Clostridien

Clostridien (vom lateinischen Gattungsnamen Clostridium, von griech. κλωστήρ „Spindel“) sind grampositive, obligat anaerobe, sporenbildende Bakterien aus der Familie der Clostridiaceae. Die Endosporen sind hitzeresistent und können in siedendem Wasser viele Stunden, einige bei 110 °C etwa eine Stunde, überleben. Clostridien können sich, mit Ausnahme von C. perfringens, mit peritrich angeordneten Geißeln aktiv bewegen.

Die Bakterien sind sogenannte Umweltkeime und kommen überall (ubiquitär) vor, vor allem in Böden und im Verdauungstrakt (insbesondere als Normalflora im Darm) von höheren Lebewesen. Sie gelangen durch Staub- und Erdpartikel auch in Lebensmittel, wo sie zu ernsthaften Problemen führen können (s. unten).

In der Gattung der Clostridien befinden sich sowohl Krankheitserreger (pathogene Keime), als auch apathogene Arten, die zum Teil in der Biotechnologie eingesetzt werden. Unter den pathogenen Arten sind vor allem Clostridium botulinum (verursacht Botulismus) und Clostridium tetani (verursacht Tetanus [Wundstarrkrampf]) zu nennen. Andere Arten rufen Gasbrand, Bradsot, Rauschbrand und Labmagenpararauschbrand hervor.

Clostridioides difficile (vorher Clostridium difficile, verursacht Dickdarmentzündung, die sogenannte Pseudomembranöse Kolitis) und Clostridioides mangenotii (vorher Clostridium mangenotii) gehören nicht mehr zur Gattung der Clostridien, sondern zur Gattung Clostridioides („Clostridienartige“) in der Familie Peptostreptococcaceae.

Unter dem Aspekt ihrer bevorzugten Energiequelle können Clostridien in drei große Gruppen eingeteilt werden:

1. Proteolytische Clostridien: Spaltung von Eiweißen und/oder paarweise Umsetzung von Aminosäuren
2. Harnsäure-spaltende Clostridien, z. B. C. acidi-urici
3. Saccharolytische Clostridien: Vergärung von Kohlenhydraten (Zucker, Zellulose, Stärke)

Hauptgärungsprodukte der saccharolytischen Clostridien sind Buttersäure, Aceton, Butanol, Kohlenstoffdioxid und molekularer Wasserstoff (H₂).

Biotechnische Bedeutung

Produktion organischer Lösemittel

Clostridium acetobutylicum ist in der Lage, Zucker zu den Lösemitteln Aceton, 1-Butanol, Ethanol und zu den organischen Säuren Essigsäure und Buttersäure zu vergären. Das Bakterium wurde bis Mitte des 20. Jahrhunderts mit der Aceton-Butanol-Ethanol-Gärung zur biotischen Produktion der genannten organischen Lösemittel im industriellen Maßstab genutzt.

Erstmals beschrieben wurde es von dem Chemiker Chaim Weizmann, dem späteren ersten Präsidenten des Staates Israel.