Harnstoff spaltende Bakterien im Urin

Bakterielle Urease erzeugt aus Harnstoff Ammoniak, wodurch sich der pH-Wert des Urins erhöht (d. h. alkalischer Urin entsteht). Erreger von Harnwegserkrankungen, die Urease produzieren, werden als harnstoffspaltende oder harnstoffproduzierende Harnwegsbakterien:

• Beispiele für Urease produzierende (harnstoffspaltende) Bakterien sind Proteus mirabilis und einige Klebsiella-Arten
  
  
  • wenn der pH-Wert des Urins ansteigt, lösen sich Kristalle aus Kalzium- und Magnesiumphosphaten
  • Urease produzierende Bakterien werden mit dem Auftreten von Hirschhornsteinen in Verbindung gebracht.
    • Bei Hirschhornsteinen handelt es sich um Steine der oberen Harnwege, die das Nierenbecken betreffen und sich in mindestens zwei Nierenkelche erstrecken.
      • Alle Arten von Harnsteinen können potenziell Hirschhornsteine bilden, aber etwa 75 % bestehen aus einer Struvit-Karbonat-Apatit-Matrix (sogenannte Struvitsteine)
      • Für die Bildung von Struvitsteinen müssen zwei Bedingungen nebeneinander bestehen
        • alkalischer Urin (pH >7,2) und
        • das Vorhandensein von Ammoniak im Urin
        • Diese beiden Faktoren führen zur Kristallisation von Magnesium-Ammonium-Phosphat und Karbonat-Apatit

Urease-produzierende Bakterien sind auch deshalb ein Problem, weil es bei Vorhandensein von Urease-produzierenden Bakterien häufiger zu Verstopfungen von Harnkathetern kommt

• Es wurde eine Studie über die Fähigkeit von 12 Urease-positiven Arten von Harnwegspathogenen durchgeführt, Katheter zu verkrusten und zu blockieren
  • Proteus mirabilis, Proteus vulgaris und Providencia rettgeri waren in der Lage, den pH-Wert im Urin auf über 8,3 zu erhöhen und innerhalb von 40 Stunden katheterblockierende kristalline Biofilme zu bilden.
    
    
  • Morganella morganii und Staphylococcus aureus erhöhten den pH-Wert des Urins auf 7,4 bzw. 6,9 und verursachten eine gewisse Kristallablagerung in den Biofilmen, blockierten aber die Katheter während des 96-stündigen Versuchszeitraums nicht
    
    
  • Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens, Pseudomonas aeruginosa und Providencia stuartii waren nur in der Lage, den pH-Wert des Urins auf maximal 6,4 zu erhöhen und verursachten keine Kristallablagerungen im Biofilm.
    
    
  • Es hat sich gezeigt, dass die wirksamste Methode zur Verhinderung der Katheterverkrustung die Verdünnung des Urins und die Erhöhung seiner Citratkonzentration ist.
    • diese Strategie erhöht den Keimbildungs-pH-Wert (pHn), bei dem Kalzium- und Magnesiumphosphate aus dem Urin kristallisieren
    • Die Erhöhung der Flüssigkeitszufuhr eines gesunden Probanden mit zitronensäurehaltigen Getränken führte zu einem Urin mit einem pHn von >8,0, bei dem die Katheterverkrustung gehemmt wurde.

Referenz:

• Broomfield RJ et al.Crystalline bacterial biofilm formation on urinary catheters by urease-producing urinary tract pathogens: a simple method of control. J Med Microbiol. 2009 Oct;58(Pt 10):1367-75.