Viren, Bakterien und Pilze: die Unterschiede

Diese winzigen Mikroorganismen sind für eine Vielzahl von Krankheiten verantwortlich, von einfachen Magen-Darm-Infektionen bis hin zu lebensbedrohlicher Lungenentzündung. Viren, Bakterien und Pilze existieren seit jeher auf der Erde und können für den Menschen manchmal ziemlich problematisch sein. Aber wie unterscheiden sie sich? Werden sie als lebend betrachtet? Welche Krankheiten verursachen sie? Erfüllen sie gleichzeitig nützliche Funktionen für den Menschen? Lassen Sie uns eine Reise in die Welt der Viren, Bakterien und Pilze unternehmen.

Viren, Bakterien, Pilze: Ähnlichkeiten und Unterschiede

Grippe, Tuberkulose, Ringelflechte, Keuchhusten oder HIV: Die Liste der durch Viren, Bakterien oder Pilze verursachten Krankheiten ist lang. Obwohl die Pandemie die Menschen dazu gebracht hat, sich viel mehr um den Schutz vor gefährlichen Keimen zu kümmern, sind sich viele der Unterschiede zwischen den verschiedenen Arten von Mikroorganismen nicht bewusst.

Viren und Bakterien werden beispielsweise immer noch oft in einem Atemzug genannt. Es gibt jedoch eine Reihe von Unterschieden zwischen ihnen. Nahezu die einzigen Gemeinsamkeiten sind, dass beide fast überall auf der Erde vorkommen, nur unter einem Mikroskop erkannt werden können und Krankheiten auslösen können. Ansonsten haben Viren und Bakterien tatsächlich wenig gemeinsam. Das macht es Sinn, einen genaueren Blick auf ihre Eigenschaften und Unterschiede zu werfen.

Kontrolle von Infektionen durch das Verständnis von Viren und Bakterien

Ein besseres Wissen über Krankheitserreger ist letztlich nützlich zur Kontrolle und – vor allem – zur Verhinderung viraler und bakterieller Infektionen. Im Einklang mit dem Thema dieses Artikels markierte das Jahr 2022 ein besonderes Jubiläum für Fachleute im Bereich der Infektionskontrolle. Dieses Jahr feierte die APIC (Association for Professionals in Infection Control and Epidemiology), gegründet 1972, ihr 50-jähriges Bestehen. Es ist kein Zufall, dass die Internationale Woche der Infektionsprävention im Oktober unter dem Motto "50 Jahre Infektionsprävention" stand.

Und noch ein weiteres Grossereignis rückt derzeit das Thema Mikroorganismen in den Fokus: die Welt-Antibiotika-Woche (18. bis 24. November). Sie soll auf die Gefahren multiresistenter Keime aufmerksam machen und einen bewussteren Umgang mit Antibiotika fördern. Das bietet eine gute Gelegenheit, unser Wissen über Viren, Bakterien und Pilze aufzufrischen.

Klein, kleiner, am kleinsten: die Grössenunterschiede

Beginnen wir mit dem einfachsten und am leichtesten "sichtbaren" Unterscheidungsmerkmal: der Grösse. Während jeder wahrscheinlich schon einmal einen essbaren Pilz in der Hand gehalten hat oder gesehen hat, wie Lebensmittel in der Speisekammer von lästigem Schimmel befallen wurden, können Viren und Bakterien nicht mit blossem Auge gesehen werden.

Aber selbst die mikroskopisch kleinen Organismen unterscheiden sich erheblich in der Grösse. Viren sind zum Beispiel nur 0,025 bis 0,35 Mikrometer gross. Damit sind sie bis zu hundert Mal kleiner als Bakterien. Um sie zu betrachten, benötigt man ein spezielles Elektronenmikroskop.

Bakterien hingegen sind in der Regel 0,3 bis 5 Mikrometer gross. Das ermöglicht es, sie mit einem herkömmlichen Lichtmikroskop leicht zu betrachten. Einzelne Pilzzellen sind übrigens im Vergleich zum Rest des Fruchtkörpers winzig. Im Durchschnitt messen sie zwischen 3 und 10 Mikrometer [1].

Anatomische Unterschiede

Mikroorganismen weisen erhebliche strukturelle – also "anatomische" – Unterschiede auf. Viren beispielsweise haben eine relativ einfache Struktur. Ihr Kern besteht aus dem Genom: dem genetischen Material mit Erbinformationen. Dieses Material kann als doppelsträngige DNA – wie bei Menschen –, einzelsträngig oder als RNA vorliegen. Das Genom ist von einer Proteinhülle umgeben, die als Kapsid bezeichnet wird. Einige Viren haben auch eine äussere Hülle, die sogenannte Lipidmembran. Wir unterscheiden daher zwischen behüllten Viren wie SARS-CoV-2 oder Herpes-Erregern und unbehüllten Viren wie dem Rota- oder Norovirus.

Bakterien hingegen haben komplexere Strukturen und treten in Formen wie Stäbchen, Kugeln oder Spiralen auf. Im Gegensatz zu Viren (die nicht als Lebensformen gelten) sind Bakterien einzellige Organismen. Sie haben einen eigenen Stoffwechsel und vermehren sich durch Zellteilung. Ihr genetisches Material schwimmt frei im Inneren des Bakteriums – dem sogenannten Zytoplasma –, das wiederum von einer Zellwand umgeben ist. Bakterien haben also keinen Zellkern im klassischen Sinne (wie es bei menschlichen oder tierischen Zellen der Fall ist). Viele Bakterien haben ein weiteres besonderes Merkmal: ihre sogenannten Geisseln, die ihnen eine unabhängige Fortbewegung ermöglichen.

Pilze sind eine weitere Lebensform, die sich von Viren oder Bakterien unterscheidet. Wie Tiere oder Pflanzen gehören sie zu den sogenannten Eukaryoten. Das sind Lebewesen, deren Zellen einen Kern und eine reiche Kompartimentierung haben. Im Gegensatz zu Viren und Bakterien haben Pilzzellen daher nicht nur einen Zellkern, sie enthalten auch andere Zellbestandteile, wie die sogenannten Vakuolen, in denen unter anderem Nährstoffe gespeichert werden können. Obwohl Pilze also zu den Eukaryoten zählen, sind sie per Definition weder Pflanzen noch Tiere, sondern bilden ein völlig eigenes Reich in der Welt der höheren Lebewesen.

Wo Viren, Bakterien und Pilze sich besonders wohlfühlen

Viren, Bakterien und Pilze umgeben uns überall: Sie sind in der Luft, die wir atmen, im Wasser, das wir benutzen, oder auf den Oberflächen, die wir berühren. Bakterien haften zum Beispiel an Staub- und Schmutzpartikeln, leben im Boden oder befinden sich in Lebensmitteln – und gelangen so in grössere Organismen. Einige Bakterien sind wahre Überlebenskünstler. Kolibakterien können zum Beispiel unter den richtigen Bedingungen bis zu 16 Monate auf Oberflächen überleben. Viele andere Bakterien können mehrere Tage oder Wochen in ihrer Umgebung überleben. Einige von ihnen können dies sogar unter extremen Bedingungen wie grosser Hitze oder Kälte. Und manche benötigen nicht einmal Sauerstoff.

Auch Viren können auf Oberflächen lange überleben. Noroviren können beispielsweise in bestimmten Situationen bis zu drei Wochen überleben. Im Gegensatz zu Bakterien benötigen Viren jedoch fremde Wirtszellen für ihr langfristiges Überleben. Sie müssen menschliche, tierische oder pflanzliche Zellen durchdringen und sich dann vermehren. Ohne einen Wirt sterben sie letztendlich von selbst ab.

Wie Bakterien kommen auch Pilze in unterschiedlichen Umgebungen vor. Schimmelpilze bevorzugen beispielsweise feuchte Bedingungen, weshalb sie oft in feuchten Wänden, Blumentöpfen, Nischen im Badezimmer oder in Lebensmitteln zu finden sind. Einige Pilze fühlen sich jedoch auf der Haut und im Körper wohl, wie die Gattung Candida albicans. Sie sind verantwortlich für die Infektionskrankheit Candidose (Soor) und gelangen meist über die Nahrung in den menschlichen Körper. Auf Oberflächen kann Candida albicans bei hoher Luftfeuchtigkeit mehrere Monate überleben [2].

Lassen Sie uns über Fortpflanzung sprechen

Wir haben gesehen, wie Viren, Bakterien und Pilze strukturiert sind, wie sie klassifiziert werden und wo sie sich besonders wohlfühlen. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen ihnen ist, wie sie sich vermehren. Viren sind in dieser Hinsicht äusserst einzigartig. Da sie nicht als Lebewesen gelten und sich nicht selbstständig vermehren können, benötigen sie einen Wirt, also ein anderes Lebewesen, um zu überleben, wie bereits erwähnt.

Nachdem Viren in einen Organismus eingedrungen sind, schleusen sie ihre eigenen genetischen Informationen (das Genom) in die Zellen des Wirts ein und programmieren diese somit um. Die Wirtszellen produzieren dann neue Viren und sterben anschliessend meist ab. Die neu produzierten Viren machen sich dann auf die Suche nach neuen "Opfern" und der Vermehrungsprozess beginnt von vorne. Wirtszellen können zum Beispiel Leber- und Muskelzellen oder unsere Blutzellen sein [3].

Bakterien und Pilze vermehren sich auf andere Weise. Wie menschliche Zellen vermehren sich Bakterienzellen in der Regel durch Zellteilung. Das bedeutet, dass die Zelle ihr genetisches Material kopiert und sich dann in zwei Hälften teilt, wodurch sich eine Mutterzelle in zwei Tochterzellen aufspaltet, die sich dann wiederum teilen [4]. Pilzzellen vermehren sich ebenfalls durch Zell- oder Kernteilung. Zusätzlich können sie Sporen bilden, die sich ähnlich wie Pflanzensamen in der Umwelt verbreiten. Unter den richtigen Bedingungen führt dies zum Wachstum neuer Pilze [5].

Wie Mikroorganismen krank machen können

Wenn kleine Krankheitserreger in unseren Körper gelangen – z.B. wenn wir kontaminierte Lebensmittel essen oder Partikel aus der Luft einatmen – können bestimmte Viren, Bakterien und Pilze Krankheiten verursachen. Wie passiert das? Wenn sich Viren vermehren, programmieren sie die körpereigenen Zellen – wie weisse Blutkörperchen – um und verhindern, dass sie ihre eigentlichen Aufgaben erfüllen, wobei sie diese oft zerstören. Dies wiederum kann verschiedene Krankheiten auslösen – von einer einfachen Grippe bis hin zu Hepatitis, AIDS oder Covid.

Bakterien hingegen zerstören während einer Infektion normalerweise keine Zellen. Stattdessen produzieren ihre Stoffwechselprozesse im Körper Substanzen, die für den Menschen schädlich sind. Das Immunsystem des Körpers versucht, diese Substanzen und die eingedrungenen Bakterien zu bekämpfen und zu eliminieren, was zu Symptomen wie Fieber oder Erbrechen führen kann. Bekannte durch bakterielle Infektionen verursachte Krankheiten sind Durchfall, Tuberkulose, Lungenentzündung oder verschiedene Harnwegs- und Wundinfektionen.

Schliesslich werden durch Pilze verursachte Infektionskrankheiten als Mykosen bezeichnet. Beispiele hierfür sind Fusspilz oder Nagelpilz. Die Erreger, die von Mensch zu Mensch (meist über Hautschuppen) übertragen werden, dringen durch Risse in die Hornschicht der Haut ein, wo sie dann das Gewebe angreifen. Obwohl Hautpilze relativ harmlos sind, betreffen einige Mykosen die Atemwege oder Schleimhäute. Diese betreffen jedoch selten gesunde Menschen, da ein normales Immunsystem die Pilzsporen gut bekämpfen und somit eine Infektion verhindern kann.

Schutz vor schädlichen Erregern

Es ist nicht so schwierig, sich vor Viren, Pilzen oder Bakterien zu schützen. Die meisten von uns haben die üblichen Hygienemassnahmen ohnehin bereits verinnerlicht. Vor allem regelmässiges Händewaschen (besonders nach dem Toilettengang, vor dem Essen und nach dem Nachhausekommen) und Händedesinfektion (zum Beispiel nach der Benutzung öffentlicher Verkehrsmittel oder dem Berühren von Tieren) helfen, die meisten Infektionen zu verhindern.

Aber bei all den Unterschieden zwischen Viren, Bakterien und Pilzen fragt man sich vielleicht, ob man ein spezielles Desinfektionsmittel für jeden einzelnen Erreger benötigt. Keine Sorge. Desinfektionsmittel wie Sterillium®* haben ein breites Wirkspektrum (bakterizid, levurozid, tuberkulozid, begrenzt viruzid und begrenzt viruzd PLUS), das die meisten Erreger wie SARS-CoV-2, Influenza, Hepatitis-B-Viren oder Noroviren abtötet.

Nur unbehüllte Viren wie Polio- oder Rotaviren sind etwas schwieriger zu inaktivieren und erfordern daher ein Desinfektionsmittel mit einer Wirksamkeit von "begrenzt viruzid PLUS" und "viruzid", wie zum Beispiel Sterillium® med*.

Die Vorteile von Mikroorganismen

So wichtig Schutzmassnahmen gegen Krankheitserreger auch sind, die meisten Viren, Bakterien und Pilze sind harmlos. Der menschliche Körper beherbergt beispielsweise etwa 39 Billionen Mikroorganismen – also 39 gefolgt von zwölf Nullen. Die überwiegende Mehrheit davon ist nützlich. Viele Bakterien übernehmen wichtige Aufgaben, wie uns bei der Verdauung zu helfen oder eine natürliche Schutzschicht auf der Haut zu bilden. Nur etwa ein Prozent der Bakterien verursacht Krankheiten beim Menschen [6].

Auch Pilze kommen natürlich am und im Körper vor. Die meisten Menschen verbinden Pilze wahrscheinlich mit unangenehmen Nagelinfektionen oder Fusspilz. Aber wie Bakterien können auch Pilze für uns nützlich sein. Hefen, zum Beispiel, sind Teil der natürlichen Hautflora. Sie leben in den Hautschuppen und ernähren sich von toten Gewebepartikeln. Pilze sind auch in der Medizin von Vorteil – so wird das Antibiotikum Penicillin aus Pilzen hergestellt.

Selbst Viren sind nicht immer schädlich für den menschlichen Organismus. Zunächst einmal dringen nicht alle Viren in der menschlichen Umgebung in den Körper ein. Und nicht alle Viren, die mit Menschen in Kontakt kommen, sind tatsächlich krankheitserregend, d.h. "krankheitsverursachend". Neuere Forschungen haben sogar gezeigt, dass einige Viren die Darmflora regulieren und somit das Immunsystem stärken [7]. Heutzutage werden Viren gelegentlich auch als Therapeutika eingesetzt. In der Krebstherapie können sie beispielsweise Tumorzellen zerstören, indem sie sie angreifen und massiv vermehren [8].