Nieren-Pathophysiologie
paraklin. Befunde:
• BD 165/95 mmHg
• leichte Proteinurie
• Plasma-Kreatinin 18 mg/dl
• Plasma-pH 7,08 (pCO2: 32 mmHg, HCO3-: 17 mmol/L)
• Hb: 4,6 g/dl
klin. Befund:
• Hautkolorit: schmutzigbraun
• Schleimhäute: blaß
• schmale Lidspalte
• angedeutete Schwellungen der Augensäcke
Anamnese:
• Leistungseinschränkung
• Müdigkeit
• Hautjucken
Diagnose:
• Urämie / chronische Niereninsuffizienz
Übersicht
Pathophysiologie der Niere
1. Allgemeine Nieren-Pathophysiologie
1.1. Renale Hauptfunktionen in ihrer Beziehung zur Pathophysiologie
1.2. Pathophysiologie der Nierendurchblutung und deren Bestimmung
1.3. Grundmuster renaler Störungen
1.3.1. Glomeruläre Störungen
1.3.2. Tubuläre Störungen
1.4. Komplexe pathophysiologische Reaktionen der Niere
1.4.1. Akute Niereninsuffizienz
1.4.2. Chronische Niereninsuffizienz
1.4.3. Urämie - Syndrom
2. Spezielle Nieren-Pathophysiologie
2.1. Akute Glomerulonephritis
2.2. Chronische Glomerulonephritis
Exkretion:
Ausscheidung
von gelösten
Stoffwechsel-
abbauprodukten
Isohydrie:
Regulation des
Säure-Basen-
gleichgewichtes
Isoionie & Isovolämie:
Regulation von Wasser-
und Elektrolythaushaltes
Flüssigkeitsvolumen
Hormonbildung:
Stoffwechsel-
funktion:
Hauptfunktionen der Nierentätigkeit
Pathophysiologie der Nieren
• Niere: stärkste Organdurchblutung (25% des HMV)
• unmittelbare Homöostasefunktionen des Organismus
1. Störungen der Exkretion
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• Akkumulation harnpflichtiger Substanzen
• Harnstoff: wichtigstes Endprodukt des EW- Stoffwechsel (50% renaler Exkr.)
• Transportmodus
300 mosm
1200 mosm
1. Störungen der Exkretion
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• Akkumulation harnpflichtiger Substanzen
• Harnstoff: wichtigstes Endprodukt des EW- Stoffwechsel (50% renaler Exkr.)
• Transportmodus
• Harnstoff- Clearance
Ù=Harnzeitvolumen
1. Störungen der Exkretion
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• Akkumulation harnpflichtiger Substanzen
• Harnstoff: wichtigstes Endprodukt des EW- Stoffwechsel (50% renaler Exkr.)
• Transportmodus
• Harnstoff- Clearance
Ù=Harnzeitvolumen • Elimination in Abhängig-
keit von der Ernährung
GFR: Glomeruläre Filtrationsrate
• Harnstoff: wichtigstes Endprodukt des EW- Stoffwechsel
# Transportmodus
# Harnstoff- Clearance
# Elimination in Abhängig-
keit von der Ernährung
• Kreatinin
(Endprodukt des Muskel-
EW- Stoffwechsels)
Fazit: ungeeignet als Screening- u
Überwachungsparameter der Exkretion
* bei Niereninsuffizienz ↑↑↑
blinder Bereich
1. Störungen der Exkretion
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• Akkumulation harnpflichtiger Substanzen
GFR-Messung:
Kreatinin-Clearance
2. gestörte Regulation des Säure-Basen-Gleichgewichtes
unzureichende Ausscheidung saurer Valenzen
„fixe Säuren“: 50-100 mmol/d; ~ ½ 00 Gesamt-H+/d
Diabetes mellitus: 5-10 fache
• pH-Wert des Harns entlang des Nephrons
• H -Ionen-Ausscheidung als titrierbare
Säure
(nur 0,05% H-Ionen Konzentration können
in freier Form ausgeschieden werden)
• Ammoniak-Mechanismus
Fazit: Niereninsuffizienz metabolischer Azidose
wegen unzureichender Ausscheidung fixer Säuren
Grund: CNI Nephronverlust (> 80%)
[HCO3-]
pHBlut = pK´+ log 0,03 * pCO2
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• metabolische Azidose
3. Regulationsstörung von Wasser-/ Elektrolythaushalt & Flüssigkeitsvolumen
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• arterielle Hypertonie
renovaskuläre Hypertonie (Goldblatt – Mechanismus)
3. Regulationsstörung von Wasser-/ Elektrolythaushalt & Flüssigkeitsvolumen
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• arterielle Hypertonie
renovaskuläre Hypertonie (Goldblatt – Mechanismus)
Angiotensin II↑ → Vasokonstriktion
→ BD ↑
Aldosteron ↑ → Na+ Retention
→ Blutvolumen ↑
→ BD ↑
3. Regulationsstörung von Wasser-/ Elektrolythaushalt & Flüssigkeitsvolumen
• Na+ Retention u. EZR↑↑ wegen progredientem Nephronverlust
• gestörte Wasserausscheidung; BV↑ BD ↑
Fazit:
Gestörte Blutvolumenkontrolle / Blutdruckregulation ist
entscheidend abhängig von Störung der Na+- Regulation
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• arterielle Hypertonie
renovaskuläre Hypertonie (Goldblatt – Mechanismus)
renoparenchymatöse Hypertonie
4. Unzureichende Bildung von Erythropoetin
• Erythropoetin
Gewebs-pO2 ↓ Epo Ery-Zahl O2-Transportkapazität
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• renale Anämie (Hb↓↓)
HIF-1: Hypoxia-induzibler Faktor 1
NAD(P)H-
Oxydase
O2
O2
Normoxie
Chronische Reaktion auf O2-Mangel
Erytropoetin wird bei Hypoxie vermehrt produziert:
Vermittelt durch Transkriptionsfaktor HIF-1a
Chronische Reaktion auf O2-Mangel
HIF-1: Hypoxia-induzibler Faktor 1
NAD(P)H-
Oxydase
Erytropoetin wird bei Hypoxie vermehrt produziert:
Vermittelt durch Transkriptionsfaktor HIF-1a
O2
O2
Zellkern
Hypoxie
Erythropoese: Bildung der Erythrozyten durch mitotische Zellteilung u. -reifung aus
unreifen kernhaltigen Vorstufen. EPO
Transkription
Zytokin-Rezeptor Klasse I
EPO: verhindert Apoptose der Progenitor-Zellen → Ery‘s können ausreifen.
Detektion schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit
• renale Anämie (Hb↓↓)
4. Unzureichende Bildung von Erythropoetin
schwerer Funktionsstörungen der Nierentätigkeit:
Zusammenfassung
• Niere: stärkste Organdurchblutung
• 25% des HMV; ~0,2% des KG
• unmittelbare Homöostasefunktionen des Organismus
• Störungen in der Ausscheidung harnpflichtiger Substanzen (Azotämie)
• Gefahr der Urämie (Harnvergiftung) bei terminaler NI
• Störungen des Säure-Basenhaushaltes
• metabolische Azidose ( [HCO3-] ↓ (pH < 7,36 dekompensierter A.)– reaktiv –pCO2 ↓)
• Störungen im Wasser- und Elektrolythaushalt
• RAAS↑ mit Na+ Retention und Vasokonstriktion: renale Hypertonie
• Störungen der Hormonbildung (frühes Merkmal chronischer Niereninsuffizienz)
• renale Anämie (Epo ↓)
• Störung des Ca++ Metabolismus: Osteomalazie / Osteoporose
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
• Niere: stärkste Organdurchblutung (25% des HMV)
• Harnbereitung! Sehr niedriger O2- Ausschöpfungsgrad (AVDO2 nur 1,5%)
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
• Niere: stärkste Organdurchblutung (25% des HMV)
• Harnbereitung! Sehr niedriger O2- Ausschöpfungsgrad (AVDO2 nur 1,5%)
RBF: 90% ~9% <1%
40
20
0
40
20
0
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
• Niere: stärkste Organdurchblutung (25% des HMV)
• Harnbereitung! Sehr niedriger O2- Ausschöpfungsgrad (AVDO2 nur 1,5%)
• AV O2- Shunting schützt Nierengewebe vor Hyperoxie!
40
20
0
• Niere: stärkste Organdurchblutung (25% des HMV)
• Harnbereitung! Sehr niedriger O2- Ausschöpfungsgrad (AVDO2 nur 1,5%)
• beginnende Ischämie: Prox. Tubulus/Henle S. u. TAL frühzeitig geschädigt
Bei Mangeldurchblutung: tubuläre Struktur und Funktion frühzeitig gefährdet
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
• renale Autoregulation sichert glomeruläre Filtration
• Unterschreiten führt zu renaler Ischämie und GFR ↓
renale Durchblutung (RBF) steht im Dienste der Ausscheidung
• Nierendurchblutung Autoregulation
Autoregulation der
Nierendurchblutung
myogene Autoregulation tubulo-glomeruläre
Feedback (TGF)
Sympathikotonus
= Bayliss Effekt (1902)
dehnungsabh. K+-Kanäle
• distal-tubulärer NaCl-
Gradient
• a1A/B-Rezeptoren
• b1-Rezeptoren
Renin-Angiotensin-
Mechanismus
0
500
1000
1500
2000
2500
0 50 100 150 200
arterieller Blutdruck (mm Hg)
RB
F (
ml
/ m
in)
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
Autoregulation der
Nierendurchblutung
myogene Autoregulation tubulo-glomeruläre
Feedback (TGF)
Sympathikotonus
= Bayliss Effekt (1902)
dehnungsabh. K+-Kanäle
• distal-tubulärer NaCl-
Gradient
• a1A/B-Rezeptoren
• b1-Rezeptoren
Renin-Angiotensin-
Mechanismus
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
• Nierendurchblutung Autoregulation
BD
Vaso-
konstriktion
Mechanismus der dehnungsabhähngigen Vasokonstriktion
myogene Autoregulation = Bayliss Effekt (1902)
Dt ~ 10s
Hypoxie
Hyperpolarisation
= Vasodilation
Depolarisation
dehnungsempfindliche Kationenkanäle (SOC)
20-HETE (20-Hydroxy-Eicosatetraensäure)
Lumen Macula densa Zellen
Adenosin
↑ Zell-
Volumen
• Nierendurchblutung Autoregulation:
tubulo-glomeruläre Feedback (TGF)
afferente Arteriole
Vasokonstriktion
A1-Rezept.
↑[NaCl]: Vasokonstriktion→ RBF↓ → PKap↓
↑[NaCl]
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
Dt ~ 1min
• Nierendurchblutung Autoregulation:
tubulo-glomeruläre Feedback (TGF)
Lumen Macula densa Zellen
PGE2
afferente Arteriole:
• Vasodilatation
• Reninfreisetzung
↑[NaCl]: Vasokonstriktion→ RBF↓
↓[NaCl]: Vasodilatation→ RBF↑
Renin ↑ → AII ↑ → Aldo ↑
↓[NaCl]
art. BD ↑ Na+-Retention
↑
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
RAAS
↑
• Nierendurchblutung Rolle des Sympathikus:
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
↑ renale sympathische Nervenaktivität (RSNA)
Juxtaglom.
Granularzellen
Renale
Gefäße
↑ Reninsekretion ↑ tub. Na+ Resorpt. ↓ Gefäß-
↑ b1 - AR ↑ a1B - AR ↑ a1A - AR
• Nierendurchblutung Rolle des Sympathikus:
Pathophysiologie der Nierendurchblutung (RBF)
RSNA- Frequenz (Hz)
Ma
xim
al-
An
two
rt (
%)
Renin↑ Na+ - RBF↓
Resorption ↑
Normale
Aktivierung
Chonischer
Stress
Notfall-
Response
gestörte Autoregulation der Nierendurchblutung:
Zusammenfassung
• Niere: stärkste Organdurchblutung
• 25% des HMV; ~0,2% des KG
• renale Durchblutung steht im Dienste der Ausscheidung
• frühzeitige ischämische Schädigung umschriebener Tubulusabschnitte
• Beachte: Verschiebung der unteren Schwelle durch Schädigung
• 4 Komponenten der renalen Autoregulation (pathogenetische Bedeutung)
• myogene Autoregulation (bei Hypoxie abgeschwächt)
• TGF (bei renaler Ischämie verstärkt: Initialphase des ANF)
• RAAS (systemische Wirkung bei renaler Ischämie)
• RSNA (bei ↑↑ Verschiebung der autoregulat. Schwelle)
Grundmuster renaler Störungen
Glomeruläre Störungen
sinkender
effektiver
Filtrationsdruck
Verminderung der
filtrierenden
Oberfläche
Zunahme der
Filterpermeabilität
quantitative Störungen qualitative Störungen
• des kapill. Druck (Pkap) Ursachen:
• Kreislauf-Schock
• Arteriosklerose/Nierentrombose
• dekompensierte Herzinsuffizienz
GFR: durch effektiven Filtrationsdruck bestimmt
afferente
Arteriole
efferente
Arteriole
Peff = Pkap – PBowm. – Ponkotisch
GFR: durch effektiven Filtrationsdruck bestimmt
Peff = PKap – Ponkot – PBow.
Peff = 50 mm Hg – 24 mm Hg – 12 mm Hg
= 14 mm Hg
Peff = PKap – Ponkot – PBow.
Peff = 40 mm Hg – 24 mm Hg – 12 mm Hg
= 4 mm Hg BD-Abfall: peff ~> GFR
GFR: durch effektiven Filtrationsdruck bestimmt
BD-Abfall:
pKap
pKap – pBowm.
• des kapill. Druck (Pkap) Ursachen:
• Schock
• Arteriosklerose/Nierentrombose
• dekompensierte Herzinsuffizienz
• des Kapseldruckes
Ursachen:
• Obstruktion der ableitenden
Harnwege
effektiver Filtrationsdruck
• onkotischer Druck
Ursachen:
• (chronisch) entzündliche Nierenerkrankungen
• Glomerulonephritis (GN), Pyelonephritis (PN)
• degenerative Nierenerkrankungen (chronisch)
• diabetische Glomerulosklerose
Einschränkung der filtrierenden Oberfläche
Nephronverlust bis ~50% durch Hypertrophie
längerfristig Kompensiert (Nierentransplantation!)
• Hypertrophie
• Hyperfiltration (Mikroalbuminurie)
Progression
Ursachen:
• entzündliche und degenerative Nierenerkrankungen
• Glomerulonephritis (GN), diabet. Nephropathie
Zunahme der Filterpermeabilität
Neuramin-
säurereste
Ursachen:
• entzündliche und degenerative Nierenerkrankungen
• Glomerulonephritis (GN), diabet. Nephropathie
Zunahme der Filterpermeabilität
Ursachen:
• entzündliche und degenerative Nierenerkrankungen
• Glomerulonephritis (GN), diabet. Nephropathie
Zunahme der Filterpermeabilität
mechanisches Filter
elektrisches Filter
Ursachen:
• entzündliche und degenerative Nierenerkrankungen
• Glomerulonephritis (GN), diabet. Nephropathie
Zunahme der Filterpermeabilität
Zunahme der Filterpermeabilität
Störung der Permselektivität
normal pathologisch
Exkretion , Proteinurie
↔
Diagnose:
• Nephrotisches Syndrom (Podozyten-Erkrankung)
Nephrotisches Syndrom
Auslösende Erkrankungen:
• Nierenerkrankungen
• Minimal-change-Disease (CGN)
• membranöse Glomerulonephritis (CGN)
• primäre fokale segmentale Glomerulosklerose
• diabetische Nephropathie
• Zirkulationsstörungen, Infektionen, Pharmaka, Plasmozytom
Nephrotisches Syndrom
Ursache:
Nephrotisches Syndrom
„Große“ Proteinurie Hypoproteinämie
Dysproteinämie
Hyperlipidämie
Ödeme
EW-Verlust > 3,5 g/d
• Albumine
• IgG
• Gerinnungsfaktoren
• Hypoalbuminämie
• Hyperlipoproteinämie
• Na+-Retention
• Hypoalbuminämie
< 1,5 g%
onkot. Druck
• Hyperlipoproteinämie
• Lipoproteinlipasen
Glomeruläre Störungen:
Zusammenfassung
• quantitative Störungen (GFR ↓; Retention harnpflichtiger Substanzen)
• ↓ Peff (Blutdruckabfall)
• ↓ Filteroberfläche (Nephronverlust > 50 % (normal ~ 1 Mio/Niere)
• qualitative Störungen
• ↓ Permselektivität durch Podozytenschaden
• Nephrotisches Syndrom
• “große” Proteinurie
• Hypoproteinämie (bei Hyperlipoproteinämie)
• Ödeme
Funktionsdiagnostik
glomerulärer Störungen
sinkender
effektiver
Filtrationsdruck
Verminderung der
filtrierenden
Oberfläche
Zunahme der
Filterpermeabilität
quantitative Störungen qualitative Störungen
Messung der GFR Messung von
Urin-EW-Gehalt &
-Zusammensetzung
Prozesse der Wasser- und Na+-Behandlung
a. obligate H2O- Rückresorption
• proximaler Tubulus (2/3 H2O & Na+)
• toxische & hypoxische Schädigung
• aufsteigende Henle- S. ( ~1/4 Na+-Ionen)
• hypoxische Schädigung
b. fakultative H2O- Rückresorption
• distaler Tubulus & Sammelrohre:
• ADH-abhängige Störungen
Tubuläre Störungen
Tubuläre Störungen
• H2O- Rückresorption = ↓ Harnkonzentration
Rinde
290 mosmol/l
äußere Mark
800 mosmol/l
innere Mark
1200 mosmol/l
Gegenstrom- Multiplikation
• Aktiver Transport von Na+ Ionen
• eingeschränkte H2O- Durchlässigkeit
• Harnstoff- Akkumulation im Nierenmark
• fakultative H2O- Rückresorption (ADH)
• angepaßte Nierenmark- Durchblutung
Tubuläre Störungen
• Modifikationen und Störungen der Wasserrückresorption
Antidiurese Wasserdiurese Druckdiurese
Osmotische Diurese
• Normalzustand
3 –3,5 fache Harn-
konzentration (ADH)
• Ausscheiden von
hypotonem Harn
AP2
• antidiuretisches Hormon (ADH, Adiuretin, Vasopressin) reguliert das
Blutvolumen über die Plasmaosmolalität
• antidiuretisches Hormon (ADH, Adiuretin, Vasopressin) reguliert das
Blutvolumen über die Plasmaosmolalität
Osmorezeptoren
Plasmaosmolarität
ADH- Aktivität
Negative
Rückkopplung
• antidiuretisches Hormon (ADH, Adiuretin, Vasopressin) reguliert das
Blutvolumen über die Plasmaosmolalität
AP2
AP2
Tubuläre Störungen
• Modifikationen und Störungen der Wasserrückresorption
Wasserdiurese, Diabetes insipidus
Diabetes insipidus
• D.i. centralis
• D.i. renalis
TF: tubulärer Flow
GFR: glomeruläre Filtrationsrate
Tubuläre Störungen
• Modifikationen und Störungen der Wasserrückresorption
Antidiurese Wasserdiurese Druckdiurese
Osmotische Diurese
• Normalzustand
3 –3,5 fache Harn-
konzentration (ADH)
• Ausscheiden von
hypotonem Harn
Diab. insipidus
• Hemmung der Rück-
resorption
• Überangebot osmotisch
wirksamer Solute
• art. BD
> 125 mm Hg
(Mark-
durchblutung)
Pathologisch:
• Azotämie
• Hyperglykämie D.m.
Therapeutisch:
• Saluretika
• Mannitol
Tubuläre Störungen
• Funktionsdiagnostik
Prüfung der Konzentrationsfähigkeit
Volhard´scher Konzentrationsversuch
0
50
100
150
200
250
300
350
8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 4:00 8:00
Zeit
Uri
nm
en
ge
1000
1005
1010
1015
1020
1025
1030
1035
Uri
nk
on
ze
ntr
ati
on
Normosthenurie
> 1028
Hyposthenurie
Isosthenurie
1015 (~300 mosmol)
Asthenurie
Osmotische Clearance: Cosmol = U (cosmol´U/ cosmol´Pl)
Freie-Wasser-Clearance: CH O = U – Cosmol
•
•
2
Glomeruläre Störungen:
Zusammenfassung
• quantitative Störungen (GFR ↓; Retention harnpflichtiger Substanzen)
• ↓ Peff (Blutdruckabfall)
• ↓ Filteroberfläche (Nephronverlust > 50 % (normal ~ 1 Mio/Niere)
• qualitative Störungen
• ↓ Permselektivität durch Podozytenschaden
• Nephrotisches Syndrom
• “große” Proteinurie
• Hypoproteinämie (bei Hyperlipoproteinämie)
• Ödeme
Tubuläre Störungen:
• obligate Wasserrückresorption
• 2/3 GRF (NaCl: aktiver Transport, solvent drag; osmotischH2O)
• fakultative Wasserrückresorption
• Hypertonizität des Nierenmarks (Harnstoffakkumulation; Markdurchblutung)
• ADH-gesteuerte H2O Rückdiffusion
Komplexe pathophysiologische Reaktionen der Niere
• Akutes Nierenversagen (ANV) Def.: Plötzlicher partieller / vollständiger Verlust der renalen Exkretionsfunktion
mit Retention harnpflichtiger Substanzen, Störungen des Elektrolyt- u.
Wasserhaushalts sowie des Säure-Basen-Haushalts infolge tubulärer Schädigung
akutes Nierenversagen
prärenales ANV
(55-60 %)
• zirkulatorisch/
hypoxisch
Intrarenales ANV (35-40 %)
• Akute tubuläre Nekrose: ischäm. Schäd.
tox. Schäd.
• interstitielle Nephritis
• Glomerulonephritis (GN)
postrenales ANV (5 %)
• Harnrückstau
Pathogenese des akuten Nierenversagens (ANV)
GFR
BD
prärenales ANV
eff. Filtr. p
PKap. ↓
Pathogenese des akuten Nierenversagens (ANV)
GFR
Kapsel p
postrenales ANV
intrarenales ANV
Tubulus-
schädigung
Intrarenale Schäd.
BD
prärenales ANV
eff. Filtr. p
Ischämie
TGF
akute Azotämie ↔ ANV
↓ ↓
Rest-N (Crea)↑ Rest-N (Crea)↑ + FENa ↑ fraktionelle Natriumexkretion (FENa)
Kreislauf-
schock
Renale Ischämie: Initiale Störung der ANV-Pathogenese
TGF↑↑
GFR↓
Sympathikotonus↑↑
Bei Zentralisation ist renale O2- Versorgung in äußerem Mark (S3-Segment, TAL)
frühzeitig gefährdet
GFR↓
Sympathikotonus↑↑
Na+↑↑
TGF↑ → Vasokonstriktion
Vas afferens
Rückstau
TGF↑↑
• bei vorbestehender Nierenschädigung (GN, D. m.) und durch renale Ischämie
ist renale Autoregulation gestört: normotensives ANV
Renale Ischämie
↓
vaskulare Auswirkungen
zytosolische Ca2+↑
in afferenten Arteriolen
Inflammatorische Mediatoren↑
(TNFa, IL-18)
↑ Sensitivität auf Vasokonstrikoren
u. symp. Nervenstimulation
gestörte Autoregulation
endotheliale ICAM-1, P-Selektin
Leukozytenadhäsion
GFR↓
Glomerulum tubuläre Gefäße
Endotheliale Schädigung↑
eNOS↓ ET ↑ PG ↓
↓
• bei vorbestehender Nierenschädigung (GN, D. m.) und durch renale Ischämie
ist renale Autoregulation gestört: normotensives ANV
Harnsediment: Epithelzylinder
Tubuläre Ischämie führt zu Kapillarschäden, Endotheldysfunktion, Hyperkoagulation,
Entzündung, Epithelschädigung, Lecks & Lumenverlegung
Pathogenese des intrarenalen ANV
Intrarenale Schädigungsmechanismen
Ischäm./tox. Insult
• Nekrose
• Apoptose
→ Zelltod
• Epithelabschilferung
• Inflammation (Leuko-Invasion)
→ Tubuluslumen-Verlegung
→ Primärharn-Rückdiffusion
→ GFR↓↓
Pathogenese des intrarenalen ANV
Intrarenale Schädigungsmechanismen
GFR ↓ ↓
TGF↑↑
Pathogenese des intrarenalen ANV
Intrarenale Schädigungsmechanismen
a. Vasokonstriktion (gestörte Autoregulation; TGF)
b. Tubuläre Rückdiffusion
c. Mechanische Obstruktion
d. Permeabilität↓ der Glomeruli
Akutes Nierenversagen (GFR ↓↓ <10%)
Pathogenese des intrarenalen ANV
Zeitlicher Verlauf
a. Schädigung (min-h)
b. Phase des ANV (d – Wks)
c. Reparationsphase (Wks)
d. Restitution (Monate)
ad integrum
cum defectu
Pathogenese des intrarenalen ANV
Zeitlicher Verlauf
a. Schädigung (min-h)
b. Phase des ANV (d – Wo)
c. Reparationsphase (Wo)
d. Restitution (Monate)
ad integrum
cum defectu
Akutes Nierenversagen (ANV):
GFR ↓↓ Azotämie, metabolische Azidose, [K]e↑
Zusammenfassung
• prärenales ANV
• ↓ Peff (Blutdruckabfall)
• intrarenales ANV
• Tubulusschädigung (Ischämie Toxine),
• postrenales ANV
• ↓ Peff (Kapseldruck ↑, Obstruktion der ableitenden Harnwege)
ANV- Pathogenese: Intrarenale Schädigungsmechanismen
• Vasokonstriktion (gestörte Autoregulation; TGF)
• Tubuläre Rückdiffusion (Epithelschädigung, Nekrose, Inflammation)
• Mechanische Obstruktion (Zelltrümmer, Zylinderbildung↔Tham-Horsfall-Protein)
• Permeabilität↓ der Glomeruli (bei Glomerulonephritis)
ANV: Zeitlicher Ablauf
Schädigung → ANV → Reparationsphase → Restitution
Komplexe pathophysiologische Reaktionen der Niere
• Chronische Niereninsuffizienz
Def.: Chronische, häufig fortschreitende Einschränkung der Nierenfunktion
durch Ausfall funktionstüchtiger Nephrone (Filtrationsfläche ↓↓)
Ätiologie (Inzidenz)
• Diabetische Nephropathie (über 20%)
• Chronische Glomerulonephritis (ca. 20%)
• Interstitielle Nephritis und chronische Pyelonephritis (ca. 15%)
• Hypertone vaskuläre Nephropathie (ca. 10%)
• Polyzystische Nephropathie (ca. 10%)
• Analgetikanephropathie (ca. 5%)
• Systemerkrankungen (ca. 5%)
• nicht klassifizierte Ursachen (ca. 15%)
Komplexe pathophysiologische Reaktionen der Niere
• Chronische Niereninsuffizienz
Def.: Chronische, häufig fortschreitende Einschränkung der Nierenfunktion
durch Ausfall funktionstüchtiger Nephrone (Filtrationsfläche ↓↓)
Chronische Niereninsuffizienz
glomerulär-tubuläre Störungen:
• Reduktion der GFR
• Retention harnpflichtiger Substanzen
• Hypo- bis Isosthenurie
metabolisch-hormonelle Störungen:
• metabol. Azidose
• Störung endokriner Funktionen
(renale Anämie, Osteoporose)
GFR
sCr: Kreatinin im Serum
sU: Serum-Harnstoff
Chronische Niereninsuffizienz
Progression des chronischen Nierenversagens
Progression des chronischen Nierenversagens Chronische Hypoxie aktiviert HIF und stimuliert Fibrose → Nephronverlust
Chronische Hypoxie Arterielle Hypertonie
Vasokonstriktion/Glomerulosklerose
HIF-Expression
EMT (Umwandlung:
Epitelzellen → Mesenchymzellen
=Myofibroblasten)
Extrazelluläre Matrix↑↑
(Kollagen↑↑)
HIF: Hypoxie-induziebler Faktor EMT:endothelial→mesenchymale Transition)
HIF↑↑
HIF↑↑
HIF↑↑
Arterielle Hypertonie
Vasokonstriktion
Hypoxie
Fibrose
Progression des chronischen Nierenversagens
Intraglomerulärer
Druckanstieg
Hypertonie
Diabetes m.
Hyperperfusion
Adhäsion Fehl-
filtration
Glomerulo-
sklerose
interstitielle
Fibrose
Nephron-
verlust
Podozyten-
schaden
Hyperfiltration (Proteine)
Entzündung
Chronische Hypoxie
chronische Niereninsuffizienz (CNI):
Zerstörung Nierengewebe, → Filteroberfläche ↓↓
Zusammenfassung
• Stadium der vollen Kompensation
• ↓ Leistungsreserve
• Stadium der kompensierten Retention
• hormonelle Störungen, kompensiere Azotämie
• Leistungsknick, Osteoporose, renale Anämie, (GFR ~ 50-30%)
• gastrointestinale Symptome (GFR ~ 20%)
• kardiovaskuläre Symptome (Hypertonie, Lungenödem…)
• Stadium der dekompensierten Retention
• Urämiestadium (GFR < 15%)
• Patientin nicht ansprechbar,
• schmutzig-gelbliches Hautkolorit
• sichtbare Schleimhäute blass
• Kratzspuren
• urinöser Geruch
• vertiefte Atmung
• Reflexe gesteigert
• Erbrechen und Durchfall
• motorische Unruhe der Extremitäten
Urämie- Syndrom (terminale Niereninsuffizienz; Harnvergiftung)
Komplexe pathophysiologische Reaktionen der Niere
• Urämie- Syndrom (terminale Niereninsuffizienz; Harnvergiftung)
Def.: Klinisches Syndrom, das sämtliche, durch eine fortgeschrittene
Niereninsuffizienz verursachte Symptome umfaßt
Leitsymptome: GFR, Azotämie, metab. Azidose
„Urämiegifte“:
• Methylguanidin: entsteht aus Kreatinin: hemmt Na-K-ATPase, löst urämische Diarhoe aus,
• Herzkontraktilität , neurolog Komplikationen
• Dimethyl-Arginin: L-Arginin verdrängt: stört NO Synthese
• Polyamine (aus Ornithin-Stoffw. Stark positive Ladung, Bindung an Zelloberflächen)
• Homocystein (Progressionsfaktor für Arteriosklerose)
• Advanced glycation end products (AGE)
• organische Säuren (Störung des KH-Stoffw.; metabolische Azidose)
• Parathormon , Epo , Calcitriol (Osteoporose; renale Anämie)
Komplexe pathophysiologische Reaktionen der Niere
• Urämie- Syndrom (terminale Niereninsuffizienz; Harnvergiftung)
Def.: Klinisches Syndrom, das sämtliche, durch eine fortgeschrittene
Niereninsuffizienz verursachte Symptome umfaßt
GFR, Azotämie, H2O-, K+- Retention, metab. Azidose
Renale Hypertonie Proteinurie, Azotämie
Ödeme, Juckreiz Bronchopneumonie Smnolenz → Koma
Gastritis, Peritonitis
Zusammenfassung
Urämie engl.: uremia
• Störung des Wasserhaushaltes (Polyurie mit Hypo- u. Isosthenurie; später Oligurie u. Anurie),
• Störung des Elektrolythaushaltes
• (Hyponatriämie durch dauernde osmotische Diurese;
• Hyperkaliämie infolge verminderter K-Ausscheidung u. K-Freisetzung durch Gewebszerfall),
• metabolische Azidose, Zunahme von Harnstoff u. Creatinin (Rest-N-Erhöhung > 150–200 mg%).
• Symptome:
• Anorexie, Nausea, urinöser Geruch, Stomatitis, Gastritis/Enterokolitis, Erbrechen, Durchfälle,
• Verwirrtheit, motorische Unruhe, Krampfneigung, Amaurose, Amblyopie,
• Polyneuritis, Areflexie,
• urämische »Wasserlunge« (mit Exsudatbildung; röntg Schmetterlingshilus; Pleuritis,
• Herzinsuffizienz (durch Myokardose), Perikarditis, Kaliumintoxikation,
• Anämie (Erythropoietinmangel), Leukozytose,
• Hirnödem, evtl. Coma uraemicum;
Akute Glomerulonephritis (AGN)
Ätiologie: Autoimmunerkrankung: unbekannter Genese bzw. Zweiterkrankung nach Streptokokkeninfektion (Gr.A)
oder anderen bakteriellen oder viralen Ersterkrankungen
Immunpathogenese
Antibasalmembran- GN Immunkomplex- GN
normal
Symptome bei akuter Glomerulonephritis:
Makrohämaturie, Ödeme, Hypertonie (= VOLHARD’sche Trias)
Akute Glomerulonephritis (AGN)
Immunpathogenese
Antibasalmembran- GN (Goodpasture-Syndrom)
normal
normal
rapid-progressiver Glomerulonephritis
Ätiologie: Autoimmunerkrankung: unbekannter Genese bzw. Zweiterkrankung nach Streptokokkeninfektion (Gr.A)
oder anderen bakteriellen oder viralen Ersterkrankungen
Akute Glomerulonephritis (AGN)
Immunpathogenese
Minimal-change GN
Immunkomplex- GN
Ätiologie: Autoimmunerkrankung: unbekannter Genese bzw. Zweiterkrankung nach Streptokokkeninfektion (Gr.A)
oder anderen bakteriellen oder viralen Ersterkrankungen
Akute Glomerulonephritis (AGN)
Immunpathogenese
Immunkomplex- GN häufigste Form:
IgA GN (oft primär chronisch)
Ätiologie: Autoimmunerkrankung: unbekannter Genese bzw. Zweiterkrankung nach Streptokokkeninfektion (Gr.A)
oder anderen bakteriellen oder viralen Ersterkrankungen
Akute Glomerulonephritis (AGN)
Klinischer Verlauf:
Latenzperiode: 1-3 Wochen
Prognose Heilung: ~80 %
Tod (akut): 2-5 %
Tod (3-18 Mon): 4 %)
CGN: 10 %
Chronische Glomerulonephritis (CGN)
Ätiologie: wie bei AGN Zunehmende morphologische Veränderungen mit Schrumpfung des Nierengewebes
durch Parenchym-Untergang (und Schrumpfung infolge Ersatz durch Narbengewebe)
mit und ohne chronischer Niereninsuffizienz
• Klinische Definition: GN > 6 Monate = Chronische GN
Grundformen der chronischen Glomerulonephritis
nephrotischer Typ:
Nephrotisches Syndrom
• Störung der Filtereigenschaften
• „große“ Proteinurie
• Hypoproteinämie
• renale Ödeme
• Hyperlipoproteinämie
vaskulärer Typ:
Nephritisches Syndrom
• Filtrationsfläche
• GFR
• Na+-Retention
• Hypertonie, Ödeme
• Hämaturie
Chronische Glomerulonephritis (CGN)
Klinisches Bild:
Chronische Glomerulonephritis (CGN)
Klinischer Verlauf:
Nephrit. Syndrom
Latenzperiode: > 6 Monate
Chronische Glomerulonephritis (CGN)
Klinischer Verlauf: Finalstadium: oft nach vielen Jahren
Ödeme
Herz-
hypertrophie
Harnstoff BD
Glomerulonephritis
• komplexe Immunpathogenese
• häufige primär chonischer Verlauf
• Diagnostik (Biopsie)
• klinisch & histologisch
• Immunistochemie
• Elektronenmikroskopie
• 1/3 Spontanheilung
• 1/3 progressiv-progredient
• Therapie
• Immunsuppression
• supportiv (BD-Kontrolle!!!)
Zusammenfassung
Tubulointerstitielle Nephritis (TIN)
Ätiologie: allergisch-toxische Reaktion (Analgetika)
Pathogenese: Tubuläre Störungen dominieren
Histologie
Tubulointerstitielle Nephritis (TIN)
Ätiologie: allergisch-toxische Reaktion (Analgetika)
Pathogenese: Tubuläre Störungen dominieren
Medikamentenanamnese
Fieber
Eosinophile
Azotämie
Nierenvergrößerung Hämaturie
Oligurie
Histologie
Pyelonephritis (PN)
Ätiologie:
• Aszension grammnegativer Keime (E. coli) durch VUR
• hämatogen