Urinuntersuchung

Die Nieren eines Erwachsenen produzieren täglich durchschnittlich 1-1,5 Liter Urin, der auch als Harn bezeichnet wird. Auf diese Weise wird der Flüssigkeitshaushalt des Körpers reguliert. Des Weiteren werden mit dem Urin Stoffwechselendprodukte ausgeschieden, wie beispielsweise Harnstoff oder Harnsäure.

Harnmenge: Normalerweise liegt die Urinausscheidung zwischen 500 und 3.000 ml am Tag. Die Oligurie beschreibt die verminderte Urinmenge mit einer Tageshöchstmenge von 500 ml. Bei der Anurie handelt es sich um die fehlende Urinausscheidung (maximal 100 ml/24 h).

Die Harnfarbe ist abhängig von der Trinkmenge und der Ernährung. Eine große Trinkmenge führt dazu, dass der Harn von heller wasserähnlicher Farbe ist. Eine geringe Trinkmenge lässt den Urin dunkel bis gelb-braun erscheinen. Auch ein normaler Urin wird beim Stehen etwas dunkler. Verfärbungen sind meist durch spezielle Nahrungsmittel (z. B. rote Rüben (Betanidin), Rhabarber (Anthronderivate), Brombeeren, Lebensmittelfarbstoffe (z. B. Anilin) oder Medikamente (Chloroquin, Deferoxamin, Ibuprofen, Imipenem/Cliastatin, Metronidazol, Nitrofurantoin, Rifampicin, Phenophthalein, Phenothiazine, Phenytoin) verursacht.
Eine lila Verfärbung des Urins liegt beim "purple urine bag syndrome" (PUBS) vor. Diese ist bedingt durch ein bakterielles Stoffwechselprodukt, was als Hinweis auf eine Harnwegsinfektion angesehen und entsprechend therapiert werden sollte.

Harntrübungen (Urintrübungen) sind in der Regel harmlos. Dabei handelt es sich meistens um Salze im Urin, die im frischen Urin löslich sind und im sich abkühlenden Harn ausfallen. Weitere Ursachen für einen trüben Urin sind beispielsweise Eiter (Pyurie) und Calciumphosphate im alkalischen Urin (Phosphaturie). 

Harngeruch (Uringeruch): Frischer Urin ist normalerweise fast geruchslos, während abgestandener Urin aufgrund bakterieller Umwandlungsprozesse den stechenden Geruch von Ammoniak annimmt. Ein abweichender, ungewöhnlicher Harngeruch kann ein Hinweis auf Stoffwechselerkrankungen (z. B. Diabetes mellitus; angeborene Störungen des Aminosäure- und Fettstoffwechsels) sein. Beim schweren Diabetes mellitus kann der Urin nach Aceton riechen, dies wird durch Ketoazidose (Ketokörper im Blut) verursacht. Des Weiteren können akute Krankheiten (z. B. Fieber, Infektionen), Nahrungsmittel (z. B. Spargel, Fisch), Medikamente und Gifte (z. B. Lösungsmittel) zu einem Urin mit atypischen Geruch führen.

Achtung!
Bereits eine geringe Menge Blut kann zu einer Makrohämaturie (s. u. Urinsediment) führen.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

Einige Krankheiten können sich auf die Zusammensetzung des Urins auswirken. Die Untersuchung des Urins gibt Aufschluss über:

  • Zustand der Nieren sowie der Harnröhre, der Harnleiter und der Harnblase – z. B. akute und chronische Niereninsuffizienz, akutes Nierenversagen, nephrotisches Syndrom, Verletzungen
  • Infektionen der Harnröhre (Urethritis), der Harnblase (Zystitis) und der Nieren (Glomerulonephritis, Pyelonephritis)
  • Nierensteinleiden (Urolithiasis)
  • Tumoren des Harntraktes – sowohl gutartige als auch bösartige Neubildungen
  • Veränderungen in der Urinzusammensetzung als Hinweis für Stoffwechselerkrankungen,
  • Säure-Basen-Therapie wg. latenter metabolischer Azidose (stoffwechselbedingte Übersäuerung)
  • Diabetes mellitus (erhöhtem Glucose-Gehalt)
  • Konsum von Medikamenten, Drogen, Dopingmitteln etc.
  • Umweltbelastung

Das Verfahren

Anhand einer Urinprobe werden folgende Parameter bestimmt:

  • pH-Wert des Urins
  • Eiweißgehalt (Proteingehalt)
  • Zuckergehalt (Glucosegehalt)
  • Nitritgehalt
  • Bilirubin
  • Ketone
  • Urinsediment (Harnsediment)
  • Bakterien

Jeder dieser Parameter gibt Aufschluss über eventuell vorliegende Veränderungen oder Erkrankungen.

Uringewinnung

Nachfolgend die Beschreibung der Uringewinnung mit dem Ziel der Reduktion von Kontaminationen/Verunreinigungen.

Für die biochemische Analyse ist der erste Morgenurin der geeignetes und der zweite Morgenurin für die Ambulanz der praktikabelste:

  • Für eine Untersuchung von Urinsediment bzw. Urinkultur: Gewinnung von Mittelstrahl (= Mittelstrahlurin); vorbereitende Maßnahmen:
    • Säuglinge/Kleinkinder:
      • "clean-catch"-Urin, d. h., das Kind wird mit entblößtem Genitale auf dem Schoß gehalten und eine spontan Miktion (Wasserlassen) abgewartet. Der Urin wird mit einem sterilen Gefäß aufgefangen.
      • Katheterurin oder
      • Urin per Blasenpunktion (suprapubische Blasenpunktion)
    • Frau:
      • Spreizen der Labien (Schamlippen)
      • sorgfältige Reinigung des Meatus urethrae (äußere Mündung der Harnröhre) mit Wasser
    • Mann:
      • sorgfältige Reinigung der Glans penis ("Eichel") mit Wasser
  • Für eine orientierende Urinuntersuchung (z. B. mittels Teststreifen) kann auf eine Reinigung des Introitus vaginae (Scheideneingang) bzw. der Glans penis verzichtet werden.

Urin-pH-Wert

Die Urin-pH-Werte im pH-Tagesprofil (mindestens vier Messungen über den Tag verteilt) liegen normalerweise zwischen 4,5 und 8,0.

Die Urin-pH-Werte sind bei Fleischnahrung im saueren Bereich (niedriger) und bei pflanzlicher Ernährung alkalischen Bereich (höher). Nach dem Mittagessen ist der Urin leicht alkalisch, nach Mitternacht sauer.

Der Urin, welcher zwei Stunden nach einer großen Mahlzeit gesammelt oder für mehrere Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen wurde, neigt zu alkalischen Werten.

Die Urin-pH-Werte sind bei einigen spezifischen klinischen Situationen charakteristisch:

  • Urin-pH-Werte > 7,0 im pH-Tagesprofil = Hinweis auf einen Harnwegsinfekt (Gefahr der Infektsteinbildung)
  • Urin-pH-Werte konstant < 6 im pH-Tagesprofil = "Säurestarre des Urins" [begünstigt Kokristallation von Harnsäure und Calciumoxalat]
  • Urin-pH-Werte konstant > 5,8 im pH-Tagesprofil = Hinweis auf eine zugrunde liegende renale tubuläre Azidose (RTA), sofern eine Harnwegsinfekt ausgeschlossen ist

Proteingehalt (Eiweißgehalt)

Unter normalen Umständen wird Protein (Eiweiß) vom Filterapparat der Niere herausgefiltert und ist somit nicht beziehungsweise nur in sehr geringen Mengen im Urin nachweisbar. Treten jedoch Störungen auf, so ist eine Proteinurie (erhöhte Ausscheidung von Eiweiß mit dem Urin) nachzuweisen.

Achtung!

Das Ausmaß und das Muster einer Proteinurie kann nicht ausschließlich an anhand eines Urinteststreifen beurteilt werden. In solchen Fällen ist stets eine Quantifizierung (Gesamteiweiß im Urin) und Differenzierung (qualitative Urin-Proteindifferenzierung) erforderlich.

Eine Proteinurie gilt als eigenständiger Progressionsfaktor (Faktor für das Fortschreiten) der Niereninsuffizienz (Nierenschwäche). Sie weist demnach auf Krankheiten mit Nierenschädigungen hin:

  • Chronische Glomerulonephritis
  • Diabetes mellitus
  • Gichtniere
  • Nephrotisches Syndrom – Sammelbegriff für Symptome, die bei verschiedenen Erkrankungen des Glomerulums (Nierenkörperchen) auftreten; Symptome sind: Proteinurie (Ausscheidung von Eiweiß mit dem Urin) mit einem Proteinverlust von mehr als 1 g/m²/Körperoberfläche pro Tag; Hypoproteinämie, periphere Ödeme durch eine Hypalbuminämie von < 2,5 g/dl im Serum, Hyperlipoproteinämie (Fettstoffwechselstörung)
  • Kollagenosen − Autoimmunerkrankungen des Bindegewebes
  • Phenacetinniere
  • Pyelonephritis (Nieren-Nierenbeckenentzündung)
  • Schwermetallvergiftung
  • Schwangerschaftsnephropathie
  • Toxischer Tubulusschaden

Eine Proteinurie kann transient (vorübergehend) oder funktionell (z. B. hämodynamisch bedingt) sein. Sie ist dann meistens nicht als Hinweis für eine Nierenerkrankung zu bewerten. Folgende Ursachen können dafür vorliegen:

  • Fieber
  • Hyperthermie (Überwärmung)
  • körperliche Anstrengung (schwere körperliche Arbeit)
  • emotionaler Stress
  • kardiale Insuffizienz (Herzschwäche)
  • Hyperthyreose (Schilddrüsenüberfunktion)
  • Krampfanfälle
  • Schock

Weitere Hinweise

  • Eine große Proteinurie kann bereits vorliegen, ohne das klinische Zeichen eines nephrotischen Syndroms (NS; Ödeme (Wassereinlagerungen), Oligurie, s. o unter Harnmenge). 
  • Eine Proteinurie mit einer Hämaturie (s. u. Sediment) bedarf, insbesondere bei Zeichen eines nephritisches Syndroms oder Vorliegen einer Systemerkrankung, der Vorstellung bei einem Nephrologen.

Glucosegehalt (Zuckergehalt)

Glucose (Zucker) ist immer in geringer Menge im Urin vorhanden. Normwerte liegen bei unter 15 mg/dl (0,84 mmol/l).
Durch einen einfachen Teststreifen kann der Zuckergehalt des Urins gemessen werden.

Der Glucosegehalt des Urins ist erhöht (
Glukosurie) bei:

  • Diabetes mellitus – eine Abklärung ist dann unbedingt erforderlich
  • Debré-Toni-Fanconi-Syndrom – Defekt der renalen Glucosereabsorption; Defekt der Wiederaufnahme von Glucose durch die Nieren
  • Chronischer Pankreatitis (Bauchspeicheldrüsenentzündung)
  • Krebserkrankungen – z. B. Pankreaskarzinom (Bauchspeicheldrüsenkrebs)
  • Morbus Cushing – Gruppe von Erkrankungen, die zum Hyperkortisolismus (Hypercortisolismus; Überangebot von Cortisol) führen
  • Vergiftungen mit Schwermetallen, welche zu einer Nierenschädigung führen – z. B. Blei, Cadmium
  • Schwangerschaft

So ist bei mehr als 50 % der schwangeren Frauen Zucker im Urin messbar (Glucosurie) insbesondere nach den ersten drei Monaten der Schwangerschaft. Dies ist durch eine erhöhte glomeruläre Filtrationsrate bedingt. Dieser Zucker ist fast immer Glucose. In den letzten Wochen der Schwangerschaft kann auch Lactose auftreten. Bei seltenen angeborenen Fehlern des Metabolismus (Stoffwechsels) können auch Fructose, Galactose sowie Pentose-1-Xylose im Harn vorkommen. In diesen Fällen kann eine Glucose-spezifische Messung Aufschluss geben.

Nitritgehalt

Nitrite sind nur bei Harnwegsinfektionen nachweisbar, da sie von einigen Bakterien aus Nitrat chemisch zu Nitrit reduziert werden.


Der Nitrit-Test kann aber die kulturelle Keimzahlbestimmung nicht ersetzen und ist falsch negativ bei:

  • Fehlender Nitratausscheidung – z. B. bei Frühgeborenen, Neugeborenen
  • Weniger als 105/ml Urin Kolonie bildender Bakterien
  • Sehr hoher Bakterienzahl – Nitrit wird dann zu elementarem Stickstoff reduziert
  • Infektion mit Bakterien, die kein Nitrit aus Nitrat bilden – z. B. Staphylokokken und Enterokokken

Bilirubin

Bilirubin entsteht beim Abbau des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin und wird normalerweise über die Galle in den Darm geleitet. Ist dieses jedoch durch Gallensteine oder einen Tumor nicht möglich – durch Verlegung der Gallenwege –, sammelt sich das Bilirubin im Blut und wird über die Nieren ausgeschieden (Bilirubinurie). Auch Hepatitiden (Leberentzündungen) oder Leberzirrhose können zu erhöhten Bilirubin-Werten führen.

Ketone

Gesunde Menschen weisen keine Ketone bzw. nur in geringen Mengen im Urin auf (Normwerte: 3-15 mg/d).

Die Ursache einer Ketonurie (übermäßige Konzentration von Ketonkörpern im Urin) ist in einer Vermehrung des Fettstoffwechsels, um den Energiebedarf zu decken, begründet. Dieses wiederum wird durch eine Störung des Kohlenhydratstoffwechsels und dem daraus resultierenden Glykogenmangel verursacht. Beim vermehrten Fettstoffwechsel fallen als Stoffwechselendprodukte der freien Fettsäuren (FFS; engl. free fatty acids; ffa) Ketonkörper, insbesondere Aceton, an, die mit dem Urin ausgeschieden werden.

Eine Ketonurie kann bei einem Diabetiker zu einer Ketoazidose bzw. einem ketoazidotischen Koma führen (vorwiegend beim Diabetes mellitus Typ I). In circa 25 % der Fälle ist das ketoazidotische Koma das erste Zeichen eines Diabetes mellitus Typ 1 (Manifestationskoma).

Gesunde Patienten können eine Ketonurie vorübergehend bei katabolem Stoffwechsel entwickeln (z. B. Fasten, großem Fettanteil in der Nahrung, Fieber, große körperliche Anstrengung, schweren Traumata/Verletzungen und länger andauerndem Erbrechen wie beispielsweise Hyperemesis gravidarum/Schwangerschaftserbrechen).

Urinsediment

Diese Untersuchung wird auch als Sediment-Gesichtsfeld-Methode bezeichnet. Nach Zentrifugation von 10 ml Urin, der nicht älter als zwei Stunden sein sollte, werden ungefärbte Zellen bei 400-facher Vergrößerung mit Hilfe der sogenannten Hellfeldmikroskopie ausgezählt.

Das Urinsediment (Synonym: Harnsediment) dient zur Untersuchung auf Mikrohämaturie – mit dem bloßen Auge nicht sichtbare Erythrozyturie = Ausscheidung roter Blutkörperchen im Harn-, Leukozyturie – Auftreten von Leukozyten im Urin –, zur Suche auf Zylinder – walzenförmige Ausgüsse der unteren Abschnitte der Nierenkanälchen – und Nierenepithelien sowie zur quantitativen Beurteilung der Harnwegsepithelien.

Anhand des Urinsedimentes kann unterschieden werden, ob eine Hämaturie – Ausscheidung roter Blutkörperchen (Erythrozyten)  im Harn-, eine renale (nierenbedingte) oder eine postrenale – die ableitenden Harnwege betreffende – Ursache hat. Weiterhin können Lymphozyten und eosinophile Granulozyten sowie spezielle Bakterien und Parasiten – z. B. Trichomonaden, Schistosomen, Spirochäten, Tbc – identifiziert werden.

  • Erythrozyten** (rote Blutkörperchen): Normal < 0-5/ml (0-1/Gesichtsfeld), Ausscheidung 1.500/Min
  • Leukozyten* (weiße Blutkörperchen): Normal < 0-3/ml (5/Gesichtsfeld), Ausscheidung 3.000/Min (Achtung! Eine isolierte Leukozyturie ist nicht gleichzusetzen mit einer Harnwegsinfektion)
  • Bakterien: Form und Färbeverhalten geben vor der Kultur Hinweise auf den Erreger
  • Epithelien*: Runde und polygonale Zellen stammen v.a. aus der Niere
  • Zylinder: Vereinzelte hyaline Zylinder sind normal, in große Menge Zeichen einer glomerulären Proteinurie (Eiweißausscheidung im Harn). Leukozytenzylinder bei Pyelonephritis, interstitieller Nephritis, SLE-Nephritis. Erythrozyten- bzw. Hb-Zylinder sind ein Zeichen für Glomerulonephritis, Erythrozytenzylinder sind immer krankhaft. Epithelzylinder oder granulierte Zylinder treten bei akutem Nierenversagen, interstitieller Nephritis, rapid-progressiver Glomerulonephritis und gelegentlich beim Gesunden auf.
  • Kristalle: nur selten von klinischer Bedeutung

*Für die Diagnose einer Harnwegsinfektion muss eine signifikante Bakteriurie mit Monokultur sowie eine signifikante Leukozyturie vorliegen.
**Eine isolierte Hämaturie (Blut im Urin) bedarf einer nephrologischen Abklärung und einer Verlaufskontrolle.

Bakterien

Von einer signifikanten Bakteriurie (Ausscheidung von Bakterien mit dem Urin) spricht man ab einer Erregerzahl von 105 Keimen pro ml Urin (KBE/ml). Der Nachweis erfolgt durch Urinkultur. Einer positiven Urinkultur schließt sich ein Resistogramm an, das heißt Austestung geeigneter Antibiotika auf Sensibilität/Resistenz.

Kriterien zur mikrobiologischen Diagnose einer asymptomatischen Bakteriurie (Vorkommen von Bakterien im Urin) bzw. einer Harnwegsinfektion (HWI):

  • Asymptomatische Bakteriurie (ABU; ASB): Erregerzahlen > 105 KBE/ml desselben Erregers (und gleichen Resistenzmuster) in zwei Harnproben bei fehlenden klinischen Zeichen eines Harnweginfektes 
  • Harnwegsinfektion:
    • Erregerzahlen > 105 KBE/ml (aus dem „sauberen“ Mittelstrahlurin gewonnen)
    • Erregerzahlen von 103 bis 104 KBE/ml können bei klinischen Symptomen (symptomatische Patienten) bereits klinisch relevant sein, vorausgesetzt, es handelt sich um Reinkulturen (d. h. nur eine Art von Bakterien) typischer uropathogener Bakterien
    • Erregerzahlen von 102 KBE/ml (min. 10 identische Kolonien); bei Urinkultur aus suprapubischer Harnblasenpunktion (Blasenpunktion)

Bei Säuglingen

  • Zum Nachweis eines Harnwegsinfekts ist erforderlich: positiver Befund in der Urinanalyse (Leukozyturie und/oder Bakteriurie) und in einer durch Katheter oder Blasenpunktion gewonnenen Urinprobe eine Zahl von > 105 KBE/ml eines uropathogenen Erregers

In der Schwangerschaft

  • Ein Screening mittels Urinuntersuchung einschließlich Kultur sollte vorzugsweise am Ende des ersten Trimenon (Schwangerschaftsdrittel) erfolgen, da in der Schwangerschaft die Therapie der asymptomatischen Bakteriurie empfohlen ist [1].

Patienten, bei denen urologische Eingriffe bevorstehen

  • Screening auf und Therapie von asymptomatischen Bakteriurien ist indiziert [1].

Literatur

  1. Hecker MT, Donskey CJ: Is antibiotic treatment indicated in a patient with a positive urine culture but no symptoms? Cleveland Clinic Journal of Medicine 2014; 81: 721-724

     
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