Zytologische Verfahren sind für die Erkennung und Diagnose von bösartigen Tumoren des Harnsystems von großer Bedeutung. Die Zytologie dient der Untersuchung von Zellen aus dem Urin und ist nützlich bei der Diagnose von Harnwegsinfektionen, Tumoren und anderen Krankheiten.

Im Jahr 1858 begründete Rudolph Virchow die Zelluntersuchung, die heute als Zytopathologie bekannt ist; die Untersuchung der Zelle wurde als Zytologie bekannt und schloss dann den Pap-Abstrich als Screening-Instrument zur Früherkennung von Krebs ein. Mit der Zytopathologie können fast alle Organsysteme des Körpers untersucht werden, insbesondere auch Körperflüssigkeiten. Die Urinzytologie ist eine der schwierigsten Disziplinen der Pathologie. In den meisten Fällen werden die Urothelzellen in vier Kategorien eingeteilt: 1) normal, 2) atypisch, 3) verdächtig und 4) bösartig. Außerdem können verschiedene Infektionen Anomalien verursachen, die in der Urinzytologie Krebs ähneln können.

Identifizierung
Die Untersuchung von Urinzellen ist eine der ältesten medizinischen Methoden der medizinischen Praxis. Die Ägypter entdeckten, dass Blut im Urin auf eine Blasenerkrankung hinweist, die später als Krebs (Schistosoma haematobium) identifiziert wurde. Die einfache Entnahme einer Urinprobe und ihre grobe Untersuchung war eine medizinische Routineuntersuchung. Urin besteht hauptsächlich aus Wasser. Die Farbe des Urins liefert eine Vielzahl medizinischer Informationen, die bei einigen Diagnosen hilfreich sein können. Normalerweise kann eine normale Urinprobe klar, strohfarben oder hellgelb sein; farbloser Urin kann ein Zeichen für Überhydratation sein; dunkelgelber Urin kann auf

Dehydratation hinweisen; blutiger Urin wird als Hämaturie bezeichnet; eine dunkelorange oder braune Farbe kann auf Gelbsucht oder die Gilbert-Krankheit hinweisen; und ein schwarz gefärbter Urin kann von einem Melanom herrühren und wird Melanurie genannt.

Nahrungsmittel können dem Urin oft Farbe verleihen. Zum Beispiel können Rüben den Urin rosa färben, und Spargel kann den Urin grün färben. Trüber oder trüber Urin ist in der Regel ein Symptom für eine bakterielle Infektion oder eine Auskristallisierung von Kalziumphosphatsalzen. Der pH-Wert des Urins sollte zwischen 4,6 und 8 liegen, 7 ist neutral.

Urin ist in der Regel eine sterile Flüssigkeit, die von den Nieren ausgeschieden wird und Epithelzellen aus den Harnwegen enthalten kann. Die Zytologie des Urins hat bei der Identifizierung von Virusinfektionen wie dem humanen Polyomavirus eine wichtige Rolle gespielt. Hier wird untersucht, wie die Urinzytologie zur wichtigsten Diagnosetechnik in der Harnmedizin werden kann.

Pilzinfektionen
Primäre Krankheitserreger wie Blastomyces dermatitidis und Cryptococcus neoforms können mit zytologischen Verfahren nachgewiesen werden. Bei der Blastomykose handelt es sich um einen Pilz, der Läsionen und Abzesse in der Haut verursacht und dann auf andere Organe übergreift. Die Hefeformen dieses Organismus sind kugelförmig, haben eine dicke, widerstandsfähige Zellwand und können ähnlich groß oder größer als Kryptokokken sein. Diese Organismen können von Makrophagen verschlungen werden oder einfach „frei schwebend“ gefunden werden.

Spezialfärbungen wie Periodic Acid Schiff – Light Green oder Grocott’s Methenamine Silver können zum Nachweis der meisten Blastomykoseorganismen verwendet werden. Mit der PAP-Färbung lässt sich dieser Organismus nachweisen (Abb. 1, 40 X).

Kryptokokken können bei Patienten mit HIV gefunden werden. Der Nachweis des Kapselmaterials kann durch Kulturen von Liquor, Sputum und Urin erfolgen. Cryptococcus neoformans hat eine eindeutige Form – kugelförmige Knospen mit einem Durchmesser von 5 bis 25 Mikrometern und eine dicke, scharf begrenzte Kapsel. Spezielle Färbungen, die den Organismus schwach nachweisen, sind Papanicolaou und Diff Quik, aber die Färbungen der Wahl sind Periodic Acid Schiff – Light Green oder das klassische Mayer’s Mucicarmine (Abb. 2, 40 X.)

Kristalle
Gemeinsam wird die Identifizierung von Kristallen im Urin durch einen mikroskopischen Urinanalyse-Test durchgeführt. Viele Kristalle werden durch ihre Farbe, Form und den pH-Wert der Urinprobe identifiziert. Das Fehlen oder Vorhandensein von Kristallen in einer Urinprobe kann ein diagnostisches Hilfsmittel bei der Behandlung von Krankheiten sein. Kristalle werden in der Regel in Medikamente, Krankheitsindikatoren oder normales Vorkommen unterteilt. Radiologische Farbstoffe können Kristalle erzeugen, und auch bestimmte Arzneimittel wie Sulfonamide können spezifische Kristallstrukturen bilden (Abb. 3A, Papanicoloau-Färbung, 40 X). Uratkristalle können in unsachgemäß fixierten Urinproben gefunden werden. Der pH-Wert des Urins kann die Ausfällung von Uraten verändern. Die Kristalle sind unterschiedlich geformt und haben keinen wirklichen diagnostischen Zweck. Die meisten Kristalle lassen sich mit der mikroskopischen Standardpolarisation polarisieren (Abb. 3B, 40 X).

Urothelzellkarzinom
Das Urothelzellkarzinom (UCC) tritt gewöhnlich in der Niere, der Harnblase und anderen Organen auf. UCC ist die häufigste Krebsart in der Harnblase, dem Harnleiter und der Harnröhre und die zweithäufigste Art von Nierenkrebs.

Interessanterweise wird UCC in der Regel durch Umweltquellen verursacht. Arbeiter in der Erdölindustrie, bei der Herstellung von Farben und Anilinfarbstoffen und in der Landwirtschaft können Chemikalien ausgesetzt sein, die zu Urothelkrebs beitragen können.

Ein klassisches Merkmal von Urothelzellen ist die einzigartige Form oder der „Cluster“, den sie bilden können, der klein und flach sein kann und aus wenigen Zellen besteht. Die Cluster können auch oval, kugelförmig oder „papillär“ sein oder winzige Ausstülpungen aufweisen. An der Peripherie des Haufens kann man Schirmzellen erkennen. Urothelkarzinome lassen sich bei Blasenspülungen als papilläre Cluster erkennen (Abb. 4, Papanicoloau-Färbung 40 X).

Reaktive Epithelzellen
Epithelzellen bilden das Epithelgewebe, das Körperhöhlen auskleidet und Organe bedeckt. Die Wände der Harnblase sind mit geschichtetem Übergangsepithel ausgekleidet, das die Ausdehnung der Blase ermöglicht. Urothelzellen, eine Art von Epithelzellen, die nur im Harntrakt vorkommen, werden reaktiv, wenn sie durch eine Entzündung verletzt werden; sie reagieren buchstäblich auf das Vorhandensein einer Entzündung. Im katheterisierten Urin kann eine große Ansammlung degenerierter, gutartiger reaktiver Zellen ein geringes Verhältnis von Zellkern zu Zytoplasma aufweisen, und die Zellkerne können unregelmäßig geformt sein. Die Zellkerne können klein und hyperchromatisch sein. Abb. 5 (Papanicolaou-Färbung, 40 X) ist ein Beispiel für reaktive Urothelzellen aus einer Blasenspülung.

Atypisches niedriggradiges papilläres Karzinom
Atypische Zellen sind unregelmäßig oder ungewöhnlich, vielleicht sogar abnormal; sie sind jedoch nicht unbedingt krebsartig. Verschiedene Faktoren können normale Zellen atypisch erscheinen lassen, wie z. B. Entzündungen, normale Alterung und Infektionen.

Die Urinzytologie ist ein wesentliches Mittel zur Erkennung von urothelialen Neoplasien. Die Genauigkeit der Urinzytologie hängt von Faktoren ab, die mit dem Tumorgrad, der Art der Probe und der richtigen Probenahme zusammenhängen. Ein Beispiel für ein atypisches Papillarkarzinom niedrigen Grades ist in Abb. 6 dargestellt (Papanicolaou-Färbung, 40 X).

Hämosiderin
Hämosiderin entsteht durch den Abbau von Hämoglobin und ist ein gelb-goldenes kristallines Pigment. Reaktive Urothelzellen im entleerten Urin und Hämosiderin im Zytoplasma können in beladenen Makrophagen gesehen werden (Abb. 7, Papanicolau-Färbung, 40 X). Hämosiderinkörnchen können von Makrophagen verschluckt werden und so reichlich vorhanden sein, dass sie den Zellkern verdecken (Abb. 8, mit Hämosiderin beladene Makrophagen).

Hämosiderinurie, auch als „brauner Urin“ bekannt, tritt bei chronischer intravaskulärer Hämolyse auf, bei der Hämoglobin im Übermaß aus den roten Blutkörperchen in den Blutkreislauf abgegeben wird. Überschüssiges Hämoglobin wird von der Niere gefiltert und im proximalen Tubulus wieder resorbiert; das Eisen wird dann extrahiert und in Ferritin, auch Hämosiderin genannt, gespeichert.

Zellen des proximalen Tubulus fallen mit dem Hämosiderin ab, werden in den Urin ausgeschieden und können einige Tage nach Beginn der Hämolyse nachgewiesen werden. Hämosideringranulat im Urin kann als Hilfsmittel bei der Diagnose von perniziöser Anämie und Hämochromatose dienen. Die Abbildungen 9A und 9B zeigen mit Hämosiderin beladene Makrophagen, die mit der Spezialfärbung Preußischblaue Reaktion nachgewiesen wurden.

Urologische Infektionen
Das Vorhandensein von Bakterien im Urin wird als Bakteriurie bezeichnet. Bleibt sie unbehandelt, entwickelt sich eine Harnwegsinfektion. Viele Mikroorganismen können mit zytologischen Verfahren vor allem im Urin, in der Rückenmarksflüssigkeit oder in anderen Körperflüssigkeiten nachgewiesen werden. Einige Beispiele für Bakterien sind Chlamydia, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli und Enterococcus faecalis. Obstruktive Prozesse wie Prostatavergrößerung, Steine, Strikturen, Kompression, Steine oder Divertikel können den Urinfluss behindern und Infektionen verursachen (Abb. 10, Papanicolaou-Färbung, 40 X).

M. Lamar Jones ist in der Abteilung für Pathologie am Emory University Hospital in Atlanta, GA, und Programmdirektor der School of Histotechnology am Davidson County Community College in Lexington, NC.