Bakterien können in Aerobier und Anaerobier eingeteilt werden. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht darin, dass aerobe Bakterien Sauerstoff benötigen, um am Leben zu bleiben, während anaerobe Bakterien für Stoffwechselprozesse und ihr Überleben nicht auf Sauerstoff angewiesen sind. Während Aerobier in Lebensräumen mit reichlich Sauerstoff gedeihen können, können Anaerobier in Gegenwart von Sauerstoff sterben. Diese Art von Bakterien hat einen Wachstumsvorteil in Bereichen des Körpers, die keinem Sauerstoff ausgesetzt sind, und sie können zu virulenten Krankheitserregern werden. Der Unterschied in der Fähigkeit, Sauerstoff bei Aerobiern und Anaerobiern zu verwerten, ist bei der Behandlung von Körperinfektionen wichtig.
Die Klassifizierung von Bakterien kann nicht nur darauf basieren, ob sie Sauerstoff benötigen oder nicht, sondern auch, wie sie ihn verwenden. Obligate Aerobier sind Mikroorganismen, die Sauerstoff brauchen, um zu überleben und in Abwesenheit zu sterben. Ein Beispiel ist das Bakterium Bacillus anthracis. Obligate Anaerobier sind Organismen, die bei Sauerstoffexposition sterben, wie Clostridium tetani und Clostridium botulinum, die Tetanus bzw. Botulismus verursachen.
Fakultative Anaerobier können in An- oder Abwesenheit von Sauerstoff leben, bevorzugen jedoch Sauerstoff. Beispiele dieser Art umfassen Escherichia coli (E. coli) und Staphylococcus oder einfach Staphylokokken. Subtypen von E. coli, wie O157:H7, verursachen hämorrhagischen Durchfall, während Staphylokokken dafür bekannt sind, Hautinfektionen wie Furunkel, Follikulitis und Impetigo zu verursachen. Wenn eine tiefe Hautverletzung mit Staphylokokken infiziert wird, kann eine schwerere Form der Infektion namens Cellulitis auftreten.
Die anderen beiden Klassifikationen sind mikroaerophile Bakterien und aerotolerante Bakterien. Mikroaerophile können in Lebensräumen leben, die im Vergleich zur Atmosphäre einen niedrigeren Sauerstoffgehalt aufweisen. Beispiele für Mikroaerophile sind Helicobacter pylori, das Magengeschwüre verursacht, und Borrelia burgdorferi, das Borreliose verursacht.
Aerotolerante anaerobe Bakterien haben keine Verwendung für Sauerstoff, werden aber durch seine Anwesenheit nicht beeinträchtigt. Ein Beispiel ist die Gattung Lactobacillus, die normalerweise im Darm, in der Haut und in der Vagina vorkommt. Wenn die Lactobacillus-Populationen in der Vagina erschöpft sind, vermehren sich Bakterien wie Gardnerella vaginalis und Bacteroides, was zu bakterieller Vaginose führt.
Bakterien werden in einem mikrobiologischen Labor kultiviert, um einen wichtigen Hinweis auf ihre Identität zu erhalten. Insbesondere bei der Kultivierung im Reagenzglas können die folgenden Beobachtungen dokumentiert werden. Obligate Aerobier sammeln sich an der Oberfläche des Kulturmediums, um die Sauerstoffaufnahme zu maximieren, während sich obligate Anaerobier am Boden sammeln, um Sauerstoff fernzuhalten. Fakultative Bakterien sammeln sich im oberen Bereich, während sich Mikroaerophile im oberen Bereich sammeln, jedoch nicht an der Oberfläche. Aerotolerante Anaerobier verteilen sich gleichmäßig über die Tiefe des Mediums.
Bei der Behandlung bakterieller Infektionen ist es wichtig zu erkennen, ob ein Bakterium aerob oder anaerob ist. Die Behandlung von Infektionen, die durch anaerobe Bakterien verursacht werden, ist oft schwieriger, da sie gegen übliche Antibiotikatherapien resistent sind. Zum Beispiel umfasst die Behandlung von Bakterien wie Bacillus fragilis normalerweise Kombinationsantibiotika wie Piperacillin/Tazobactam, Imipenem/Cilastatin, Amoxicillin/Clavulanat und Metronidazol plus Ciprofloxacin oder Gentamicin.