Warum ist Urin gelb?
Ein wissenschaftliches Rätsel ist nach langer Zeit gelöst: Forschende haben herausgefunden, welcher körperliche Prozess Urin gelb färbt.
Jeder gesunde Erwachsene tut es vier bis sieben Mal pro Tag: Wasserlassen. Dabei scheiden wir täglich zwischen 0,7 und drei Litern Urin aus. Abhängig von der Flüssigkeitsmenge, die wir zu uns genommen haben, ist er mal mehr und mal weniger intensiv gelb. Diese Färbung ist ein so alltägliches Phänomen, dass sich die meisten kaum Gedanken darüber machen. Dabei ist die Frage nach ihrer Ursache ein Rätsel, das die Wissenschaft seit über einem Jahrhundert beschäftigt.
Zwar ist bekannt, dass das Molekül Urobilin den Urin gelb färbt, doch der physiologische Prozess, der zu seiner Entstehung führt, war bisher ungeklärt. Einem Studienteam der University of Maryland und den US-amerikanischen National Institutes of Health (NIH) ist in dieser Hinsicht nun der Durchbruch gelungen. Im Rahmen der Untersuchungen zu ihrer Studie, die in der Zeitschrift Nature Microbiology erschienen ist, haben die Forschenden ein neues Enzym namens Bilirubin-Reduktase entdeckt, ohne das es kein Urobilin gäbe.
„Diese Entdeckung lüftet endlich das Geheimnis der gelben Farbe des Urins“, sagt Brantley Hall, Hauptautor der Studie und Zellbiologe an der University of Maryland. „Es ist bemerkenswert, dass ein solch alltägliches biologisches Phänomen so lange nicht erklärt werden konnte.“
Bilirubin-Reduktase: Neu entdecktes Enzym
Rote Blutkörperchen haben eine Lebensdauer von etwa sechs Monaten. Am Ende dieser Zeit werden sie im Körper abgebaut. Dabei entsteht aus dem roten Blutfarbstoff Hämoglobin ein leuchtend orangefarbenes Nebenprodukt namens Bilirubin, das aus der Galle in den Darm abgegeben und über diesen ausgeschieden wird. Dort, im Darm, stellten die Forschenden das neue Enzym fest.
Darmmikroben tragen die Information für Bilirubin-Reduktase in sich. Bedeutet: Mithilfe von Darmbakterien kann der Umwandlungsprozess in Gang gesetzt werden. Die Bilirubin-Reduktase wandelt zunächst das Bilirubin in ein farbloses Nebenprodukt namens Urobilinogen um, das wiederum spontan zu Urobilin abgebaut wird – dem Molekül, das dem Urin seine gelbe Farbe gibt.
Dem Studienteam zufolge ist Bilirubin-Reduktase bei fast allen gesunden Erwachsenen vorhanden, Neugeborenen und Personen mit entzündlichen Darmerkrankungen fehlt das Enzym jedoch häufig. Die Forschenden vermuten dahinter eine Ursache für Gelbsucht bei Säuglingen, die entsteht, wenn Bilirubin vom Körper nicht ausgeschieden, sondern resorbiert wird und sich im Blut anhäuft. Auch die Entstehung von pigmentierten Gallensteinen könnte möglicherweise auf das Fehlen von Bilirubin-Reduktase zurückzuführen sein.
Das Darmmikrobiom und die Gesundheit
„Das Team freut sich sehr, dieses physiologische Rätsel gelöst zu haben“, sagt Hall. „Es ist der Höhepunkt jahrelanger Arbeit.“
Die Erkenntnisse aus der Studie sind aber mehr als nur ein persönlicher Erfolg für die Forschenden. Sie sind für alle Menschen von großer Relevanz, denn die Entdeckung des Enzyms ist ein wichtiges Puzzleteil bei der Erforschung des Darmmikrobioms und seiner Bedeutung für die menschliche Gesundheit.
„Jetzt, da wir dieses Enzym identifiziert haben, können wir untersuchen, wie die Darmbakterien den Bilirubin-Spiegel und damit die Gesundheit beeinflussen“, sagte Studienautorin Xiaofang Jiang vom Intramuralen Forschungsprogramm des NIH. Dadurch würden sich neue Wege für die Erforschung der Rolle des Darmmikrobioms bei der Entstehung von Allergien und Krankheiten wie Gelbsucht, entzündlichen Darmerkrankungen oder auch Arthritis eröffnen.
