Darum ist der Urin gelb – langes Rätsel gelöst

Dem Urin-Rätsel war die Wissenschaft mehr als 100 Jahre auf der Spur – nun ist es gelöst. Bild: Shutterstock

Endlich wissen wir, warum Urin gelb ist – Forscher haben es herausgefunden

Es war keine der wirklich weltbewegenden, ungelösten Fragen, aber sie betrifft uns alle: Warum ist Urin eigentlich gelb? Man möchte meinen, dass die Antwort schon seit langer Zeit bekannt ist, doch dem ist nicht so: Die Forschung hat sich schon seit mehr als 100 Jahren bemüht, das Rätsel zu lösen – bisher vergeblich. Nun aber scheint es, dass es den Wissenschaftlern gelungen ist, den Grund für die Farbe dieser Körperflüssigkeit herauszufinden. Anfang Januar ist im Fachmagazin «Nature Microbiology» eine Studie erschienen, die sich mit der Frage befasst und sie endlich beantwortet.

Urin ist normalerweise gelblich gefärbt. Doch wie genau kommt es dazu?Bild: Shutterstock

Um eine Erklärung für die gelbliche Farbe des Urins zu finden, untersuchte ein Forscherteam der University of Maryland und der National Institutes of Health um den Biologen Brantley Hall, wie der Farbstoff Bilirubin im Darm abgebaut wird. Bilirubin ist ein leuchtend rot-gelblicher Farbstoff, der als Nebenprodukt beim Abbau des in den roten Blutkörperchen enthaltenen Hämoglobins in Milz, Leber und Knochenmark entsteht. Bilirubin wandert dann in die Leber und wird dort über die Galle in den Darm ausgeschieden.

Danach wird der Farbstoff über den Stuhl ausgeschieden oder durch im Darm vorkommende Mikroorganismen weiter in andere Moleküle umgewandelt – unter anderem entsteht dabei am Ende dieser Kette der gelbe Farbstoff Urobilin. Dieser wird ebenfalls über den Stuhl ausgeschieden oder aus dem Darm ins Blut resorbiert. So gelangt er in die Nieren und wird dort in den Harn ausgeschieden.

Dass Urobilin für die gelbliche Farbe des Urins verantwortlich ist, weiss man zwar schon lange. Doch bisher lag im Dunkeln, welcher physiologische Prozess zu seiner Entstehung führt. «Es ist bemerkenswert, dass ein solch alltägliches biologisches Phänomen so lange nicht erklärt werden konnte», bemerkt Hall dazu.

Vom Bilirubin zum Urobilin: Illustrierte Darstellung des Hämoglobin-Abbaupfads. Die wichtigsten, menschlichen Enzyme sind mit grauem Text gekennzeichnet.Bild: University of Maryland

Enzym von Darmbakterien

Wie die Forscher nun entdeckten, ist ein Enzym für die Entstehung von Urobilin verantwortlich: Beim Abbau von Bilirubin spielt Bilirubin-Reduktase (BilR) eine wichtige Rolle. Dieses Enzym kommt in vielen Bakterien unserer Darm-Flora vor; laut der Studie vornehmlich in Laktobazillen und Clostridien. «Darm-Mikroben codieren die Bilirubin-Reduktase, die das Bilirubin in ein farbloses Nebenprodukt namens Urobilinogen umwandelt», erklärt Hall in einer Mitteilung der Universität. «Urobilinogen zerfällt darauf spontan in ein Molekül namens Urobilin, das für die gelbe Farbe verantwortlich ist, die wir alle kennen.»

Die Farbe des Urins

In der Regel ist der Urin gelblich gefärbt.
Diese Gelbfärbung wird durch den Farbstoff Urobilin hervorgerufen. Je nachdem, wie stark die Konzentration des Farbstoffs im Urin ist, ändert sich dessen Farbe – von nahezu farblos über blassgelb bis intensiv braungelb. Morgenurin etwa ist meist dunkelgelb, weil die Nieren nachts, wenn wir normalerweise nichts trinken, verstärkt Wasser resorbieren. Dagegen erscheint der Urin tagsüber, wenn wir viel trinken, fast farblos.
Daneben können auch Medikamente, Vitamine oder pflanzliche Inhaltsstoffe den Urin verfärben.
So färbt Vitamin B2 den Harn gelborange, Vitamin B12 rot, Vitamin D gelb, während das in Randen enthaltene Betanin ihn rosa aussehen lassen kann. In Lebensmitteln enthaltenes Eisen kann den Urin rotbraun färben.
Allerdings kann Urin, der nicht farblos oder gelblich erscheint, auch ein Hinweis auf eine Erkrankung sein.
Wenn er Pink- und Rottöne aufweist, ohne dass die Ursache dafür bekannt ist, kann es sich etwa um Blut im Urin handeln. Dann sollte man einen Arzt aufsuchen. Dies gilt auch für schwarzen Urin, der ein Hinweis auf einen Tumor sein kann.

Das Enzym Bilirubin-Reduktase ist im Darm von beinahe allen gesunden Erwachsenen vorhanden, wie das Forschungsteam erklärt. Hingegen fehlt es häufig Patienten, die an entzündlichen Darmerkrankungen leiden. Auch bei Neugeborenen kommt BilR häufig nicht vor – und diese sind in der Regel in den ersten Lebensmonaten anfällig für Gelbsucht. Daher glauben die Forscher, dass ihre Erkenntnisse dazu beitragen könnten, entzündliche Darmerkrankungen und Gelbsucht besser zu verstehen.

Bei diesen Krankheiten wird der Farbstoff Bilirubin nicht richtig ausgeschieden, sondern aus dem Darm wieder ins Blut resorbiert, wo er sich ansammelt und zu verschiedenen Beschwerden führt. So kommt es etwa bei Gelbsucht zu einer gelblichen Verfärbung der Haut und der Augen. Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen leiden oft unter Gallensteinen, die schmerzhafte Koliken auslösen können. Wie die Wissenschaftler annehmen, kann das Fehlen des Enzyms zur Gelbsucht bei Neugeborenen und der Bildung von Gallensteinen bei Erwachsenen beitragen. (dhr)