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Diphtherie wird durch Bakterien (Corynebacterium diphtheriae) ausgelöst und durch Tröpfcheninfektion von Mensch zu Mensch übertragen. Die Inkubationszeit beträgt 1–7 Tage, Krankheitssymptome können Gaumen- und Rachenbelag, Schluckbeschwerden, Atem- und Kreislaufbeschwerden, Abgeschlagenheit und Fieber sein. Wird die Krankheit nicht behandelt, kann es zu Herzmuskelentzündungen, Kreislaufversagen und sogar Herztod kommen.

Vorbeugende Maßnahmen wie eine vorbeugende Diphtherieschutzimpfung in Kombination mit der Impfung gegen Wundstarrkrampf und Keuchhusten alle 10 Jahre wird empfohlen. Meldepflichtig sind Erkrankung und Tod.

Geschlechtskrankheiten werden durch sexuellen Kontakt übertragen. Je häufiger man seinen Partner wechselt, desto größer ist das Erkrankungsrisiko. Vor den meisten Geschlechtskrankheiten kann man sich durch die Benutzung eines Kondoms schützen. Die Heilungschancen sind in der Regel sehr gut, vorausgesetzt die Krankheit wird früh erkannt und behandelt. Leider zeigen sich die Symptome oft sehr spät.

Schon lange bevor man schreiben konnte wurde Hefe genutzt. Als unsere Vorfahren jedoch vor über 5 000 Jahren anfingen zu backen, vermischten sie nur Wasser und Mehl miteinander. Daraus entstanden dann die noch heute bekannten Fladenbrote. Durch eine zufällige Entdeckung im alten Ägypten gelang es, lockeres und wohlschmeckenderes Brot herzustellen. Die Entdeckung und Nutzung der Hefe begann, obwohl deren Existenz erst durch PASTEUR sicher bewiesen wurde.

Aber auch bei anderen Prozessen des täglichen Lebens ist die Hefe nicht mehr wegzudenken, z. B. bei der Bier- und Weinherstellung. Die klassische Bier-, Back- und Weinhefe wird zum einen aus Candida-Hefe, Candida utilis, und zum anderen auch aus Saccharomyces cerevisiae (Bierhefe; cerevisiae lat.: Brauer) und Saccharomyces ellipsoideus (Weinhefe) hergestellt. Alles sind Sprosspilze, welche die alkoholische Gärung verursachen. Sie sind nur unter dem Mikroskop als eiförmige Zellen sichtbar. Man braucht immerhin 20 000 000 000 Zellen, um nur ein Gramm Hefe zu haben. Heute ist die Hefe wieder, aber diesmal aus einem ganz anderen Grund, von großem Interesse für die Forschung. Es ist der ideale eukaryotische Mikroorganismus für gentechnologische Studien. Das Genom des Hefepilzes ist schon seit längerer Zeit bekannt und wird deshalb als Referenz für die genetischen Sequenzen von menschlichen und anderen eukaryotischen Genen genutzt.

Einer Infektionskrankheit geht eine Infektion („Ansteckung“) mit Krankheitserregern voraus. Diese dringen in den menschlichen Organismus ein und vermehren sich dort. Sie können von einem Organismus auf einen anderen übertragen werden. Die Krankheitserreger können an den unterschiedlichsten Stellen in den menschlichen Organismus eindringen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Krankheitserreger zu übertragen:

Die direkte Übertragung erfolgt über Tröpfcheninfektion, Schmierinfektion, Luft, Geschlechtsverkehr, Schwangerschaft, Geburt und Muttermilch. Die indirekte Übertragung dagegen wird durch Lebensmittel (Wasser, Obst), Instrumente (Spritzen) und Tiere (z. B. Mücken, Fliegen) ausgelöst. Nach der Infektion vermehren sich die Erreger im Körper. Es kommt zu den typischen Anzeichen, Symptomen, für die jeweilige Erkrankung, z. B. Ansteigen der Körpertemperatur oder Ausschlag. Den Zeitraum, der zwischen Übertragung der Erreger und dem Auftreten der Symptome (Ausbruch der Krankheit) liegt, nennt man Inkubationszeit. Während der Inkubationszeit vermehren sich die Erreger, aber es werden im Körper auch Abwehrstoffe mobilisiert, sodass in vielen Fällen die Krankheit nicht ausbricht.

Der Keuchhusten ist eine akute bakterielle Infektionskrankheit der Atemwege. Sie geht mit charakteristischen, besonders bei jüngeren Säuglingen lebensbedrohlichen Hustenanfällen einher und kann aufgrund einer sehr hohen Ansteckungsrate viele nicht immune Personen befallen.

Die Pest oder der „Schwarze Tod“ geht um. Im Jahr 1347 klagen in einer kleinen Hafenstadt am Schwarzen Meer plötzlich viele Menschen über Fieber, stechenden Kopfschmerz und zunehmende Schwäche. Der Puls rast, sie können sich nicht mehr auf den Beinen halten, beginnen zu taumeln und sind schließlich nicht mehr in der Lage flüssig zu sprechen. Die Lymphdrüsen schwollen an und nach ein paar Tagen bildeten sich schwarze Flecken auf ihrer Haut. Nach 5–6 Tagen waren die Meisten bereits tot. In Windeseile schien sich dieser Schwarze Tod in Europa auszubreiten und die folgenden 400 Jahre waren immer wieder von solchen Pestepidemien begleitet. In den Jahren 1349 bis 1351 fielen mehr als 25 Millionen Menschen dieser Seuche zum Opfer, mehr Menschen also, als durch alle anderen Krankheiten oder Kriege zusammengenommen dahin gerafft wurden. Die Ärzte wussten sich keinen Rat und waren schon über alle Maßen damit beschäftigt, sich selbst vor der schlechten und kranken Luft zu schützen, die für sie der vermeintliche Verursacher der Krankheit war.

Scharlach ist eine Infektionskrankheit. Hierbei wirken Bakterien aus der Gruppe der Streptokokken, die neben Scharlach noch für viele andere Erkrankungen zuständig sind, wie z. B. Mandel- und Halsentzündungen. Die Übertragung erfolgt meist durch Tröpfcheninfektion (Niesen, Husten u. ä.). Die Inkubationszeit beträgt bei Scharlach ungefähr 2–4 Tage. Die Infektiösität der erkrankten Person endet 24 Stunden nach der Antibiotikatherapie. Die Erkrankung beginnt plötzlich mit folgenden Symptomen: starke Halsschmerzen, Husten, Erbrechen, hohem Fieber, Herzrasen, Kopf- und Bauchschmerzen. Die ersten drei Tage ist die Zunge belegt, dann sieht sie himbeerfarbig aus. Meist am 2. Tag kommt es zu einem Ausschlag, der in den Leisten beginnt und sich dann über den gesamten Körper ausbreitet. Mund und Kinn werden vom Ausschlag ausgespart. Die vom Ausschlag betroffenen Hautareale fühlen sich an wie Sandpapier. Behandelt wird Scharlach mit Antibiotika (Penicillin).

Die Infektionskrankheit Tetanus (Wundstarrkrampf) wird durch Bakterien (Clostridium tetani) verursacht, die weltweit vorkommen und schon bei geringfügigen Verletzungen übertragen werden können. Es werden jährlich 300 000 – 500 000 Erkrankungen weltweit geschätzt.

Krankheitszeichen bei erfolgter Infektion sind u. a. Schmerzen der Kau-, Bauch- und Rückenmuskulatur mit Kiefersperre und Krämpfen der Kaumuskulatur. Es folgen entstellende Kontraktionen der Gesichtsmuskulatur, Schluck- und Atemstörungen.

Die Tuberkulose ist eine Infektionskrankheit. Die Krankheitserreger, die Tuberkelbakterien, werden durch Tröpfcheninfektion (beim Ausatmen und Husten) von erkrankten Menschen auf andere übertragen. Sie gelangen durch die Atemwege in die Lunge anderer, gesunder Menschen und setzen sich dort fest. Zum Ausbruch der Krankheit kommt es z. B. dann, wenn sehr viele Bakterien in den Körper eingedrungen sind oder die körpereigene Abwehr nicht ausreicht, diese Bakterien erfolgreich zu bekämpfen. Dann entwickelt sich die Tuberkulose weiter. Die Inkubationszeit dauert ca. 4–8 Wochen. Der Krankheitsverlauf ist sehr unterschiedlich. Eine rasche Diagnose und wirksame Behandlung sind sowohl für die erkrankten Personen als auch für alle Leute, die mit ihnen in Kontakt kommen, äußerst wichtig. Die Krankheit wird heute meistens ambulant und mit sehr wirksamen Medikamenten behandelt. Die Medikamente töten die Bakterien ab, worauf sich der Organismus wieder erholen kann.

Die Infektionskrankheit Tetanus (Wundstarrkrampf) wird durch Bakterien (Clostridium tetani) verursacht, die weltweit vorkommen und schon bei geringfügigen Verletzungen übertragen werden können. Es werden jährlich 300 000 – 500 000 Erkrankungen weltweit geschätzt.

Krankheitszeichen bei erfolgter Infektion sind u. a. Schmerzen der Kau-, Bauch- und Rückenmuskulatur mit Kiefersperre und Krämpfen der Kaumuskulatur. Es folgen entstellende Kontraktionen der Gesichtsmuskulatur, Schluck- und Atemstörungen.

Scharlach ist eine Infektionskrankheit. Hierbei wirken Bakterien aus der Gruppe der Streptokokken, die neben Scharlach noch für viele andere Erkrankungen zuständig sind, wie z. B. Mandel- und Halsentzündungen. Die Übertragung erfolgt meist durch Tröpfcheninfektion (Niesen, Husten u. ä.). Die Inkubationszeit beträgt bei Scharlach ungefähr 2 – 4 Tage. Die Infektiösität der erkrankten Person endet 24 Stunden nach der Antibiotikatherapie. Die Erkrankung beginnt plötzlich mit folgenden Symptomen: starke Halsschmerzen, Husten, Erbrechen, hohem Fieber, Herzrasen, Kopf- und Bauchschmerzen. Die ersten drei Tage ist die Zunge belegt, dann sieht sie himbeerfarbig aus. Meist am 2. Tag kommt es zu einem Ausschlag, der in den Leisten beginnt und sich dann über den gesamten Körper ausbreitet. Mund und Kinn werden vom Ausschlag ausgespart. Die vom Ausschlag betroffenen Hautareale fühlen sich an wie Sandpapier. Behandelt wird Scharlach mit Antibiotika (Penicillin).

Die Tuberkulose ist eine Infektionskrankheit. Die Krankheitserreger, die Tuberkelbakterien, werden durch Tröpfcheninfektion (beim Ausatmen und Husten) von erkrankten Menschen auf andere übertragen. Sie gelangen durch die Atemwege in die Lunge anderer, gesunder Menschen und setzen sich dort fest. Zum Ausbruch der Krankheit kommt es z. B. dann, wenn sehr viele Bakterien in den Körper eingedrungen sind oder die körpereigene Abwehr nicht ausreicht, diese Bakterien erfolgreich zu bekämpfen. Dann entwickelt sich die Tuberkulose weiter. Die Inkubationszeit dauert ca. 4 – 8 Wochen. Der Krankheitsverlauf ist sehr unterschiedlich. Eine rasche Diagnose und wirksame Behandlung sind sowohl für die erkrankten Personen als auch für alle Leute, die mit ihnen in Kontakt kommen, äußerst wichtig. Die Krankheit wird heute meistens ambulant und mit sehr wirksamen Medikamenten behandelt. Die Medikamente töten die Bakterien ab, worauf sich der Organismus wieder erholen kann.

Knöllchenbakterien bilden an den Wurzeln von Leguminosen (vor allem der Schmetterlingsblütengewächse, z. B. Erbse) Knöllchen, in denen sie leben. Sie binden den Stickstoff der Luft und versorgen die Pflanzen damit. Dafür erhalten sie von der Pflanze z. B. Wasser und organische Stoffe.

Als unsere Vorfahren vor über 5 000 Jahren anfingen zu backen, vermischten sie nur Wasser und Mehl miteinander. Daraus entstanden dann die noch heute bekannten Fladenbrote. Durch eine zufällige Entdeckung im alten Ägypten gelang es, ein Brot herzustellen, das lockerer und wohlschmeckender war. Die Entdeckung und Nutzung der Hefe begann, wenngleich deren Existenz erst durch PASTEUR sicher bewiesen wurde.

Aber auch bei anderen Prozessen des täglichen Lebens ist die Hefe nicht mehr wegzudenken. Man denke nur an die Bier- und Weinherstellung. Die klassische Bier-, Back- und Weinhefe wird zum einen aus Candida-Hefe, Candida utilis, und zum anderen auch aus Saccaromyces cerevisiae (Bierhefe; Cerevisia lat.: Bier) und Saccaromyces ellipsoideus (Weinhefe) hergestellt. Alle sind Sprosspilze, welche die alkoholische Gärung verursachen. Sie sind nur unter dem Mikroskop als eiförmige Zellen sichtbar. Man braucht immerhin 20 000 000 000 Zellen, um nur ein Gramm Hefe zu haben. Heute ist die Hefe auch von großem Interesse für die Forschung. Hefe ist ein idealer eukariotischer Mikroorganismus für gentechnologische Studien. Das Genom des Hefepilzes ist schon seit einiger Zeit bekannt und wird deshalb als Referenz für die genetischen Sequenzen von menschlichen und anderen eukariotischen Genen genutzt. Da es sich bei Hefen um Eukaryonten handelt, ist ihre Ähnlichkeit deutlich größer zu höheren Organismen als die von Bakterien.

Ohne Aufsicht dürfen sich Schüler nicht in naturwissenschaftlichen Fachräumen aufhalten. Über vorhandene Löscheinrichtungen, über Fluchtwege und über die Lage und Bedienung der Not-Aus-Schalter und des zentralen Haupthahns müssen alle Schüler informiert sein. Geräte, Maschinen, Schaltungen und Chemikalien darf der Schüler nur unter Aufsicht der Lehrkraft bedienen (Notfälle sind davon ausgenommen). Giftige Tiere sowie Tiere, die als Krankheitsüberträger infrage kommen, z. B. Säugetiere aus dem Freiland, dürfen in Schulen nicht gehalten und nicht zu Demonstrations- und Beobachtungszwecken verwendet werden.
Beim Halten von Tieren in der Schule ist darauf zu achten, dass das artgemäße Verhaltensbedürfnis nicht so eingeschränkt werden darf, dass dem Tier Schmerzen, Schäden oder Leiden zugefügt werden. Es dürfen keine Pflanzen bzw. Pflanzenteile in den Mund genommen werden, denn sie könnten mit Herbiziden, Fungiziden oder Insektiziden in Berührung gekommen sein. Nach der Untersuchung von Pflanzen, und dabei insbesondere nach der Untersuchung von Giftpflanzen, unbedingt Hände und Unterarme waschen. Bei der Arbeit mit Bakterien, Viren- und Pilzkulturen ist oberstes Gebot hygienisches Verhalten am Arbeitsplatz! Es darf nur mit Mikroorganismen gearbeitet werden, die für die Schule genehmigt sind!

* 24.10.1632 in Delft
† 27.08.1723 in Delft (Niederlande)

ANTONY VAN LEEUWENHOEK, ein niederländischer Naturforscher, hatte viele Berufe. Er arbeitete als Kaufmann, Tuchhändler, Feldmesser und Eichmeister. Seine spezielle Leidenschaft galt der Mikroskopie. Er soll um die 550 Linsen geschliffen haben und hat Mikroskope mit maximal 275-facher Vergrößerung konstruiert. Er entdeckte mit seinen Erfindungen und seinem autodidaktischem Forscherdrang zahlreiche Mikroorganismen.

LEEUWENHOEK beschrieb Wimper- und Geißeltierchen, Stärkekörner, Räder- und Moostierchen und sogar Bakterien. Als er den Schwanz einer Kaulquappe genauer untersuchte und die Blutbewegung durch die Kapillaren verfolgte, erkannte er die roten Blutkörperchen. 1676 entdeckte er Spermien von Insekten, Säugetieren und Menschen. Des Weiteren beschäftigte er sich mit der quergestreiften Muskulatur, der Herzmuskulatur, der Muskulatur der Insekten und mit dem Glaskörper des Auges. Er kannte die Tüpfel der Pflanzen und war bereits in der Lage, ein- und zweikeimblättrige Pflanzen zu unterscheiden.

Bakterien sind sehr klein. Man kann sie nur mit mikroskopischer Vergrößerung beobachten. Aus einem Bakterium entsteht aufgrund seiner schnellen Vermehrung in kurzer Zeit eine große Anzahl von Bakterien. Bleiben diese als lockerer Zellverband dicht zusammen, so sind sie als Bakterienkolonie für das Auge sichtbar. Diese Tatsache nutzt man in der Wissenschaft zur Herstellung einer Bakterienkultur.

Jedes Mikrolebewesen, das bei anderen Lebewesen (Mensch, Tier, Pflanze) Krankheit und Tod verursacht, ist als Ausgangsbasis für die Produktion von biologischen Waffen bestens geeignet. Aber auch Giftstoffe, die von Pflanzen und Tieren zum Schutz ihrer eigenen Art produziert werden, können als biologische Waffen eingesetzt werden. Dazu gehören beispielsweise Pilzgifte, Schlangengifte oder das Lähmungsgift Curare. Diese Gifte kann man auf unterschiedliche Art und Weise gegen einen potenziellen Gegner einsetzen:

• durch Versprühen eines feinen Nebels, den Menschen dann einatmen,
• durch Vergiften des Trinkwassers,
• durch Vergiften der Nahrung oder
• durch Hautkontakt.

* 27.12.1822 in Dôle (Frankreich)
† 28.09.1895 in Villeneuve (Frankreich)

Der bekannte französische Chemiker, Biologe, Mediziner und Bakteriologe LOUIS PASTEUR wurde am 27. Dezember 1822 in Dôle geboren. Nach seinem Studium an verschiedenen Universitäten in Frankreich (Dijon, Straßburg und Lille), arbeitete er ab 1857 in Paris. PASTEUR hatte sich den Kampf gegen Krankheit und Tod zu seiner Lebensaufgabe gemacht. Er erkannte als erster, dass Mikroorganismen bei Fäulnis und Gärung mitwirken. Daraus leitete er folgende Idee ab: beim Erhitzen von Lebensmitteln müssten nicht hitzebeständige Bakterien abgetötet werden. Dadurch könnte man sie keimfrei machen. Dieses Verfahren wird auch heute noch angewendet, z. B. beim Entkeimen der Milch. Man nennt es nach PASTEUR „Pasteurisieren“. PASTEUR kam durch seine Untersuchungen zu der Überzeugung, dass viele Krankheiten durch Bakterien hervorgerufen werden. Deshalb entwickelte er die Immunisierung mit abgeschwächten Krankheitskeimen wieder, so gegen Hühnercholera, Milzbrand und vor allem gegen die Tollwut.

LOUIS PASTEUR legte mit seinen Forschungen den Grundstein für die Lehre der Mikrobiologie und damit auch die Grundlage für Keimfreiheit (Asepsis und Antisepsis) in der Chirurgie. 1888 errichtete der französische Staat ein Institut für seine Forschungen in Paris, das Pasteur-Institut.

Der große Forscher und Wissenschaftler starb am 28. September 1895 in Villeneuve bei Paris an den Folgen eines Schlaganfalls.

Die Pest oder der „Schwarze Tod“ geht um. Im Jahr 1347 klagen in einer kleinen Hafenstadt am Schwarzen Meer plötzlich viele Menschen über Fieber, stechenden Kopfschmerz und zunehmende Schwäche. Der Puls rast, sie können sich nicht mehr auf den Beinen halten, beginnen zu taumeln und sind schließlich nicht mehr in der Lage flüssig zu sprechen. Die Lymphdrüsen schwollen an und nach ein paar Tagen bildeten sich schwarze Flecken auf ihrer Haut. Nach 5 – 6 Tagen waren die Meisten bereits tot. In Windeseile schien sich dieser Schwarze Tod in Europa auszubreiten und die folgenden 400 Jahre waren immer wieder von solchen Pestepidemien begleitet. In den Jahren 1349 bis 1351 fielen mehr als 25 Millionen Menschen dieser Seuche zum Opfer, mehr Menschen also, als durch alle anderen Krankheiten oder Kriege zusammengenommen dahin gerafft wurden. Die Ärzte wussten sich keinen Rat und waren schon über alle Maßen damit beschäftigt, sich selbst vor der schlechten und kranken Luft zu schützen, die für sie der vermeintliche Verursacher der Krankheit war.

Der Keuchhusten ist eine akute bakterielle Infektionskrankheit der Atemwege. Sie geht mit charakteristischen, besonders bei jüngeren Säuglingen lebensbedrohlichen Hustenanfällen einher und kann aufgrund einer sehr hohen Ansteckungsrate viele nicht immune Personen befallen.

Hanf ist eine Pflanze der gemäßigten Breiten, die von der Donau bis nach Nordchina wild vorkommt. Sie wurde schon im 3. Jahrtausend v. Chr. in China zur Fasergewinnung kultiviert. Spätestens im 9. Jh. v. Chr. wurde in Indien entdeckt, dass die Pflanze auch psychoaktive Inhaltsstoffe enthält. Der Hanf gelangte über die skythisch-keltischen Handelsbeziehungen nach Westeuropa, wo er wegen seiner zähen, strapazierfähigen Fasern angebaut wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg ersetzten aber mehr und mehr billige Synthesefasern den teureren Hanf. Wegen seiner theoretisch möglichen Verwendung als Haschischlieferant wurde der Hanfanbau in der Bundesrepublik 1981 verboten. Dieses Verbot wurde 1996 wieder aufgehoben, und für den Hanf scheint eine Renaissance als Biorohstoff angebrochen zu sein.

Bei der Biotechnologie handelt es sich um anwendungsorientierte Teilgebiete der Mikrobiologie und der Biochemie, die biologische Prozesse im Rahmen technischer Verfahren und industrieller Produktion nutzen und dabei auch auf Erkenntnisse der technischen Chemie und Verfahrenstechnik zurückgreifen. Alle biotechnologischen Verfahren haben das Ziel, stoffwechselphysiologische Leistungen biologischer Systeme zu optimieren und unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu nutzen.
Die Biotechnologie findet vom Prinzip her jedoch nicht erst in unseren Tagen Anwendung. Lebewesen wurden bereits vor langer Zeit zur Herstellung oder Konservierung von Nahrungsmitteln eingesetzt. Schon 3 000 Jahre v. Chr. stellte man Brot und Bier unter Verwendung von Hefezellen her.

Etwa genauso lange ist die Joghurtbereitung bekannt, wenn auch zur damaligen Zeit die zur Joghurtherstellung unbedingt erforderlichen, als solche aber noch unbekannten Milchsäurebakterien nur intuitiv eingesetzt wurden. Große Erfolge erzielte die Biotechnologie bereits bei der Herstellung von Futterhefen, Antibiotika, Steroidhormonen, Aminosäuren, Enzymen und anderen Produkten sowie bei der Abwasserreinigung. Auch die Eiweißproduktion für Futter- bzw. Ernährungszwecke aus gut zugänglichen Rohstoffen ist ein Aufgabengebiet der heutigen Biotechnologie. Die Gentechnologie schließlich erlaubt der Biotechnologie völlig neue Einsatzmöglichkeiten.

Als Angina tonsillaris bezeichnet man die durch Infektion verursachte Entzündung der Mandeln, hauptsächlich betroffen sind meist die Gaumenmandeln. Symptome der Krankheit sind Fieber, Halsschmerzen, Schluckbeschwerden, zum Teil Schmerzausstrahlung bis in die Ohren, Kopfschmerzen und gelegentlich auch Erbrechen. Bei der Untersuchung sind die Mandeln vergrößert (Angina catarrhalis) oder mit vereinzelten Eiterstippen (Angina follicularis) oder größerflächigen gelben Belägen (Angina lacunaris) versehen. Die Kieferwinkellymphknoten können geschwollen sein.

Die virusbedingte Angina klingt meist nach 1–3 Tagen ohne spezielle Therapie ab. Bei Verdacht auf bakteriell bedingte Angina (Diagnose durch Symptome wie Stippen und Beläge oder Rachenabstrich mit Streptokokkennachweis) ist eine Therapie mit Antibiotika (z. B. Penicillin) sinnvoll.