Bakteriologie

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 2. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

Sie sind hier: Startseite Behandlungen Bakteriologie

Lange galt die 1999 beschriebene Schwefelperle von Namibia als das größte bekannte Bakterium. Diese Bakterienart ist sogar mit bloßem Auge zu sehen, ihr Durchmesser beträgt etwa dreiviertel Millimeter. Inzwischen ist mit Thiomargarita magnifica eine noch deutlich größere Bakterienart beschrieben worden, die Zentimetergröße erreichen kann.

Bakterien sind selbstständige, mikroskopisch kleine Lebewesen, die eine Zellstruktur aufweisen und einen eigenen Stoffwechsel besitzen. Das Wort „Bakteria“ stand ursprünglich für alle kleinen, einzelligen Organismen, die durch ein Mikroskop sichtbar waren. Bakterien bilden neben den Archaeen (Archaea) und den Eukaryoten (Eukarya) eine der drei Domänen des Lebens. Sie gehören zu den Prokaryonten, sind also Organismen ohne echten Zellkern; ihre Erbsubstanz liegt frei im Zellinneren in einem Bereich, der Nucleoid genannt wird. Dabei ist die DNA nicht im Zellkern enthalten, sondern liegt als Nucleoid frei im Zytoplasma. Auch besitzen sie keine von einer Membran umschlossenen Zellorganellen wie z. B. Mitochondrien.

Nach der Form können Bakterien als kugel-, semmel-, keulenförmig, als Stäbchen oder als Spirale bezeichnet werden. Daneben gibt es Bakterien, die eine Mycelbildung aufweisen, also ein verzweigtes Gebilde aus Fäden besitzen, oder fusiforme Bakterien als Stäbchen mit spitzen Enden. Als eigenes Forschungsgebiet stellt die Bakteriologie Bakterien in den Mittelpunkt ihrer Untersuchungen.

Was ist die Bakteriologie ?

Die Bakteriologie ist aus dem Griechischen übersetzt die Lehre der Stäbchen. Sie beschäftigt sich in erster Linie mit Bakterien, die krankmachend sind.

Die Bakteriologie ist aus dem Griechischen übersetzt die Lehre der Stäbchen. Sie beschäftigt sich in erster Linie mit Bakterien, die krankmachend sind. Bakterien wurden zum ersten Mal von dem holländischen Kaufmann und Wissenschaftler Antoni van Leeuwenhoek im Jahr 1676 entdeckt. Er nutzte dafür ein selbst entworfenes Mikroskop, untersuchte den eigenen Speichel und Wasser aus verschiedenen Gewässern. Er war einer der ersten Menschen, der Zellen und kleinere Lebewesen unter einem Mikroskop beobachtete und entwickelte den Vorläufer des Lichtmikroskops.

Damit stellt die Bakteriologie einen Teilbereich der Mikrobiologie dar. Diese wiederum ist die Wissenschaft zur Erforschung von Mikroorganismen, ihrer Wirkung auf andere Organismen und ihrem Stoffwechsel. Andere Teilbereiche sind die Virologie, die Mykologie oder die Parasitologie.

Behandlungen & Therapien

Nach und nach konnte nachgewiesen werden, dass Bakterien nicht, wie zuvor angenommen wurde, Lebewesen einer Urzeugung aus einer unbelebten Natur sind, sondern durch die Luft verbreitet werden. Auch fand Pasteur heraus, dass Bakterien sich durch verschiedene Verfahren abtöten lassen, so u. a. durch Erhitzen. Das Verfahren wurde nach ihm benannt.

Die Ergebnisse der Bakteriologie trugen dazu bei, bald die hygienischen Verhältnisse enorm zu verbessern, hochwirksame Impfstoffe gegen Infektionen zu entwickeln und schwerwiegende Krankheiten wie die Pest weit zurückzudrängen. In der heutigen Zeit beschäftigt sich die Bakteriologie vor allem mit Antibiotikaresistenzen und mit Krankenhauskeimen; Viruserkrankungen wie AIDS oder Grippeinfektionen sind dagegen Gegenstand der Virologie.

Diagnose & Untersuchungsmethoden

Methoden der Bakteriologie sind z. B. Kulturnachweise, das heißt, Ausstriche von Bakterienmaterial auf Trägermaterialen und die damit einhergehende Auswertung der Form und des Wachstums einer Kolonie. Dabei werden Erregerzüchtungen auf flüssigen oder festen Nährböden angelegt und eine Infektionsdiagnostik erstellt, um so Keime zu identifizieren, ihre Resistenz zu bestimmen und das Ganze epidemiologisch zu untersuchen.

Genauso wichtig ist die Mikroskopie, die Bakterien in Suspensionen und nach dem Anfärben sichtbar macht. Methoden sind die Gram-Färbung, um Bakterien zu differenzieren und in zwei Gruppen einzuteilen, und zwar in grampositive und –negative Bakterien, die blau und rot gefärbt werden. Die Gram-Färbung wurde Ende des 19. Jahrhunderts von dem dänischen Arzt Hans Christian Gram erfunden. Sie ist eines der wertvollsten Diagnoseverfahren in der Mikrobiologie. Bakterien können hierbei nach dem Aufbau der Zellwand unterschieden werden, wobei die verschiedene Färbung auf den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Zellwand beruht. Darüber lassen sich wieder Diagnosen stellen und für verschiedene Infektionskrankheiten geeignete Antibiotika auswählen.

Eine andere Methode ist das Antibiogramm, ein Ausstrich von Bakterien, die mit verschiedenen antibiotischen Stoffen in ihrem Wachstum und ihrer Reaktion getestet werden, der Antigen- oder Nukleinsäurenachweis und die Serologie, die wiederum spezifische Antikörper im Serum nachweist.

Nicht alle bakteriellen Erkrankungen sind ansteckend. Es sind Krankheiten, die durch einen Erreger hervorgerufen werden und häufig Menschen mit einem schwächeren Immunsystem betreffen. Zumeist geht ihnen eine symptomfreie Inkubationszeit voraus. Bei nicht immungeschwächten Menschen können solche Krankheiten sogar unbemerkt kommen und wieder verschwinden. Dagegen gibt es septisch und schwerwiegend verlaufende Infektionserkrankungen, auf die der Körper mit einem beschleunigten Puls, Fieber und rasender Atmung reagiert. Das Immunsystem versucht so, den Erreger zu eliminieren. Medizinische Gegenmittel sind Antibiotika gegen Bakterien oder Virostatika gegen Viren.

Solche Krankheiten werden häufig durch einen parasitären Mikroorganismus ausgelöst, besonders durch einzellige und kernlose Bakterien, mit denen sich die Bakteriologie ausführlich beschäftigt. Typische Erscheinungsformen sind Hirnhaut- oder Lungenentzündungen, Tuberkulose, Cholera oder Lyme-Borreliose. Letztere ist eine Erkrankung, die durch z. B. Zecken übertragen werden kann.

Aufbau und Vermehrung der Bakterien

Der Zellaufbau eines Bakteriums ist einfacher als der einer menschlichen Zelle, deshalb aber nicht primitiv. Die Erbinformation liegt in aller Regel als ein einziges, ringförmig geschlossenes DNA-Molekül frei im Zytoplasma. Daneben können kleinere, ebenfalls ringförmige Erbgutstücke vorkommen, die Plasmide genannt werden. Diese Plasmide sind für die Medizin besonders bedeutsam, denn sie können Erbinformationen tragen, die einem Bakterium Widerstandsfähigkeit gegen Antibiotika verleihen, und sie lassen sich zwischen Bakterien weitergeben. Für die Eiweißherstellung besitzen Bakterien Ribosomen, die sich im Aufbau von denen menschlicher Zellen unterscheiden – ein Unterschied, den mehrere Antibiotikagruppen gezielt ausnutzen.

Umgeben wird die Zelle von einer Zellmembran und darüber von einer Zellwand, deren tragendes Gerüst aus Murein (Peptidoglykan) besteht. Dicke und Schichtung dieser Wand sind der eigentliche Grund für das unterschiedliche Verhalten in der Gram-Färbung: Grampositive Bakterien besitzen eine dicke Mureinschicht, die den Farbstoff festhält, gramnegative eine dünne, über der zusätzlich eine äußere Membran liegt. Manche Arten umgeben sich außerdem mit einer Schleimkapsel, die sie vor den Fresszellen des Immunsystems abschirmt. Bewegliche Arten tragen fadenförmige Anhänge zur Fortbewegung, kürzere Fortsätze dienen dem Anheften an Oberflächen und Schleimhäuten. Gerade diese Haftfähigkeit erklärt, warum sich Bakterien auch auf Kathetern, Gelenkersatz und anderen Fremdmaterialien im Körper festsetzen und dort schwer zu bekämpfende Beläge bilden können.

Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich durch Zweiteilung: Die Zelle verdoppelt ihr Erbgut und teilt sich anschließend in zwei Tochterzellen. Unter günstigen Bedingungen kann die Zellzahl dadurch in kurzer Zeit stark ansteigen; wie schnell das geschieht, hängt von der Art, der Temperatur und dem Nährstoffangebot ab. Einige Gattungen, darunter Bacillus und Clostridium, können bei ungünstigen Bedingungen Dauerformen ausbilden, sogenannte Sporen. Diese überstehen Hitze, Trockenheit und viele Desinfektionsmittel und keimen erst wieder aus, wenn die Umgebung es zulässt. Für Hygiene und Sterilisation ist das ein zentrales Problem, weil gegen Sporen nicht jedes gebräuchliche Verfahren der Desinfektion ausreicht.

Nach ihrem Sauerstoffbedarf unterscheidet die Bakteriologie aerobe Arten, die Sauerstoff zum Wachstum benötigen, anaerobe Arten, denen Sauerstoff schadet, und Arten, die sich auf beides einstellen können. Diese Einteilung hat unmittelbare praktische Folgen für das Labor: Wer ein anaerobes Bakterium nachweisen will, muss die Probe unter Sauerstoffabschluss transportieren und bebrüten, sonst geht der Erreger auf dem Weg zum Labor zugrunde und der Befund fällt fälschlich unauffällig aus.

Bakterien als Teil des gesunden Körpers

Nur ein kleiner Teil der bekannten Bakterienarten ist überhaupt in der Lage, den Menschen krank zu machen. Haut, Mund, Rachen, Darm und Scheide sind beim Gesunden dicht mit Bakterien besiedelt; die Gesamtheit dieser Besiedlung wird als Mikrobiom bezeichnet. Der Darmflora werden dabei Aufgaben bei der Verwertung von Nahrungsbestandteilen, bei der Bildung einzelner Vitamine und bei der Prägung des Immunsystems zugeschrieben. Eine dichte, stabile Besiedlung erschwert es außerdem fremden Keimen, sich anzusiedeln.

Aus dieser Doppelrolle folgt eine der wichtigsten Unterscheidungen der medizinischen Bakteriologie: die zwischen Besiedlung und Infektion. Der Nachweis eines Bakteriums in einer Probe bedeutet für sich genommen noch nicht, dass dieses Bakterium die Beschwerden verursacht. Ein Rachenabstrich fördert regelmäßig Arten zutage, die dort bei jedem Menschen vorkommen. Erst das Zusammenspiel von Beschwerdebild, Entzündungszeichen, Art des Untersuchungsmaterials und Menge des nachgewiesenen Erregers erlaubt die Einordnung. Bei Materialien, die von Natur aus keimfrei sein sollten – etwa Blut, Gelenkpunktat oder Nervenwasser –, wiegt ein Nachweis entsprechend schwerer als bei einem Abstrich von Haut oder Schleimhaut.

Viele Erreger sind Gelegenheitskeime: Escherichia coli gehört im Darm zur normalen Besiedlung, ist in der Harnblase aber ein häufiger Auslöser einer Harnwegsinfektion. Staphylokokken besiedeln bei vielen Menschen unbemerkt die Nase und können, wenn sie in eine Wunde gelangen, eine Wundinfektion oder eine Blutvergiftung verursachen. Diese Verschiebung vom harmlosen Mitbewohner zum Krankheitserreger tritt besonders dann ein, wenn die körpereigene Abwehr geschwächt ist oder wenn Barrieren wie Haut und Schleimhaut durch Verletzungen, Operationen oder Zugänge durchbrochen werden.

Antibiotika und Resistenzen

Antibiotika greifen an Strukturen an, die Bakterien besitzen und menschliche Zellen nicht. Betalaktame, zu denen die Penicilline gehören, stören den Aufbau der bakteriellen Zellwand. Andere Gruppen hemmen die Eiweißherstellung an den bakteriellen Ribosomen, blockieren die Vervielfältigung des Erbguts oder greifen in den Folsäurestoffwechsel des Bakteriums ein. Aus diesem Wirkprinzip erklärt sich zugleich, warum Antibiotika gegen Viren nichts ausrichten: Viren besitzen die angegriffenen Strukturen nicht.

Resistenz bedeutet, dass ein Bakterium einem Wirkstoff standhält, gegen den seine Art ursprünglich empfindlich war. Die Wege dorthin sind bekannt: Bakterien können Enzyme bilden, die den Wirkstoff spalten – die Betalaktamasen sind das bekannteste Beispiel –, sie können den Angriffspunkt so verändern, dass der Wirkstoff nicht mehr bindet, sie können den Stoff aus der Zelle heraustransportieren oder ihre Hülle für ihn weniger durchlässig machen. Weil solche Eigenschaften auf Plasmiden liegen können, sind sie nicht nur an die Nachkommen, sondern auch an andere Bakterien weiterzugeben, teilweise über Artgrenzen hinweg. Bekannt geworden sind vor allem MRSA, also Staphylokokken, gegen die ein Großteil der sonst üblichen Betalaktame nicht mehr wirkt, sowie gramnegative Erreger mit Enzymen, die ein sehr breites Wirkstoffspektrum unwirksam machen.

Die Bakteriologie liefert die Datengrundlage im Umgang mit diesem Problem. Sie bestimmt im Einzelfall, welche Wirkstoffe bei einem Isolat noch wirken, und sie wertet diese Ergebnisse zusammengefasst aus, damit Kliniken und Praxen wissen, welche Erreger und welche Resistenzen in ihrem Umfeld verbreitet sind. Aus solchen Übersichten leiten Ärztinnen und Ärzte ab, mit welchem Mittel eine Behandlung sinnvollerweise begonnen wird, bevor der Erreger namentlich feststeht.

Ablauf einer bakteriologischen Untersuchung

Am Anfang steht die Probennahme, und sie entscheidet über die Aussagekraft des gesamten Befundes. Nach Möglichkeit wird das Material entnommen, bevor eine Antibiotikabehandlung beginnt, denn schon begonnene Therapien können den Erreger so weit zurückdrängen, dass er sich nicht mehr anzüchten lässt. Je nach Fragestellung dienen ein Abstrich von Wunde, Rachen oder Nase, Urin, Stuhl, Blut, Auswurf, Punktate oder Gewebeproben als Untersuchungsmaterial. Für den Transport gibt es Röhrchen mit Nährmedien, die den Erreger auf dem Weg ins Labor am Leben halten, ohne dass er sich stark vermehrt.

Im Labor wird das Material auf Nährböden ausgestrichen und bebrütet. Aus einer einzelnen Bakterienzelle wächst dabei eine mit bloßem Auge sichtbare Kolonie heran, deren Form, Farbe und Verhalten auf dem Nährboden erste Hinweise auf die Art geben. Zur genauen Bestimmung dienen heute vor allem massenspektrometrische Verfahren, die das Eiweißmuster einer Kolonie mit einer Datenbank abgleichen, sowie biochemische Testreihen. Ergänzend können molekulare Verfahren wie die Polymerase-Kettenreaktion Erregererbgut direkt im Untersuchungsmaterial nachweisen; das gelingt auch bei Arten, die sich schlecht oder gar nicht anzüchten lassen, und es geht schneller als eine Kultur, sagt aber nichts darüber aus, ob der Erreger noch vermehrungsfähig war.

Weil eine Anzucht mit anschließender Empfindlichkeitsprüfung Zeit braucht, beginnt die Behandlung schwerer Infektionen meist, bevor der Befund vorliegt. Die Wahl richtet sich dann nach dem wahrscheinlichen Erregerspektrum. Trifft der Befund ein, kann auf ein gezielteres Mittel umgestellt werden. Diese Abfolge ist einer der Gründe, warum bakteriologische Diagnostik auch dann sinnvoll ist, wenn bereits behandelt wird.

Wer in der Bakteriologie arbeitet

Die bakteriologische Diagnostik in Deutschland ist Aufgabe medizinischer Laboratorien, die ärztlich geleitet werden. Der zugehörige Weiterbildungsweg für Ärztinnen und Ärzte ist der Facharzt für Mikrobiologie, Virologie und Infektionsepidemiologie, der an das Medizinstudium anschließt. Ein Teil der ärztlichen Aufgabe ist dabei nicht die Untersuchung selbst, sondern die Beratung der behandelnden Kolleginnen und Kollegen: welches Material sinnvoll ist, wie ein Befund zu deuten ist und welche Behandlung sich daraus ableiten lässt.

Den weitaus größten Teil der praktischen Laborarbeit leisten medizinisch-technische Assistentinnen und Assistenten für Laboratoriumsanalytik, deren Ausbildung an Berufsfachschulen erfolgt. Daneben arbeiten Biologinnen, Biotechnologen und Lebensmittelchemiker in bakteriologischen Laboren, überwiegend nach einem Hochschulstudium der Biologie, Mikrobiologie oder Biotechnologie mit anschließender Spezialisierung. Arbeitsfelder finden sich in Krankenhauslaboren und laborärztlichen Praxen, an Universitäten und Forschungsinstituten, in Gesundheitsämtern und Landesuntersuchungsämtern, in der Lebensmittel- und Wasseruntersuchung, in der Arzneimittelentwicklung sowie in der Veterinärmedizin.

Was ein bakteriologischer Befund bedeutet

Ein bakteriologischer Befund nennt zunächst, ob und welche Erreger nachgewiesen wurden, häufig zusammen mit einer Angabe zur Menge. Wurde ein Erreger angezüchtet, folgt in der Regel die Empfindlichkeitsprüfung. Deren Ergebnis wird in Kategorien angegeben, die aussagen, ob der getestete Wirkstoff bei üblicher Anwendung voraussichtlich wirkt, ob er nur unter besonderen Bedingungen in Betracht kommt oder ob er nicht in Frage kommt. Diese Angaben beziehen sich auf das untersuchte Isolat, nicht allgemein auf die Art, und sie ersetzen die ärztliche Beurteilung des Krankheitsbildes nicht.

Ein Befund ohne Erregernachweis ist nicht gleichbedeutend mit dem Ausschluss einer Infektion. Er kann bedeuten, dass keine Erreger vorhanden waren, aber auch, dass die Probe ungünstig entnommen oder transportiert wurde, dass bereits Antibiotika gegeben wurden oder dass der gesuchte Erreger sich mit dem gewählten Verfahren nicht anzüchten lässt. Umgekehrt kann der Nachweis eines Bakteriums auch die normale Besiedlung widerspiegeln. Aus beiden Gründen wird ein bakteriologischer Befund immer im Zusammenhang mit den Beschwerden und den übrigen Untersuchungsergebnissen gelesen.

Abgrenzung zu benachbarten Fächern

Die Bakteriologie teilt sich das Feld der Infektionsdiagnostik mit mehreren Nachbarfächern. Die Virologie befasst sich mit Viren, die keinen eigenen Stoffwechsel besitzen und sich nur in fremden Zellen vermehren; sie arbeitet deshalb überwiegend mit molekularen Nachweisverfahren und Zellkulturen statt mit Nährböden. Die Mykologie untersucht Pilze, die Parasitologie ein- und mehrzellige Parasiten. Als übergeordnetes Fach fasst die Mikrobiologie diese Bereiche zusammen.

Von der Immunologie unterscheidet sich die Bakteriologie durch die Blickrichtung: Diese untersucht die Abwehrreaktion des Wirtes, jene den Erreger; in der Serologie, die Antikörper gegen bestimmte Erreger nachweist, greifen beide Fächer ineinander. Die Hygiene und die Krankenhaushygiene nutzen bakteriologische Befunde, um Übertragungswege zu unterbrechen und Ausbrüche einzudämmen, und die Infektionsepidemiologie verfolgt die Ausbreitung von Erregern in der Bevölkerung. Die Infektiologie schließlich ist das klinische Fach am Krankenbett, das die Erkenntnisse der genannten Disziplinen in Behandlungsentscheidungen übersetzt.

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.): Medizinische Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132423558

• Holtmann, H., Holtmann, J., Lommen, J.: Medizinische Mikrobiologie, Hygiene und Infektiologie.
  ISBN: 9783437414718

• Jung, N., Rieg, S. (Hrsg.): Klinikleitfaden Infektiologie.
  ISBN: 9783437223228

• Herold, G.: Innere Medizin 2026.
  ISBN: 9783982116655

Das könnte Sie auch interessieren