Proteus mirabilis

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Als Proteus mirabilis ist eine Bakterienart aus dem Stamm der Proteobacteria, der Ordnung Enterobacterales und der Familie der Enterobakterien bekannt, die fakultativ anaerob lebt und im menschlichen Darm als Proteinzersetzer vorkommt. Als Erreger können Bakterien dieser Spezies vor allem Patienten mit einem geschwächten Immunsystem angreifen. Sie sind dann häufig an chronischen Harnwegsinfektionen mit der anschließenden Bildung von Nierensteinen beteiligt.

Was ist Proteus mirabilis?

Bakterien der Spezies Proteus mirabilis bilden in Gelmedien keine umschriebenen Kolonien, sondern breiten sich, anders als andere Bakterien, flächig aus. Dieses Phänomen ist auch als Schwärm-Phänomen bekannt.
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Enterobakterien werden auch Enterobacteriaceae genannt und galten lange als einzige Familie der Ordnung Enterobacterales. Seit 2016 werden in dieser Ordnung mehrere Familien unterschieden, auf die ein Teil der früheren Enterobacteriaceae verteilt wurde. Die Enterobakterien gehören ihrerseits zum Stamm der Proteobacteria. Innerhalb der Enterobakterien entspricht die Gattung Proteus einer gramnegativen Bakteriengattung, die, angelehnt an den wandelbaren Meeresgott Proteus, vor allem äußerlich extrem wandelbar ist.

Eine Spezies dieser Gattung ist die Bakterienart Proteus mirabilis. Die einzelnen Stämme dieser Art zählen zu den Stäbchenbakterien und sind peritrich stark begeißelt. Zu ihren Charakteristika zählt ihre gute Beweglichkeit. Sporen bilden sie nicht.

Die Spezies Proteus mirabilis wurde 1885 entdeckt. Der Erlanger Pathologe Gustav Hauser gilt als Erstbeschreiber. Das Bakterium ist an sich ein Nutzbakterium, tritt aber zugleich als nosokomialer Erreger in Erscheinung und kann damit pathologische Infektionen hervorrufen, die unter die Krankenhausinfektionen gefasst werden.

Nützlich ist das Bakterium vor allem innerhalb der Darmflora, wo es als Zersetzer in Erscheinung tritt. Als Erreger kann es die Harnwege besiedeln. Der Nachweis als Erreger gilt für dieses Bakterium außerhalb der Harnwege eher als selten.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Proteus mirabilis sind fakultativ anaerob. Damit können sie sowohl in sauerstoffreichem, als auch sauerstoffarmem Milieu wachsen. Ihr Stoffwechsel ist nicht auf Sauerstoff, aber ebenso wenig auf die Abwesenheit von O2 angewiesen. Die Bakterien bilden das Enzym Urease, sodass sie Harnstoff spalten können. Bei der Spaltung bildet sich als Nebenprodukt Ammoniak, sodass der pH-Wert des Nährmediums steigt und die Wachstumsbedingungen verbessert werden.

Abgesehen davon besitzen Bakterien der Art Proteus mirabilis Phenylalanin-Desaminase. Lactose können die Bakterien nicht verstoffwechseln. Indol produzieren sie nicht, was sie vom Proteus vulgaris unterscheidet.

Die Ausbreitung der Spezies erfolgt rasch, wobei das Temperaturoptimum bei 34 bis 37 Grad Celsius liegt. Der Mensch ist aufgrund dieser Temperaturansprüche ein ideales Nährmedium für die Bakterienart. Die Vertreter der Spezies kommen bevorzugt als harmlose Saprobionten im menschlichen Darm vor und werden für gesunde Personen in der Regel nicht zu einem Erreger. Als Erreger werden die Bakterien eher selten von Mensch zu Mensch übertragen, sondern stammen eher aus der körpereigenen Bakteriengesellschaft im Darm.

Bedeutung & Funktion

Saprobionten wie Bakterien der Art Proteus mirabilis zersetzen organische Stoffe. Sie sorgen so für geschlossene Stoffkreisläufe innerhalb eines Ökosystems und schließen anfallendes organisches Material auf, um die dabei auftretenden Moleküle für den persönlichen Energie- und Baustoffwechsel zu nutzen. Die Vertreter des Proteus mirabilis betreiben im engeren Sinn Saprophytismus. Sie sind also an Fäulnisprozessen im menschlichen Darm beteiligt und tragen unter anaeroben Bedingungen zur Zersetzung organischen Materials bei, so vor allem zur Proteinzersetzung.

Die Zersetzung von Eiweißen ist ein Teil der Fäulnis. Eiweißzersetzende Enzyme werden auch als proteolytische Enzyme bezeichnet und zersetzen Proteine (Eiweiße) in kleine organische Moleküle. Im Darm treten die Bakterien Proteus mirabilis als solche Proteinzersetzer in Erscheinung und entsprechen sozusagen einem Fäulnisbakterium, das Eiweißmoleküle zu kleineren Molekülen abbaut, die es über die Zellwand und Membran dem eigenen Stoffwechsel zuführt.

Fäulnisprozesse im Darm entsprechen anoxidativen Spaltungen organischer Substanzen, insbesondere von Proteinen. Mit der Zersetzung der Proteine geht die Bildung von Substanzen wie Cadaverin, Neurin und Methan einher. Da die Bakterien im menschlichen Darm keinen Schaden anrichten und ihren Stoffwechsel dort zum Beispiel nicht auf Kosten des Menschen, sondern mit Profit für den Menschen betreiben, werden sie vom Immunsystem als natürliche Darmbewohner toleriert. Der Mensch zieht aus den Bakterien sogar Nutzen, da sie einen geschlossenen Stoffkreislauf herstellen.

Krankheiten & Beschwerden

Bakterien der Spezies Proteus mirabilis werden damit als fakultativ pathogene Krankheitserreger klassifiziert, die nicht notwendigerweise Krankheiten verursachen, jedoch potenziell durchaus dazu in der Lage sind. In der Regel kommt es erst dann zu tatsächlichen Infektionen, wenn die natürlichen Schutzmechanismen der Harnwege gestört sind – etwa durch einen Katheter, einen behinderten Harnabfluss oder eine geschwächte Abwehr. Wundinfektion oder Pneumonie und Sepsis (Blutvergiftung) verursacht das Bakterium allerdings deutlich seltener, und zwar überwiegend bei abwehrgeschwächten Krankenhauspatienten.

Wenn eine chronische Harnwegsinfektion durch Proteus mirabilis vorliegt, kann sich aufgrund des bakteriellen Stoffwechsels der Urin-pH-Wert erhöhen. In diesem Fall sind Harnsteine eine verbreitete Folgeerkrankung. In äußerst seltenen Fällen kommt es bei immundefizienten Patienten durch die Aufnahme hoher Keimmengen über die Nahrung zu Gastroenteritis.

Mehrfachresistente Stämme kommen vor. Die Behandlung erfolgt nach einer Resistenzprüfung und kann mit Antibiotika wie Cotrimoxazol, Cephalosporin oder Fluorchinolon erfolgen. Gegenüber Tetracyclinen, Colistin, Tigecyclin und Nitrofurantoin sind die Bakterien natürlicherweise resistent.

Bau und Schwärmzellen

Die Zellen von Proteus mirabilis sind wie bei allen gramnegativen Bakterien von zwei Membranen umgeben, zwischen denen eine dünne, formgebende Schicht aus Murein liegt. Die äußere Membran trägt Lipopolysaccharide, große Moleküle aus Fett- und Zuckeranteilen, die dem Bakterium eine widerstandsfähige Oberfläche verleihen und vom menschlichen Immunsystem als fremd erkannt werden. Eine Kapsel bilden die Zellen nicht.

Die Beweglichkeit ist bei dieser Art besonders ausgeprägt und gut untersucht. In flüssiger Umgebung liegt Proteus mirabilis als kurzes Stäbchen mit einer überschaubaren Zahl von Geißeln vor. Trifft es auf eine feste Oberfläche, ändert sich sein Erscheinungsbild grundlegend: Die Zellen teilen sich nicht mehr, strecken sich auf ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Länge und bilden über die gesamte Oberfläche hinweg zusätzliche Geißeln aus. Es entstehen die sogenannten Schwarmzellen, die sich zu Verbänden zusammenlagern und gemeinsam über die Unterlage gleiten. Nach einer Weile zerfallen sie wieder in kurze Zellen, bevor die nächste Schwärmphase beginnt. Aus diesem Wechsel von Wanderung und Vermehrung entsteht das ringförmige Wachstumsmuster, an dem sich die Gattung Proteus auf Nährböden erkennen lässt.

Man nimmt an, dass dieselbe Umstellung auch im Körper eine Rolle spielt, denn die verlängerten Zellen wandern auf glatten Oberflächen wie der Innenseite eines Katheters deutlich rascher als gewöhnliche Zellen. Zugleich bilden Schwarmzellen vermehrt Stoffe, die dem Bakterium das Eindringen in Gewebe erleichtern. Die Beweglichkeit gilt damit als eine der Voraussetzungen dafür, dass die Art von der Blase aus die oberen Harnwege erreicht.

Virulenzfaktoren

Ob Proteus mirabilis lediglich besiedelt oder eine Erkrankung auslöst, hängt vom Zusammenspiel mehrerer Eigenschaften ab. Die bereits genannte Urease steht dabei an erster Stelle: Sie verschiebt den Säuregrad des Urins in den alkalischen Bereich und schafft damit die Voraussetzung für die Bildung von Harnsteinen. Das dabei frei werdende Ammoniak schädigt zugleich die Deckzellschicht der Harnwege.

Für die Anheftung sorgen mehrere Sorten von Fimbrien – kurze, fadenförmige Fortsätze auf der Zelloberfläche, die sich an bestimmte Strukturen der Schleimhautzellen binden. Erst durch sie widersteht das Bakterium der Spülwirkung des Harnstroms. Hinzu kommen Enzyme, die Eiweiße zerlegen; eines von ihnen spaltet gezielt die Antikörper, die der Körper auf die Schleimhautoberfläche absondert, und schwächt so die örtliche Abwehr. Ein weiteres Bakterienprodukt kann Zellen der Harnwegsschleimhaut unmittelbar schädigen.

Wie alle Bakterien ist Proteus mirabilis auf Eisen angewiesen, das im menschlichen Körper fest an Trägereiweiße gebunden vorliegt und deshalb kaum frei verfügbar ist. Das Bakterium gibt daher Stoffe ab, die dem Wirt das Eisen entziehen und in die Bakterienzelle zurücktransportieren. Diese Konkurrenz um Eisen ist ein allgemeines Muster bakterieller Infektionen. Schließlich wirkt das Lipopolysaccharid der äußeren Membran als Endotoxin: Gelangt es in größeren Mengen ins Blut, löst es eine überschießende Entzündungsreaktion aus, wie sie für den schweren Verlauf einer Blutvergiftung kennzeichnend ist.

Katheterassoziierte Harnwegsinfektionen

Die größte praktische Bedeutung erlangt Proteus mirabilis bei Menschen, deren Harnblase über längere Zeit mit einem Blasenkatheter abgeleitet wird. Ein solcher Katheter überbrückt die natürlichen Schutzmechanismen der Harnwege: Er hält die Harnröhre offen, verhindert die vollständige Entleerung der Blase und bietet den Bakterien eine Oberfläche, auf der sie sich ansiedeln können, ohne fortgespült zu werden. Je länger ein Katheter liegt, desto wahrscheinlicher wird eine Besiedlung.

Auf dem Kunststoff bilden die Bakterien einen Biofilm – einen Belag aus Zellen, die in eine von ihnen selbst gebildete schleimige Grundsubstanz eingebettet sind. In diesem Verband sind sie gegenüber Antibiotika und gegenüber den Abwehrzellen des Körpers erheblich unempfindlicher als einzeln schwimmende Bakterien. Bei Proteus mirabilis kommt eine Besonderheit hinzu: Weil die Urease den Urin alkalisch werden lässt, lagern sich Kristalle in den Biofilm ein, und der Belag verhärtet. Solche verkrusteten Beläge können den Katheter verlegen, sodass der Harn nicht mehr abfließt und sich in der Blase staut. Der Katheter muss dann gewechselt werden.

In der Regel ist Proteus mirabilis am Katheter nicht allein. Die Beläge enthalten meist mehrere Bakterienarten nebeneinander, die sich gegenseitig begünstigen: Andere Keime liefern die Grundlage, auf der sich Proteus mirabilis ansiedelt, und dessen Urease verändert im Gegenzug die Umgebung für alle Beteiligten. Aus einer Urinprobe lassen sich unter diesen Umständen häufig mehrere Erreger gleichzeitig anzüchten, was die Beurteilung erschwert.

Aus dieser Verkettung erklärt sich, weshalb die Art bei einliegendem Katheter als besonders unerwünschter Keim gilt. Sie ist zugleich der Grund dafür, dass in der Krankenhaushygiene großer Wert darauf gelegt wird, Blasenkatheter nur bei klarer Notwendigkeit zu legen, geschlossene Ableitungssysteme zu verwenden und den Katheter so früh wie vertretbar wieder zu entfernen. Von der Blase aus können die Bakterien die Harnleiter aufwärts wandern und eine Nierenbeckenentzündung hervorrufen; besteht diese über lange Zeit, kann das Nierengewebe dauerhaft Schaden nehmen.

Nachweis im Labor

Der Nachweis erfolgt in aller Regel aus dem Urin. Dieser wird auf Nährböden ausgestrichen und bebrütet; bereits das flächige Überwachsen der Platte weist auf die Gattung Proteus hin. Ergänzend wird der Säuregrad des Urins bestimmt, denn ein durchgehend alkalischer Wert lenkt den Verdacht auf harnstoffspaltende Bakterien. Bei Verdacht auf eine Beteiligung des Blutes wird eine Blutkultur angelegt.

Von den übrigen Arten der Gattung wird Proteus mirabilis vor allem dadurch abgegrenzt, dass es kein Indol bildet. Die massenspektrometrische Bestimmung des Eiweißmusters hat diese biochemischen Einzelprüfungen in vielen Laboratorien abgelöst, weil sie schneller zum Ergebnis führt. In jedem Fall schließt sich eine Prüfung an, welche Antibiotika den nachgewiesenen Stamm hemmen; sie ist bei dieser Art unverzichtbar, weil sich die Empfindlichkeit zwischen einzelnen Stämmen unterscheidet und die natürlichen Unempfindlichkeiten der Gattung zu berücksichtigen sind.

Ein positiver Befund allein bedeutet noch nicht, dass eine behandlungsbedürftige Erkrankung vorliegt. Bei Menschen mit einliegendem Katheter lassen sich fast immer Bakterien im Urin nachweisen, ohne dass Beschwerden bestehen. Für die Beurteilung sind deshalb neben dem Laborbefund die Krankheitszeichen maßgeblich.

Abgrenzung zu ähnlichen Erregern

Bei einer Harnwegsinfektion kommen mehrere gramnegative Stäbchenbakterien als Verursacher in Betracht, und die Unterscheidung hat praktische Folgen. Weitaus am häufigsten ist Escherichia coli, ein anderer Bewohner der Darmflora. Dieses Bakterium spaltet keinen Harnstoff, sodass der Urin sauer bleibt und keine Infektsteine entstehen; auch schwärmt es nicht. Ein alkalischer Urin zusammen mit einem flächigen Wachstum auf dem Nährboden lenkt den Verdacht daher rasch von Escherichia coli weg und auf harnstoffspaltende Erreger hin.

Zu diesen zählen neben Proteus mirabilis auch Klebsiellen sowie die Gattungen Morganella und Providencia, die der Gattung Proteus nahestehen und ihr früher sogar zugerechnet wurden. Sie werden im Labor über den Abbau einzelner Zucker und die Bildung bestimmter Enzyme voneinander getrennt. Innerhalb der Gattung Proteus selbst ist die wichtigste Abgrenzung die zu Proteus vulgaris, das im Unterschied zu Proteus mirabilis Indol bildet und sich gegenüber einigen Antibiotikagruppen anders verhält. Da beide Arten dasselbe Krankheitsbild hervorrufen können, lässt sich diese Unterscheidung nicht am Krankenbett, sondern nur im Labor treffen.

Geschichte

Die Erstbeschreibung geht auf Gustav Hauser zurück, der sich in Erlangen mit den Bakterien der Fäulnis befasste. In seiner Arbeit über Fäulnisbakterien führte er den Gattungsnamen Proteus ein und unterschied darin mehrere Formen, unter ihnen die später als eigenständige Art anerkannte Proteus mirabilis. Der Artname bedeutet so viel wie "die erstaunliche" und spielt wie der Gattungsname auf das ungewöhnliche Wachstumsbild an, das Hauser auf seinen Nährböden beobachtete: Kolonien, die ihre Gestalt beständig veränderten und sich über die Platte ausbreiteten, statt an ihrem Ort zu verharren.

Dass es sich dabei nicht um eine Laborkuriosität handelt, sondern um eine Umstellung des gesamten Zellbaus, wurde erst sehr viel später erkannt. Die Art hat sich seither zum bevorzugten Untersuchungsobjekt für die Frage entwickelt, wie Bakterien auf Oberflächen wandern und wie sie den Wechsel zwischen frei beweglicher und oberflächengebundener Lebensweise steuern.

Quellen

• Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
  ISBN: 9783662613849

• Hof, H., Dörries, R. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132423558

• Kayser, F. H., Böttger, E. C., Deplazes, P., et al.: Taschenlehrbuch Medizinische Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132447936

• Neumeister, B., Geiss, H. K., Braun, R. W., Kimmig, P. (Hrsg.): Mikrobiologische Diagnostik.
  ISBN: 9783137436027

• Kramer, A., Assadian, O., Exner, M., et al. (Hrsg.): Krankenhaus- und Praxishygiene.
  ISBN: 9783437223136

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