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Was ist das?
Einführung in das Harnwegssystem
Tag für Tag setzt der menschliche Organismus verschiedene Abfallprodukte in das Blut frei, die aus seinem Abbaustoffwechsel (Katabolismus) stammen. Diese Prozesse sind unerlässlich, denn sie verhindern, dass sich die Abfallprodukte im Körper anreichern. An dieser Stelle tritt das Harnwegssystem in Aktion. Das in unserem Körper zirkulierende Blut wird durch die Nieren gefiltert, so dass die Abbauprodukte mit dem Urin ausgeschieden werden können. Ein Mensch produziert täglich zwischen 0,8 und 2 Litern Urin. Ausserdem können die Nieren gewisse Stoffe reabsorbieren und einlagern, die ein gesunder Organismus benötigt.
Was ist das?
Einführung in das Harnwegssystem
Tag für Tag setzt der menschliche Organismus verschiedene Abfallprodukte in das Blut frei, die aus seinem Abbaustoffwechsel (Katabolismus) stammen. Diese Prozesse sind unerlässlich, denn sie verhindern, dass sich die Abfallprodukte im Körper anreichern. An dieser Stelle tritt das Harnwegssystem in Aktion. Das in unserem Körper zirkulierende Blut wird durch die Nieren gefiltert, so dass die Abbauprodukte mit dem Urin ausgeschieden werden können. Ein Mensch produziert täglich zwischen 0,8 und 2 Litern Urin. Ausserdem können die Nieren gewisse Stoffe reabsorbieren und einlagern, die ein gesunder Organismus benötigt.
Die Nieren
Die Nieren sind ein paariges Organ. Sie haben eine bohnenförmige Gestalt und messen etwa 12 cm in der Länge und 3 cm in der Breite. Die Nieren sind von einer Schutzhülle umgeben. Die Funktionseinheiten der Nieren werden als Nephronen bezeichnet; dort erfolgt die Filtration des Blutes.
Die Nieren üben demnach eine Regulationsfunktion aus und sind an der Aufrechterhaltung des allgemeinen Gleichgewichtszustands der Körperfunktionen (Homöostase) beteiligt. Sie halten den pH-Wert des Blutes im Bereich von 7,3 und sorgen für ein gesundes Gleichgewicht der Elektrolyte. Verändert sich deren Konzentration im Blut, wird dies von den Nieren erkannt, die daraufhin Regulationsmechanismen auslösen, um den Gleichgewichtszustand wiederherzustellen. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn sich das Phosphat- oder auch das Calcium-Gleichgewicht, das in direktem Zusammenhang zur Hyperphosphatämie steht, verändert.
Die Nieren sind ebenfalls an der Aufrechterhaltung des Gesamtblutvolumens des Körpers (Volämie) beteiligt. Bei Bluthochdruck werden bestimmte Regulationsmechanismen ausgelöst, um den arteriellen Blutdruck zu senken. Dieser Prozess wird durch das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) gesteuert.
Schliesslich ermöglichen die Nieren die Synthese zahlreicher biologisch aktiver Stoffe. Dazu gehört auch Vitamin D, dessen Synthese durch das Parathormon (ein Hormon, das in den Nebenschilddrüsen gebildet wird) reguliert wird. Vitamin D fördert die Calcium- und Phosphatabsorption im Verdauungstrakt und in den Nieren. Die Wirkung des Hormons Calcitonin ist der Wirkung von Vitamin D entgegen gerichtet. Des Weiteren bilden die Nieren EPO (Erythropoietin), das die Bildung der roten Blutkörperchen stimuliert.
Verteilung von Phosphat im Körper
Phosphat macht 1 % unseres Körpergewichts aus. Es befindet sich in den Knochen, im intrazellulären (innerhalb der Zellen) und im extrazellulären Raum. Zwischen beiden Milieus findet ein Stoffaustausch statt.
Phosphat findet sich auch auf unserem täglichen Speiseplan, vor allem in Milch- und Getreideprodukten. In versteckter Form ist Phosphat ebenfalls in Konservierungs- und Säuerungsmitteln enthalten. Die mittlere Phosphorzufuhr über die Nahrung beträgt täglich etwa 1,5 Gramm. 60 % des aufgenommenen Phosphats wird im Darm absorbiert.
Die Absorption des Phosphats im Darm kann über die Bildung eines Chelats mit einem Kation, zum Beispiel Calcium oder Magnesium, reduziert werden. Das Phosphat kann nun nicht mehr mit seinem Transportstoff reagieren, und folglich verringert sich seine Absorption im Darm.
Durch ihre Regulationsfunktion passen die Nieren die Phosphatausscheidung über den Urin an die Phosphatzufuhr über die Ernährung an.
Das Phosphat wird durch die Nephronen frei gefiltert und je nach Bedarf durch den Natrium – Phosphat - Transporter im proximalen Tubulus rückresorbiert.1
Regulationsmechanismen der Phosphat-Homöostase
An den Regulationsmechanismen sind drei Hormone beteiligt, u.a. Vitamin D und das Parathormon.2
Vitamin D fördert die Calcium- und die Phosphataufnahme. Dies bedeutet, dass Vitamin D die Calcium- und die Phosphatkonzentration im Blut erhöht. Vitamin D durchläuft in der Leber und den Nieren verschiedene Umwandlungsetappen, ehe es in seiner aktiven Form Calcitriol vorliegt. Letzteres entfaltet seine Wirkung in den Nieren und dem Darm:
- ⇑ Absorption von Calcium und Phosphat im Darm
- ⇑ Reabsorption von Calcium in den Nieren
- ⇑ Resorption in den Knochen
Das Parathormon wird in den Nebenschilddrüsen gebildet. Zu seinen Wirkungen gehören:
- ⇑ Knochenresorption, wodurch Calcium und Phosphat (wichtige Knochenbestandteile) in das Blut freigesetzt werden können
- ⇑ Absorption von Calcium und Phosphat im Darm
- ⇑ Reabsorption von Calcium in den Nieren
- ⇓ Reabsorption von Phosphat in den Nieren
Niereninsuffizienz
Die Nierendurchblutung beträgt 1 Liter pro Minute; dies entspricht etwa 20 % des Herzminutenvolumens des Körpers. In jeder Minute wird ein bestimmter Anteil dieses Liters in den Nieren gefiltert, vor allem in den als Glomeruli bezeichneten Nierenstrukturen (Gesamtheit der Nephronen). Dieser Anteil wird als glomeruläre Filtrationsrate (GFR) bezeichnet und beträgt etwa 125 ml/min, das heisst 180 l/Tag.
Bei Personen mit chronischer Niereninsuffizienz hat die Schädigung der Nephronen eine Verringerung der Filtrationsleistung zur Folge. Dieser Prozess verläuft allmählich und ist nicht umkehrbar. Die Nieren sind nicht mehr in der Lage, ihre Funktionen zu erfüllen. Dies hat verschiedene Auswirkungen. Die Abbauprodukte können nicht mehr ausgeschieden werden, was zu einer Anreicherung von gefährlichen Toxinen im Blut führt. Ausserdem stellt sich allmählich ein Ungleichgewicht im Elektrolythaushalt ein, da die Nieren nicht mehr in der Lage sind, bestimmte Hormone auszuscheiden.
Chronische Niereninsuffizienz ist sehr gefährlich, da sie sich sehr langsam entwickelt und sehr lange symptomfrei (asymptomatisch) bleibt, wodurch eine angemessene und frühzeitige Behandlung nicht möglich ist. Die Symptomfreiheit ist dadurch bedingt, dass sich die Nieren anpassen und versuchen, den Funktionsverlust auszugleichen.
Beurteilung von Niereninsuffizienz
Zum Nachweis von Niereninsuffizienz sind verschiedene Untersuchungen erforderlich, mit deren Hilfe die glomeruläre Filtrationsrate der Nieren (GFR) gemessen werden kann. Diese stützen sich auf verschiedene Kriterien, z. B. die Messung des Kreatininspiegels (Kreatininämie), der bei Niereninsuffizienz erhöht ist. Ergänzend werden diverse Urintests durchgeführt.3
Die glomeruläre Filtrationsrate beträgt bei einem gesunden Menschen 125 ml/min. Ein Abfall der gemessenen GFR kann auf Niereninsuffizienz hindeuten. Allerdings ist ab dem Erwachsenenalter auch eine physiologische Abnahme der GFR zu verzeichnen.
Chronische Niereninsuffizienz liegt vor, wenn die GFR der betreffenden Person unter 60 ml/min liegt. Allerdings kann chronische Niereninsuffizienz auch dann vorliegen, wenn die GFR als normal angesehen wird. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn eine strukturelle Schädigung der Nieren vorliegt.
Anhand von GFR-Schwellenwerten werden fünf Stadien von Niereninsuffizienz unterschieden. Bei einer chronischen Niereninsuffizienz im Stadium 5 (GFR < 15 mL/min) ist in der
Mehrzahl der Fälle eine Dialyse erforderlich.3
Calcium- und Phosphat-Ungleichgewichte im Elektrolythaushalt
Der in Zusammenhang mit einer Niereninsuffizienz auftretende Abfall der GFR beeinflusst die Calcämie und Phosphatämie. Zunächst wird sich die Phosphatausscheidung über den Urin verringern, was folglich zur Hyperphosphatämie führt. Ausserdem könnte in Zusammenhang mit der Phosphatanreicherung Hypocalcämie eintreten. Wenn die Hypocalcämie erkannt wurde, weil sich daraus eine sekundäre Hyperplasie der Nebenschilddrüsen entwickelt hat, kann die Calciumabsorption wieder erhöht und die Hypocalcämie korrigiert werden. Dieser Zustand kann auch für Erkrankungen der Knochen verantwortlich sein, da diese dem Einfluss vom Parathormon unterliegen. Dieses Hormon bewirkt zudem eine verstärkte Calcitriol-Synthese, welche sowohl Hypercalcämie als auch Hyperphosphatämie zur Folge hat.
Begleiterkrankungen bei chronischer Niereninsuffizienz
Die Beeinträchtigung der Nierenfunktion steht mit einem Anstieg der kardiovaskulären Mortalität um das 10- bis 1000-fache in Zusammenhang. Diese hohe Sterblichkeit korreliert mit erhöhten
Serumphosphatspiegeln und den daraus häufig resultierenden Gefäss- und Herzklappenverkalkungen (Mediasklerose).
Chronische Niereninsuffizienz bringt auch den pH-Wert des Blutes aus dem Gleichgewicht. Bei Stoffwechselazidose besteht das Risiko einer Hyperkaliämie (Erhöhung der Kaliumkonzentration im Blut), wodurch insbesondere Herzrhythmusstörungen verursacht werden können.
Referenze:
1. Bock A, Das Kalzium-Phosphat-problem des Niereninsuffizienten, Schweiz Med Forum 2012;12(20-21):406-409
2. G. Mayer, Phosphathaushalt bei chronischer Niereninsuffizienz, Nephrologie 2007 2:287-294 DOI 10.1007/s11560-007-0088-9
3. M. Gimdt, Diagnostik und Therapie der chronischen Nierenerkrankung, Internist 2017. 58:243-256, DOI 10.1007/s00108-017-0195-2