktate, die unter Luftabschluss in sauerstoffarme Transportmedien gegeben werden; ein Abstrich aus einer offenen Wunde ist dagegen wenig aussagekräftig, weil er unvermeidlich mit der normalen Flora vermischt ist. Im Labor erfolgt die Bebrütung in sauerstofffreien Behältern oder Anaerobierzelten.
Ein erster Hinweis ergibt sich bereits im mikroskopischen Präparat nach Gram-Färbung: Man sieht gramnegative, unterschiedlich lange Stäbchen mit unregelmäßig angefärbten Enden. Zur Anzucht dienen Nährböden mit Blut- oder Hefezusatz sowie Selektivmedien, die durch den Zusatz von Gallensalzen und Antibiotika, gegen die Bacteroides von Natur aus unempfindlich sind, die Begleitflora unterdrücken. Die Artbestimmung erfolgt heute überwiegend massenspektrometrisch. Bei einer Blutstrominfektion werden anaerobe Blutkulturflaschen beimpft; da Bacteroides vergleichsweise langsam wachsen, kann der Nachweis länger dauern als bei Darmbakterien, die Sauerstoff nutzen können.
Resistenzlage
Bacteroides gelten als eine der widerstandsfähigsten Gruppen unter den Anaerobiern. Nahezu alle Stämme von B. fragilis bilden ein Enzym, das den Beta-Lactam-Ring von Penicillin und vielen Cephalosporinen spaltet; diese Wirkstoffe sind daher unwirksam. Gegen Aminoglykosid-Antibiotika sind sie von Natur aus unempfindlich, weil deren Aufnahme in die Bakterienzelle einen sauerstoffabhängigen Transport voraussetzt, den anaerobe Bakterien nicht besitzen.
Wirksam sind vor allem Metronidazol, Carbapeneme sowie Kombinationen aus einem Penicillin-Abkömmling mit einem Hemmstoff der genannten spaltenden Enzyme. Bei Clindamycin hat die Widerstandsfähigkeit über die Jahre so weit zugenommen, dass eine Behandlung ohne vorherige Testung als unsicher gilt. Vereinzelt sind auch Stämme beschrieben worden, die Carbapeneme spalten oder Metronidazol unwirksam machen; sie sind bislang selten, werden aber überwacht, weil bei einer solchen Kombination kaum noch Behandlungsmöglichkeiten bleiben. Erschwerend kommt hinzu, dass Bacteroides Resistenzgene über bewegliche Erbgutelemente untereinander und an andere Darmbakterien weitergeben können – der Darm wirkt insofern als Umschlagplatz für Resistenzen.
Bedeutung über die Krankheitslehre hinaus
Bacteroides thetaiotaomicron ist zu einem der wichtigsten Modellorganismen der Mikrobiomforschung geworden. An keimfrei aufgezogenen Tieren, denen gezielt einzelne Bakterienarten zugesetzt werden, lässt sich untersuchen, wie ein einzelnes Darmbakterium die Genaktivität der Darmschleimhaut, die Gefäßbildung in der Darmwand und die Ausreifung des Immunsystems beeinflusst. Viele grundlegende Erkenntnisse über das Zusammenspiel von Mensch und Darmflora stammen aus solchen Versuchsanordnungen.
Praktische Anwendung finden Bacteroides außerdem in der Gewässerüberwachung. Da sie im Darm sehr zahlreich, außerhalb aber nicht vermehrungsfähig sind und ihre Erbgutabschnitte sich zwischen Mensch und Nutztieren unterscheiden, lassen sich mit molekularbiologischen Verfahren Rückschlüsse darauf ziehen, ob eine fäkale Verunreinigung eines Gewässers aus menschlichen Abwässern oder aus der Landwirtschaft stammt. Von biotechnologischem Interesse sind schließlich die zahlreichen zuckerspaltenden Enzyme der Gattung, die bei der Analyse und Verarbeitung komplexer Kohlenhydrate eingesetzt werden.
Quellen
- Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
ISBN: 9783662613849
- Hof, H., Schlüter, D. (Hrsg.): Duale Reihe Medizinische Mikrobiologie.
ISBN: 9783132443174
- Kayser, F. H., Böttger, E. C., Deplazes, P., et al.: Taschenlehrbuch Medizinische Mikrobiologie.
ISBN: 9783132447936
- Jung, N., Rieg, S. (Hrsg.): Klinikleitfaden Infektiologie.
ISBN: 9783437223228
- Brodt, H.-R., Simon, C. (Hrsg.): Infektionstherapie.
ISBN: 9783132423435