Klassische Anzeichen einer Urämie sind: fortschreitende Schwäche und leichte Müdigkeit, Appetitlosigkeit durch Übelkeit und Erbrechen, Muskelschwund, Zittern, abnorme geistige Funktion, häufige flache Atmung und metabolische Azidose. Ohne Intervention durch Dialyse oder Nierentransplantation schreitet die durch Nierenversagen bedingte Urämie fort und führt zu Stumpfheit, Koma und Tod. Da die Urämie meist eine Folge des Nierenversagens ist, treten ihre Zeichen und Symptome oft gleichzeitig mit anderen Zeichen und Symptomen des Nierenversagens auf.
Klinische Merkmale der Urämie
Betroffener Bereich
Anzeichen und Symptome
Zentrales Nervensystem
Tagesschläfrigkeit, nächtliche Schlaflosigkeit, Gedächtnis- und Konzentrationsstörungen, Asthenie, Kopfschmerzen, Verwirrung, Müdigkeit, Krampfanfälle, Koma, Enzephalopathie, verminderter Geschmack und Geruch, Schluckauf, Serositis
niedrige Ansprechrate auf Impfungen, erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Infektionskrankheiten, systemische Entzündungen
Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) misst die Menge des Plasmas, die durch die Nieren gefiltert wird. Wenn die GFR abnimmt, verschlechtert sich die Prognose. Einige der Effekte können mit der Dialyse rückgängig gemacht werden.
GFR und ihre Auswirkungen
GFR (mL/min)
Auswirkungen
100-120
Normale GFR
<60
Urämische Symptome können vorhanden sein, vermindertes Wohlbefinden
30-60
Kognitive Beeinträchtigung
55
Müdigkeit und verminderte Ausdauer
<50
Insulinresistenz
<30
Möglicherweise zum Koma führen
≤15
Nierenversagen
Restsyndrom
Dialysepatienten erwerben das so genannte "Residualsyndrom". Das Residualsyndrom ist eine nicht lebensbedrohliche Krankheit, die sich als toxische Wirkung zeigt und viele der gleichen Zeichen und Symptome wie die Urämie hervorruft. Es gibt mehrere Hypothesen, warum ein Residualsyndrom vorliegt. Sie sind: die Anhäufung von gelösten Stoffen mit hohem Molekulargewicht, die schlecht dialysiert werden (z.B. β2-Mikroglobulin); die Anhäufung von proteingebundenen gelösten Stoffen mit niedrigem Molekulargewicht, die schlecht dialysiert werden (z.B. p-Cresylsulfat und Indoxylsulfat); die Anhäufung von dialysierbaren gelösten Stoffen, die unvollständig entfernt werden (z.B. sequestrierte gelöste Stoffe wie Phosphat in Zellen oder unzureichende Elimination anderer toxischer gelöster Stoffe); indirekte Phänomene wie Carbamylierung von Proteinen, Gewebeverkalkung oder eine toxische Wirkung eines Hormonungleichgewichts (z.B. Parathormon) und; die toxischen Wirkungen der Dialyse selbst (z.B. Entfernung unbekannter wichtiger Vitamine oder Mineralien). Die Dialyse erhöht die Lebensdauer, aber die Patienten können in ihrer Funktion eingeschränkter sein. Sie erlangen körperliche Einschränkungen, zu denen die Beeinträchtigung des Gleichgewichts, der Gehgeschwindigkeit und der sensorischen Funktionen gehören. Sie behalten auch kognitive Beeinträchtigungen wie die Beeinträchtigung der Aufmerksamkeit, des Gedächtnisses und der Ausführung von Aufgaben höherer Ordnung. Die Patienten werden seit mehr als drei Jahrzehnten in der Dialyse gehalten, aber die durchschnittliche Sterblichkeitsrate und die Krankenhauseinweisungen sind hoch. Auch die Rehabilitation und Lebensqualität der Patienten ist schlecht.
Ursachen
Erkrankungen, die einen erhöhten Harnstoffgehalt im Blut verursachen, lassen sich in drei verschiedene Kategorien einteilen: prärenal, renal und postrenal.
Prärenale Azotämie kann durch verminderten Blutfluss durch die Nieren (z.B. niedriger Blutdruck, kongestive Herzinsuffizienz, Schock, Blutungen, Dehydrierung) oder durch eine erhöhte Harnstoffproduktion in der Leber über eine proteinreiche Ernährung oder einen erhöhten Eiweißkatabolismus (z.B. Stress, Fieber, schwere Erkrankungen, Kortikosteroidtherapie oder gastrointestinale Blutungen) verursacht werden.
Renale Ursachen können auf eine verminderte Nierenfunktion zurückgeführt werden. Dazu gehören akutes und chronisches Nierenversagen, akute und chronische glomeruläre Nephritis, tubuläre Nekrose und andere Nierenerkrankungen.
Postnatale Ursachen können auf eine verminderte Ausscheidung von Harnstoff zurückzuführen sein. Diese können durch eine Obstruktion des Harnabflusses, z.B. durch Steine, Tumore der Blase oder Prostata, oder durch eine schwere Infektion verursacht werden.
Diagnose
Eine detaillierte und genaue Anamnese und körperliche Untersuchung helfen bei der Feststellung, ob eine Urämie akut oder chronisch ist. Im Falle einer akuten Urämie können die Ursachen identifiziert und beseitigt werden, was bei richtiger Behandlung zu einer höheren Chance für die Wiederherstellung der normalen Nierenfunktion führt.
Bluttests
Die primären Tests, die für die Diagnose der Urämie durchgeführt werden, sind ein Grundstoffwechsel-Panel mit Serum-Kalzium und -Phosphor zur Beurteilung der GFR, Blut-Harnstoff-Stickstoff und Kreatinin sowie Serum-Kalium-, Phosphat-, Kalzium- und Natriumwerte. Die Hauptanomalie ist eine sehr niedrige (<30) GFR. Eine Urämie zeigt eine Erhöhung sowohl des Harnstoff- als auch des Kreatininspiegels, wahrscheinlich erhöhte Kalium-, hohe Phosphat- und normale oder leicht erhöhte Natriumwerte sowie wahrscheinlich erniedrigte Kalziumspiegel. Als grundlegende Arbeit wird ein Arzt auch die Anämie und die Schilddrüsen- und Nebenschilddrüsenfunktionen untersuchen. Eine chronische Anämie kann ein ominöses Zeichen für eine erwiesene Niereninsuffizienz sein. Das Schilddrüsen- und Nebenschilddrüsen-Panel hilft bei der Abklärung von Ermüdungssymptomen sowie bei der Bestimmung von Kalziumanomalien im Zusammenhang mit einer Urämie im Vergleich zu langjährigen oder nicht damit zusammenhängenden Erkrankungen des Kalziumstoffwechsels.
Urintests
Eine 24-Stunden-Urinsammlung zur Bestimmung der Kreatinin-Clearance kann eine Alternative sein, auch wenn es sich aufgrund des Sammelverfahrens nicht um einen sehr genauen Test handelt. Ein weiterer Labortest, der in Betracht gezogen werden sollte, ist eine Urinanalyse mit mikroskopischer Untersuchung auf das Vorhandensein von Protein, Abgüssen, Blut und pH-Wert.
Radioisotopentests
Der vertrauenswürdigste Test zur Bestimmung der GFR ist die Iothalamat-Clearance. Sie kann jedoch kostspielig und zeitaufwändig sein. Klinische Laboratorien berechnen die GFR im Allgemeinen mit der Formel zur Änderung der Diät bei Nierenerkrankungen (MDRD) oder der Cockcroft-Gault-Formel.
Andere
Darüber hinaus können Gerinnungsstudien bei ansonsten normalen Werten auf eine verlängerte Blutungszeit hinweisen.
Mechanismus
Urämie führt dazu, dass viele verschiedene Verbindungen vom Körper zurückgehalten werden. Mit dem Nierenversagen können sich diese Verbindungen zu gefährlichen Konzentrationen aufbauen. Es gibt mehr als 90 verschiedene Verbindungen, die identifiziert worden sind. Einige dieser Verbindungen können für den Körper toxisch sein.
Urämische gelöste Stoffe
Gelöste Gruppe
Beispiel
Quelle
Merkmale
Peptide und kleine Proteine
β2-Mikroglobulin
Abspaltung vom großen Histokompatibilitätskomplex
schlecht dialysiert wegen der Größe
Guanidinen
Guanidinobernsteinsäure
arginin
erhöhte Produktion bei Urämie
Phenole
ρ-Kresylsulfat
Phenylalanin, Tyrosin
Protein gebunden, produziert von Darmbakterien
Indoles
indisch
Tryptophan
Protein gebunden, produziert von Darmbakterien
Aliphatische Amine
Dimethylamin
choline
großes Verteilungsvolumen, produziert von Darmbakterien
Polyole
CMPF
unbekannt
fest an Protein gebunden
Onkeloside
Pseudouridin
tRNA
prominenteste von mehreren veränderten RNA-Arten
Dicarbonsäuren
Oxalat
Ascorbinsäure
Bildung von Kristallablagerungen
Karbonyle
Glyoxal
glykolytische Zwischenprodukte
Reaktion mit Proteinen zur Bildung fortgeschrittener Glykierungsendprodukte
Urämische Toxine
Urämische Toxine sind alle biologisch aktiven Verbindungen, die aufgrund einer Nierenschädigung zurückgehalten werden. Viele urämische Salze können auch urämische Toxine sein.
Harnstoff war einer der ersten identifizierten Metaboliten. Seine Entfernung steht in direktem Zusammenhang mit dem Überleben der Patienten, aber seine Wirkung auf den Körper ist noch nicht klar. Es ist jedoch nicht sicher, dass die derzeit mit Urämie verbundenen Symptome tatsächlich durch einen Überschuss an Harnstoff verursacht werden, da eine Studie zeigte, dass die urämischen Symptome durch die Einleitung der Dialyse gelindert wurden, selbst wenn Harnstoff dem Dialysat zugesetzt wurde, um den Harnstoff-Stickstoffspiegel im Blut auf etwa 90 mg pro Deziliter (d.h. etwa 32 mmol pro Liter) zu halten. Harnstoff könnte die Vorstufe von giftigeren Molekülen sein, aber es ist wahrscheinlicher, dass die Schädigung des Körpers durch eine Kombination verschiedener Verbindungen verursacht wird, die als Enzyminhibitoren wirken oder den Membrantransport stören können.
Potentiell urämische Toxine
Toxin
Wirkung
Literaturhinweise
Harnstoff
Bei hohen Konzentrationen [>300 mg/dL(>50 mmol/L)]: Kopfschmerzen, Erbrechen, Müdigkeit, Carbamylierung von Proteinen
Kreatinin
Beeinflusst möglicherweise die Glukosetoleranz und das Überleben von Erythrozyten
Zyanat
Schläfrigkeit und Hyperglykämie, Carbamylierung von Proteinen und veränderte Proteinfunktion, da sie ein Abbauprodukt von Harnstoff sind
Polyole (z.B. Myoinositol)
Periphere Neuropathie
Phenole
Können hoch toxisch sein, da sie lipidlöslich sind und daher Zellmembranen leicht durchqueren können
"Mittlere Moleküle"
Peritonealdialyse-Patienten reinigen mittlere Moleküle effizienter als Hämodialyse-Patienten. Sie zeigen weniger Anzeichen von Neuropathie als Hämodialyse-Patienten.
β2-Mikroglobulin
Nieren-Amyloid
Indoxyl-Sulfat
Induziert Nierenfunktionsstörungen und kardiovaskuläre Dysfunktion; assoziiert mit chronischer Nierenerkrankung und kardiovaskulären Erkrankungen
ρ-Kresylsulfat
Akkumuliert sich bei chronischer Nierenerkrankung und sagt sie voraus
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Biochemische Eigenschaften
Viele regulatorische Funktionen des Körpers sind betroffen. Die Regulation der Körperflüssigkeiten, die Salzrückhaltung, die Ausscheidung von sauren und stickstoffhaltigen Metaboliten sind beeinträchtigt und können stark schwanken. Die Regulation der Körperflüssigkeitsregulation ist aufgrund einer mangelnden Flüssigkeitsausscheidung oder aufgrund von Flüssigkeitsverlust durch Erbrechen oder Durchfall beeinträchtigt. Die Salzregulation ist beeinträchtigt, wenn die Salzaufnahme gering oder das Gefäßvolumen unzureichend ist. Die Säureausscheidung und die Ausscheidung von stickstoffhaltigen Metaboliten sind mit dem Verlust der Nierenfunktion beeinträchtigt.
Biochemie
Zurückbehaltene stickstoffhaltige Metaboliten
Flüssigkeits-, Säure-Base- und Elektrolyt-Störungen
Unverträglichkeit von Kohlenhydraten
Anormaler Lipidstoffwechsel
Veränderte endokrine Funktion
Harnstoff
Fixierte Urin-Osmolalität
Insulinresistenz (auch Hypoglykämie kann auftreten)
Gonadendysfunktion (erhöhtes Prolaktin und luteinisierendes Hormon, vermindertes Testosteron)
Verminderte Natrium-Kalium-ATPase-Aktivität
Erhöhte Serum-Gastrin- und Melanozyten-stimulierendes Hormon
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Geschichte
Harnstoff wurde zwischen 1797 und 1808 kristallisiert und identifiziert. Es wurde vermutet, dass Harnstoff in dieser Zeit die Quelle von Ammoniak im Urin war, was 1817 bestätigt wurde. Man stellte die Hypothese auf, dass überschüssiger Harnstoff zu spezifischen Störungen führen könnte. Später im Jahr 1821 wurde bestätigt, dass der Körper Harnstoff produziert und dass er über die Nieren ausgeschieden wird. 1827 wurde Harnstoff zum ersten Mal im Labor synthetisiert, was die Zusammensetzung des Harnstoffs bestätigte und ihn zur ersten biologischen Substanz machte, die synthetisiert wurde. 1856 wurde Harnstoff in vitro durch Oxidation von Proteinen hergestellt. Es war 1850, als Thomas Dutrochet die Idee der Dialyse mit der Entdeckung der Trennung kleinerer von größeren Molekülen durch eine halbdurchlässige Membran begründete. Es war in den Jahren 1829 und 1831, als der überzeugende Nachweis erbracht wurde, dass bei bestimmten Patienten der Harnstoffgehalt im Blut erhöht war. Sie wiesen auch darauf hin, dass dadurch Schäden verursacht werden könnten. Spätere Forschungen deuteten darauf hin, dass wichtige neurologische Störungen wie Koma und Krämpfe nicht mit körperlichen Befunden korrelierten, zu denen auch ein generalisiertes Hirnödem gehörte. Dies deutete darauf hin, dass Urämie eine Form der Blutvergiftung war. 1851 beschrieb E.T. Frerich das klinisch urämische Syndrom und legte nahe, dass eine Toxizität der Mechanismus seiner Ursache war. Es war 1856, als J. Picard eine empfindliche Methode zur reproduzierbaren Messung von Blut-Harnstoff entwickelte. Er konnte eine 40%ige Abnahme der Harnstoffkonzentration zwischen der Nierenarterie und der Nierenvene nachweisen. Diese Arbeit verfestigte die Tatsache, dass die Niereninsuffizienz mit einem Anstieg des Blut-Harnstoffs zusammenfiel. Es war J. Picard mit der Arbeit von E.T. Frerich, der den Begriff Urämie populär machte.
