Blasennerven bei Harnwegsinfektionen: Studie der Flinders University um Dr. Luke Grundy zeigt ein Frühwarnsystem

Harnwegsinfektionen (HWI) können einen ganz normalen Tag in eine Abfolge aus Brennen, ständigem Harndrang und immer neuen Toilettengängen verwandeln.

Weltweit kommt es jedes Jahr zu mehr als 400 Millionen Fällen, und fast jede dritte Frau erlebt mindestens eine HWI vor dem 24. Lebensjahr.

Ein Forschungsteam unter Leitung von Dr. Luke Grundy an der Flinders University hat eine Gruppe von Blasennerven identifiziert, die offenbar dabei hilft, eine Infektion zu erkennen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass einige der besonders unangenehmen HWI-Symptome zugleich die Bemühungen des Körpers unterstützen könnten, schädliche Bakterien auszuschwemmen.

Verborgene Nerven erkennen eine Infektion

Rund 75 bis 80 Prozent der Nervenendigungen in der Blase sitzen in der Muskelschicht und registrieren die Dehnung, wenn sich die Blase beim Sammeln von Urin füllt.

Die übrigen 20 bis 25 Prozent liegen nahe an der Blasenschleimhaut. Viele von ihnen reagieren nur schwach auf das normale Füllen der Blase – und haben Fachleute damit fast 20 Jahre lang vor ein Rätsel gestellt.

„Die meisten Blasennerven funktionieren wie eine Tankanzeige und melden dem Gehirn, wann sich die Blase füllt und entleert werden muss“, sagte Dr. Grundy.

Diese grössere Nervengruppe bildet den Füllstand der Blase ab.

„Die Nerven, die wir in dieser Studie untersucht haben, sind anders. Sie liegen nahe an der Blasenschleimhaut und scheinen eher wie ein Frühwarnsystem zu arbeiten, das Infektionen und Entzündungen erkennt.“

Dr. Grundy ergänzte, dass ihre Position sie genau dort platziere, wo sich Bakterien zuerst festsetzen.

Gesunde Blasen funktionieren weiterhin normal

Die Forschenden verringerten die Zahl der Nervenendigungen in der Nähe der Blasenschleimhaut, liessen jedoch den Grossteil der dehnungsempfindlichen Nerven in der Muskulatur intakt.

Weibliche Mäuse im Alter von sechs bis acht Wochen erhielten drei Tage lang einmal täglich Resiniferatoxin direkt in die Blase; getestet wurde anschliessend sieben Tage später.

Die gezielt adressierten Nerven verloren einen grossen Teil ihrer Aktivität. Gleichzeitig blieben Aufbau der Blasenwand und die dort vorhandenen Immunzellen erhalten.

Beim Füllen von null bis 50 Millimeter Quecksilbersäule reagierten die Blasen weiterhin normal, und gesunde behandelte Mäuse behielten ein gewöhnliches Uriniermuster.

Die verborgene Aufgabe zeigt sich erst bei einer Infektion

„Diese Schleimhautnerven haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fast zwei Jahrzehnte lang verwirrt, weil sie während des Füllens und Entleerens der Blase – also bei der Hauptaufgabe der Blase – still bleiben“, sagte Dr. Cindy Tay, Erstautorin der Studie.

Im normalen Blasenbetrieb wirkten diese Nerven daher entbehrlich.

„Was wir gefunden haben: Sie haben eine verborgene Aufgabe – sie fungieren als Frühwarnsystem, das in dem Moment anspringt, in dem sich eine Infektion etabliert“, sagte Dr. Tay.

Damit erhält diese bislang übersehene Nervengruppe eine klare Funktion.

Eine Infektion aktiviert die Nerven

Für die Versuche brachte das Team krankheitsverursachende Escherichia coli in die Blasen der Mäuse ein und nutzte dabei zwei Stämme, die in Infektionsmodellen häufig verwendet werden.

Innerhalb von 24 Stunden wurde die Schleimhaut geschädigt, Immunzellen wanderten ins Gewebe ein, und die Nerven nahe der Schleimhaut wurden aktiver und empfindlicher.

„Wenn die Blase gesund ist, sind diese Nerven relativ ruhig, doch während einer Harnwegsinfektion werden sie hochsensibel und reagieren auf das Vorhandensein von Bakterien und Entzündung“, sagte Dr. Grundy.

Durch die Infektion änderte sich also ihr Aktivitätsmuster.

Mäuse mit funktionsfähigen Schleimhautnerven entwickelten eine Empfindlichkeit im Beckenbereich und hinterliessen viele kleine Urinflecken – ein Hinweis auf häufiges Wasserlassen.

Tiere, bei denen weniger dieser Nerven vorhanden waren, zeigten weniger Schmerzverhalten und entwickelten nicht denselben Anstieg der Urinierhäufigkeit.

„Sie nehmen eine Infektion nicht nur wahr“, betonte Dr. Grundy.

„Sie helfen auch, die Reaktion des Körpers darauf zu koordinieren, indem sie Schmerz und häufiges Wasserlassen auslösen – Verhaltensweisen, die offenbar dazu beitragen, Bakterien aus der Blase zu entfernen und damit Teil des Abwehrsystems sind.“

Dr. Grundy fügte hinzu, dass die Symptome somit eine schützende Funktion zu haben scheinen.

Häufiges Wasserlassen spült Bakterien aus

Bakterienzählungen zeigten, was passiert, wenn diese nervenvermittelte Reaktion ausbleibt.

Mäuse mit reduzierten Schleimhautnerven trugen deutlich mehr Bakterien in der Blasenwand. Zudem erreichte die Infektion bei 100 Prozent dieser Mäuse die Nieren – verglichen mit 40 Prozent der infizierten Mäuse mit intakten Nerven.

Auch ein zweiter E. coli-Stamm führte nach der Reduktion der Nerven zu höheren Bakterienmengen im Urin und im Blasengewebe.

Dieses wiederkehrende Muster stützt den Zusammenhang zwischen nervengesteuertem Wasserlassen und der Kontrolle der Infektion durch den Körper.

„Es mag sich unangenehm anfühlen, aber häufiger zu urinieren hilft tatsächlich, die Infektion zu beseitigen, indem die schädlichen Bakterien ausgespült werden“, sagte Dr. Grundy.

Durch häufigeres Entleeren bleibt Bakterien möglicherweise weniger Zeit, sich in der Blase zu vermehren.

Die Behandlung senkte ausserdem CGRP, einen chemischen Botenstoff, den sensorische Nerven in das umliegende Gewebe freisetzen.

Da CGRP Immunzellen und die Blasenschleimhaut beeinflussen kann, erklärt eine geringere Urinierhäufigkeit allein die höhere Bakterienlast möglicherweise nicht vollständig.

HWI-Symptome könnten Patientinnen und Patienten schützen

Die Ergebnisse könnten erklären, warum Menschen mit geschädigten Blasennerven wiederholt oder besonders schwere HWI erleiden können.

Rückenmarksverletzungen, Diabetes, Morbus Parkinson, Multiple Sklerose und weitere Erkrankungen können die Wahrnehmung aus der Blase stören oder eine vollständige Entleerung verhindern.

„Wenn die Nerven, die eine Infektion erkennen, nicht richtig funktionieren, reagiert der Körper möglicherweise weniger wirksam“, sagte Dr. Grundy.

Abgeschwächte sensorische Signale könnten dazu führen, dass die Abwehr in der Blase langsamer anläuft.

Behandlungen müssen Nervensignale erhalten

Künftige Therapien gegen Schmerzen stehen damit vor einem schwierigen Balanceakt.

Eine Dämpfung übermässiger Nervenaktivität könnte Schmerzen und Harndrang lindern, doch ein komplettes Blockieren der Nerven könnte zugleich Signale ausschalten, die häufigeres Wasserlassen und das Entfernen von Bakterien fördern.

„Unsere Ergebnisse liefern neue Einblicke, wie die Blase Infektionen erkennt und darauf reagiert, und helfen zu erklären, welche biologischen Prozesse den Schmerz, den Harndrang und das Unwohlsein antreiben, die bei Harnwegsinfektionen häufig auftreten“, sagte Dr. Grundy.

Studiengrenzen und weitere Forschung

Die Experimente wurden an jungen weiblichen Mäusen durchgeführt und nicht an Patientinnen oder Patienten. Daher zeigen die Resultate nicht, dass jeder Mensch identisch reagiert.

Ausserdem war die nervenreduzierende Behandlung nicht vollständig auf die Schleimhaut begrenzt: Sie verringerte auch einen Teil des CGRP in der Blasenmuskulatur und veränderte die spontane Aktivität mehrerer muskelnaher Nerven.

Untersucht wurden zwei HWI-auslösende E. coli-Stämme, obwohl auch andere Bakterien und Pilze den Harntrakt infizieren können.

Bevor sich aus diesen Erkenntnissen Behandlungen ableiten lassen, müssen spätere Arbeiten weitere Erreger, wiederholte Infektionen, ältere Tiere sowie menschliches Gewebe einbeziehen.

Das Team erfasste zudem nicht jede mögliche Abwehrreaktion in der Blasenschleimhaut direkt.

Veränderungen in der Immun-Signalgebung oder das Abstossen infizierter Schleimhautzellen könnten ebenfalls zur stärkeren Ausbreitung der Bakterien beigetragen haben.

Trotz dieser Einschränkungen zeigen die Daten, dass die Wahrnehmung aus der Blase mehr leistet, als nur Beschwerden zu melden.

In diesem Mausmodell erkannten Nerven nahe der Schleimhaut die Infektion, steigerten das Wasserlassen und halfen, die Wanderung von Bakterien in die Nieren zu begrenzen.