Harnleiter, Harnblase und Harnröhre: Transport und Entleerung

Vom Nierenkelch zum Ausgang

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Die ableitenden Harnwege beginnen am Übergang der Nierenpapillen zu den Kelchen. Kleine Kelche fassen die einzelnen Papillen, größere Kelche sammeln deren Zuflüsse. Das Nierenbecken bündelt den Harn und setzt sich in den Harnleiter fort. Pro Niere zieht gewöhnlich ein Harnleiter zur Blase. Aus der Blase führt eine gemeinsame Harnröhre nach außen. Harnleiter und Harnröhre bezeichnen damit unterschiedliche Abschnitte des Weges. [2][17][18]

Die Aufgaben wechseln entlang dieser Strecke. Kelche und Nierenbecken sammeln den Harn. Die Harnleiter transportieren ihn weiter. Die Blase passt ihr Volumen an und hält den Harn vorübergehend zurück. Der Auslass aus Blasenhals und Harnröhre ermöglicht zusammen mit den Schließstrukturen die kontrollierte Entleerung. Die Kontinuität der Hohlräume verbindet diese einzelnen Funktionen. [17][18]

Die Harnleiter besitzen eine eigene Transportmuskulatur

Die Harnleiter ziehen hinter dem Bauchfell von den Nieren nach unten ins kleine Becken. Ihre Wand besteht aus einer inneren Schleimhaut, glatter Muskulatur und einer äußeren Bindegewebsschicht. In einem entspannten Querschnitt kann das gefaltete Lumen sternförmig erscheinen. Die Schleimhaut bildet somit eine anpassungsfähige Innenbegrenzung eines muskulären Transportschlauchs. [17][19]

Wellenförmige Kontraktionen der glatten Muskulatur schieben den Harn in Richtung Blase. Diese Peristaltik verbindet die Nierenbeckenregion mit den weiter unten liegenden Abschnitten. Entlang des Harnleiters verändert sich die Anordnung der Muskelzüge; im unteren Bereich kommen zusätzliche längs verlaufende Anteile hinzu. In der äußeren Schicht verlaufen Blutgefäße und Nerven, die das Wandgewebe versorgen. [17][19]

Am unteren Ende durchquert jeder Harnleiter die Blasenwand schräg. Der kurze intramurale Verlauf unterstützt zusammen mit den umgebenden Wandstrukturen den Schutz vor einem Rückstrom. Die Mündungen liegen an den beiden oberen Ecken des Blasendreiecks. Beim Verfolgen einer Abbildung gehören die Harnleiter zunächst außerhalb der Blase, anschließend kurz in ihre Wand und erst an den Mündungen zum Blasenlumen. [17][22]

Die äußere Bindegewebsschicht heißt Adventitia. Sie verbindet den Harnleiter mit seiner Umgebung, während die innere Schleimhaut das Lumen begrenzt. Die zwischen beiden liegende glatte Muskulatur überträgt die Transportwellen entlang der Wand. Im histologischen Bild liefert diese Schichtenfolge eine andere Information als eine Übersicht des ganzen Harnwegs: Sie erklärt, wie das einzelne Rohr seine Form ändern und seinen Inhalt weiterbewegen kann. [19]

Urothel verbindet Dichtigkeit mit Verformbarkeit

Nierenbecken, Harnleiter und Blase besitzen eine spezialisierte epitheliale Auskleidung, das Urothel. Es setzt sich aus basalen Zellen, intermediären Zelllagen und großen oberflächlichen Deckzellen zusammen. Die Deckzellen werden auch Umbrella-Zellen genannt. Ihre apikale Oberfläche grenzt unmittelbar an den Harn. Basal liegt das Epithel auf einer Basalmembran und wird von Bindegewebe unterlagert. [19][20][33]

Zwischen den oberflächlichen Zellen begrenzen dichte Zellkontakte den parazellulären Weg. Uroplakinreiche Membranplatten verleihen der apikalen Zellmembran besondere Barriereeigenschaften. Diese Ausstattung hält trotz wechselnder Harnzusammensetzung die Grenze zwischen Lumen und Gewebe aufrecht. Die Durchlässigkeit wird dabei durch Zellkontakte und die Beschaffenheit der Zelloberfläche gemeinsam bestimmt. [6][33]

Bei Füllung und Entleerung verändert das Urothel seine Form. Schleimhautfalten glätten sich, die Deckzellen werden flacher, und ihre Membranorganisation passt sich an. In der oberflächlichen Zellschicht finden sich charakteristische Vesikel, die mit der Membrandynamik zusammenhängen. Eine Blasenwand kann dadurch auf einem Schnitt im leeren und im gedehnten Zustand deutlich verschieden aussehen. [6][20][33]

Das Urothel beteiligt sich außerdem an der Wahrnehmung und Weitergabe lokaler Reize. Urotheliale Zellen können auf mechanische und chemische Bedingungen reagieren und unter anderem ATP sowie weitere Signalstoffe freisetzen. Darunter liegen Nervenendigungen und stromale Zellen. Schleimhaut und Nervensystem bilden auf diese Weise eine funktionelle Nachbarschaft an der Innenfläche der Harnwege. [33]

Die großen Deckzellen schließen an ihrer apikalen Grenze aneinander an und können mehrere Zellkerne besitzen. Ihre darunterliegenden Membranreservoirs und die feste Verbindung zur Nachbarzelle gehören zur speziellen Anpassung dieses Epithels. Ihre dem Urin zugewandte Oberfläche bildet eine zusammenhängende Barriere. Unterhalb der Basalmembran beginnt die bindegewebige Unterlage mit Gefäßen und weiteren Zellen, die das Epithel versorgen und in seine Signalumgebung einbinden. [6][33]

Die Blase verändert ihre Form mit der Füllung

Die Harnblase liegt im kleinen Becken hinter dem Schambein. Ihr oberer Anteil kann sich bei zunehmender Füllung nach oben ausdehnen. Die Schleimhaut besitzt im entspannten Zustand zahlreiche Falten. Unter der bindegewebigen Unterlage liegt eine kräftige Schicht glatter Muskulatur, der Detrusor. Seine miteinander verflochtenen Muskelzüge können das Volumen des gesamten Hohlorgans bei der Entleerung verkleinern. [17][20]

Am Blasengrund bilden die zwei Harnleitermündungen und der innere Eingang zur Harnröhre die Eckpunkte des Trigonums. Diese Region ist vergleichsweise glatt und in die lokale Wandstruktur eingebunden. Die Spitze des Dreiecks führt zum Blasenhals. In einer Ansicht des Blaseninneren helfen diese drei Öffnungen, Zufluss und Abfluss räumlich zuzuordnen. [17]

Während der Speicherung kann das Blasenvolumen über einen größeren Bereich zunehmen, ohne dass der Druck im gleichen Maß steigt. Dazu tragen Wandstruktur, Muskelzustand und die zentral gesteuerte Aktivität des Auslasses bei. Das Verhältnis zwischen Volumenänderung und Druckänderung heißt Compliance. Füllungswahrnehmung und Harndrang entstehen im Zusammenspiel von Dehnung, afferenten Signalen und der Verarbeitung im Nervensystem. [22][33]

Der Detrusor ist in der Blase deutlich kräftiger als die Muskelschicht des Harnleiters. Seine Bündel sind räumlich verflochten und bilden eine zusammenhängende Organwand. Während sich der Harnleiter mit fortgeleiteten lokalen Kontraktionswellen entleert, benötigt die Blase eine koordinierte Volumenverkleinerung ihres Reservoirs. Die unterschiedlichen Wandarchitekturen passen damit zu Transport auf einer Strecke und periodischer Entleerung eines Hohlraums. [19][20][22]

Die Harnröhre besitzt unterschiedliche anatomische Verläufe

Die weibliche Harnröhre ist kurz und führt vom Blasenhals durch den Beckenboden zum Vorhof zwischen Klitoris und Vaginalöffnung. Die männliche Harnröhre zieht zunächst durch die Prostata, dann durch weitere Beckenbodenabschnitte und schließlich im Penis nach außen. Im Penis liegt sie im Corpus spongiosum, dem Harnröhrenschwellkörper. Länge und Nachbarschaften unterscheiden sich entsprechend deutlich. [17][21]

Auch die epitheliale Auskleidung ändert sich entlang der Harnröhre. Nahe der Blase kommt Urothel vor; weiter abwärts folgen je nach Abschnitt mehrreihige oder mehrschichtige Epithelformen und distal Plattenepithel. Die Harnröhre ist daher histologisch in Abschnitte gegliedert. In der männlichen Harnröhre finden sich außerdem schleimbildende Harnröhrendrüsen. [17][21]

Kontinenz beruht auf Wand, Auslass und Unterstützung

Während der Speicherung muss der Auslass einen ausreichenden Widerstand aufrechterhalten. Dazu tragen glatte Muskulatur im Blasenhals- und Harnröhrenbereich sowie quergestreifte äußere Schließmuskelanteile bei. Der Beckenboden und die bindegewebige Einbettung stützen die Harnröhre. Die genaue Anatomie dieser Komponenten unterscheidet sich zwischen weiblichem und männlichem Becken. [17][22]

Die quergestreiften Schließstrukturen erhalten somatische motorische Signale, insbesondere über den Nervus pudendus aus sakralen Rückenmarkssegmenten. Ihre Aktivität lässt sich willentlich beeinflussen und ist gleichzeitig in Reflexe eingebunden. Eine Drucksteigerung im Bauchraum kann solche Verschlussreaktionen mit ansprechen. Für das Entleeren werden diese Strukturen passend zur Blasenkontraktion gelockert. [22]

Beckenboden und äußerer Harnröhrenverschluss liegen in enger Nachbarschaft und sind in die Steuerung des unteren Harntrakts eingebunden. Ihre Beteiligung lässt sich funktionell verfolgen: In der Speicherung wird der Auslass gehalten, bei der Miktion muss er sich zur passenden Zeit öffnen. Die funktionelle Einheit umfasst dadurch die Blase, ihre Nerven, den urethralen Widerstand und die unterstützende Umgebung zugleich. [22]

Speichern und Entleeren benötigen verschiedene Aktivitätsmuster

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In der Speicherphase unterstützen sympathische Signale die Entspannung des Blasenkörpers und die Spannung glatter Auslassanteile. Parallel erhält die somatische Innervation den äußeren Verschluss. Afferente Nerven melden fortlaufend Informationen aus der Blasenwand an Rückenmark und Gehirn. Der wahrgenommene Füllungszustand entsteht aus diesen Signalen und ihrer Verarbeitung im jeweiligen Verhaltenskontext. [22]

Für die Entleerung nimmt die parasympathische Aktivierung des Detrusors zu. Die entsprechenden präganglionären Neurone liegen beim Menschen in sakralen Segmenten S2 bis S4 und ziehen über Beckenbahnen zu nachgeschalteten Ganglien. Gleichzeitig sinkt die Aktivität der Verschlusswege. Der Harnstrom entsteht, wenn die Blasenkontraktion mit einem ausreichend geöffneten Auslass koordiniert ist. [22]

Im Hirnstamm beteiligt sich ein pontines Netzwerk an diesem koordinierten Wechsel. Das periaquäduktale Grau vermittelt zwischen aufsteigenden Informationen, Hirnstammsteuerung und höheren Hirnregionen. Diese Einbindung erlaubt, den Zeitpunkt der Entleerung an die Situation anzupassen. Die Miktion verbindet damit autonome, somatische und bewusst beeinflussbare Vorgänge innerhalb eines gemeinsamen Regelkreises. [22]

Die aufsteigenden Informationen aus der Blasenwand werden auf mehreren Ebenen verarbeitet. Spinale Schaltkreise unterstützen die Speicherreaktion; Hirnstamm und höhere Hirnregionen beteiligen sich an der Entscheidung und an der zeitlichen Koordination. Eine Entleerung umfasst daher eine geordnete Abfolge: Der Auslass wird freigegeben, die Blase kontrahiert und der Harn kann durch die Harnröhre abfließen. Anschließend kehrt das System in die Speicherorganisation zurück. [22]

Was die einzelnen Funktionsbegriffe unterscheiden

Harndrang beschreibt die Wahrnehmung des Füllungszustands. Kontinenz beschreibt das erfolgreiche Zurückhalten. Miktion ist die koordinierte Entleerung. Die Bildung des Harns findet zuvor überwiegend in den Nieren statt. Eine veränderte Häufigkeit der Entleerung kann daher grundsätzlich sowohl mit der angelieferten Harnmenge als auch mit Speicherung, Wahrnehmung oder Auslassfunktion zusammenhängen. [18][22]

Eine Abflussbehinderung kann sich auf vorgelagerte Hohlräume auswirken. Weil Harnleiter, Nierenbecken, Kelche und Sammelwege miteinander verbunden sind, kann erhöhter Druck bis zur Niere zurückreichen. Das verdeutlicht den funktionellen Zusammenhang von Harnbildung und Harntransport. Lage, Wandbau und muskuläre Koordination gehören bei der Betrachtung der Harnwege zusammen. [7][17]

Eine anatomische Betrachtung kann entsprechend von drei Ebenen ausgehen. Die Hohlräume zeigen die Strecke des Harns. Die Wand erklärt Barriere und Bewegung. Die Innervation erklärt den zeitlichen Wechsel zwischen Transport, Speicherung und Entleerung. Diese Ebenen sind in einer einzelnen Abbildung selten vollständig zu erkennen; zusammen ergeben sie eine klare Landkarte von der Nierenpapille bis zur äußeren Harnröhrenöffnung. [17][19][20][22]

Die Nierenübersicht erklärt, wie der ankommende Harn entsteht. Wasser- und Elektrolytregulation zeigt, weshalb seine Menge im Tagesverlauf variiert. Die Steuerung der Blase bietet zugleich einen anatomischen Zugang zum autonomen Nervensystem: Organmuskulatur, Wahrnehmung und willentlich beeinflussbare Handlungen werden gemeinsam organisiert. [9][18][22]

Untersuchungen machen Füllung und Entleerung messbar

Die Uroflowmetrie zeichnet auf, wie viel Urin während der Entleerung pro Zeit abgegeben wird. Daraus entsteht eine Flusskurve mit Angaben zum entleerten Volumen und zur Flussgeschwindigkeit. Eine anschließende Restharnmessung bestimmt per Ultraschall oder Katheter, wie viel Urin in der Blase zurückgeblieben ist. Beide Messungen beschreiben verschiedene Seiten desselben Entleerungsvorgangs. [42]

Bei der Zystometrie werden während kontrollierter Blasenfüllung Volumen, Druck und die wahrgenommene Füllung erfasst. Eine Druck-Fluss-Messung betrachtet anschließend den Zusammenhang zwischen Entleerungsdruck und Harnstrom. Zusammen helfen solche Untersuchungen, die Arbeit der Blasenwand und die Bedingungen am Auslass einzuordnen. [42]

Diese Zusammenhänge vertiefen

• Die Nieren: Aufbau, Harnbildung und Regulation
• Das Nephron: Blutweg, Tubulus und Sammelrohr
• Das autonome Nervensystem