Clostridium spp. gehören zum Firmicutes-Phylum, das aus mehr als 200 verschiedenen Gattungen wie Lactobacillus, Bacillus, Clostridium, Enterococcus und Ruminicoccus besteht. Clostridium-Gattungen repräsentieren 95 % des Firmicutes-Phylums. Es handelt sich um obligat anaerobe Bakterien, und Sauerstoff ist für sie toxisch. Arten der Klasse Clostridia sind häufig, jedoch nicht immer, grampositiv. Clostridia-Bakterien werden häufig im Darmmikrobiom gefunden.

Clostridia sind sporenbildende, grampositive, anaerobe (obwohl einige Arten mikroaerophil sind) Mikroorganismen der Mikrobiota. Es ist bekannt, dass sie eine Vielzahl von Toxinen produzieren, von denen einige potenziell tödlich sind. Drei Arten von Clostridien verursachen allgemein anerkannte und häufig tödliche Erkrankungen. Clostridium tetani ist der ätiologische Erreger des Tetanus, Clostridium botulinum ist der ätiologische Erreger des Botulismus und Clostridium perfringens ist einer der ätiologischen Erreger des Gasbrands. Tetanus wird durch den Kontakt von Sporen von C. tetani mit einer offenen Wunde übertragen, beispielsweise durch das Treten auf einen rostigen Nagel.

Clostridium difficile
Clostridium difficile, auch bekannt als Peptoclostridium difficile, gehört zu den grampositiven, sporenbildenden Bakterien. Übermäßiger Einsatz von Antibiotika kann zu einem Ungleichgewicht des Darmmikrobioms führen, was zu einer Überwucherung der Art Clostridium difficile und zu einer schweren Infektion führt. Die Auswirkungen dieser Infektion können zu schwerem Durchfall führen; außerdem kann die Schwere vieler darmbezogener Erkrankungen infolge der Infektion zunehmen. Andere Clostridia-Bakterien im Darm werden mit der neuronalen Konnektivität und einer gesunden Funktion in Verbindung gebracht.

C. difficile kommt in der Natur in Wasser, Luft, menschlichen und tierischen Ausscheidungen, auf den meisten Oberflächen (insbesondere in Krankenhäusern) und vor allem im Boden vor. C. difficile zeigt ein optimales Wachstum bei der menschlichen Körpertemperatur (37 ℃). Übermäßiges Wachstum der Bakterien im Darm von menschlichen und tierischen Wirten führt zu einer Anhäufung von Toxinen und deren schädlichen Wirkungen. Die Übertragung von Mensch zu Mensch erfolgt über den fäkal-oralen Weg, häufig in Krankenhausumgebungen.

C. difficile ist katalase- und superoxid-dismutase-negativ und produziert zwei Arten von Toxinen: Enterotoxin A und Zytotoxin B, die Signaltransduktionsprozesse des Zytoskeletts im Wirt stören. Unter Stressbedingungen bilden die Bakterien Sporen, die extreme Bedingungen überleben können, die aktive Bakterien nicht tolerieren.

Eine Clostridium difficile-Infektion (CDI) ist eine symptomatische Infektion, die durch das sporenbildende Bakterium Clostridium difficile verursacht wird. Sie wird durch Bakteriensporen im Stuhl verbreitet. Oberflächen können mit den Sporen kontaminiert werden, und eine weitere Verbreitung erfolgt über die Hände. Risikofaktoren für eine Infektion sind unter anderem die Anwendung von Antibiotika oder Protonenpumpenhemmern, ein Krankenhausaufenthalt, andere gesundheitliche Probleme sowie höheres Alter.

Die Diagnose erfolgt durch Stuhlkultur oder durch Tests auf die DNA oder die Toxine der Bakterien. Wenn eine Person positiv getestet wird, jedoch keine Symptome zeigt, wird der Zustand als C. difficile-Kolonisation und nicht als Infektion bezeichnet.

Zu den Symptomen einer Clostridium difficile-Infektion gehören wässriger Durchfall, Fieber, Übelkeit und Bauchschmerzen. Eine C. difficile-Infektion kann schwerere Formen annehmen, wie anhaltenden Durchfall (mindestens drei weiche Stuhlentleerungen pro Tag), Dehydratation, starke Bauchschmerzen, Appetitverlust und Übelkeit. Sie ist für etwa 20 % der Fälle von antibiotikaassoziiertem Durchfall verantwortlich. Komplikationen können pseudomembranöse Kolitis, toxisches Megakolon, Perforation des Dickdarms und Sepsis sein.

Clostridium scindens
Clostridium scindens ist in der Lage, primäre Gallensäuren in toxische sekundäre Gallensäuren umzuwandeln sowie Glukokortikoide durch Spaltung der Seitenkette in Androgene umzuwandeln. C. scindens kann sich im menschlichen Dickdarm ansiedeln, und seine Anwesenheit wird mit einer Resistenz gegenüber C. difficile-Infektionen in Verbindung gebracht, da sekundäre Gallensäuren produziert werden, die das Wachstum von C. difficile hemmen.

Clostridium-Differenzierung

Clostridium sporogenes
Clostridium sporogenes kommt häufig im Boden vor und kann gelegentlich auch den Gastrointestinaltrakt des Menschen besiedeln, jedoch nur bei einer kleinen Untergruppe der Bevölkerung.

Clostridium histolyticum
Clostridium histolyticum kann im Boden vorkommen und ist wahrscheinlich auch ein Bewohner des Darmtraktes bei Mensch und Tier.

Clostridium sordellii
Clostridium sordellii ist eine seltene Clostridium-Art, die unter anderem Lungenentzündung und Arthritis verursachen kann.

Clostridium septicum
Clostridium septicum kommt im Boden und im Darmtrakt von Menschen und Tieren vor. Es wird zunehmend beim Menschen aus dem Blut isoliert, insbesondere bei Patienten mit geschwächtem Immunsystem.

Clostridium tetani
Clostridium tetani ist weit verbreitet im Boden, aber auch im Darmtrakt von Menschen und Tieren. Die Bakterien können nach Autolyse das Exotoxin Tetanospasmin freisetzen, das beim Menschen zu Tetanus führen kann.

Clostridium bifermentans
Clostridium bifermentans ist ein sehr seltenes Pathogen beim Menschen.

Clostridium baratii
Clostridium baratii kann in sehr seltenen Fällen Botulismus bei Neugeborenen verursachen, wobei diese ihren Muskeltonus verlieren und aufgrund von Atemschwierigkeiten Ernährungsprobleme entwickeln, was tödlich enden kann.