Pathogenese des akuten Nierenversagens

Akutes Nierenversagen entwickelt sich über einen Zeitraum von mehreren Stunden bis Tagen als Reaktion auf verschiedene Verletzungen und äußert sich durch Azotämie, Oligoanurie, Säure-Basen- und Elektrolytstörungen. Es tritt mit einem plötzlichen, potenziell reversiblen Abfall des SCF auf.

Normale glomeruläre Filtrationsrate und maximale Urinosmolalitätswerte

Indikatoren	Neugeborene	1-2 Lebenswochen	6-12 Lebensmonate	1-3 Jahre	Erwachsene
SCF, ml/min pro 1,73 m2	2b,2±2	54,8 ± 8	77±14	96±22	118±18
Maximale Urinosmolalität, mosmol/kg H20	543+50	619±81	864±148	750 ± 1330	825 ± 1285

Es bleibt umstritten, ab welchem Grad ein Abfall des SCF um 50 % oder mehr, der mindestens 24 Stunden anhält, den Beginn eines akuten Nierenversagens anzeigt. Dies geht mit einem Anstieg der Kreatininkonzentration im Blutplasma um mehr als 0,11 mmol/l bei Neugeborenen und proportional höher bei älteren Kindern einher. Ein weiteres diagnostisches Zeichen ist Oligurie. Die wichtigsten pathophysiologischen Zusammenhänge bei der Entwicklung von Symptomen eines akuten Nierenversagens sind Wasser- und Elektrolytstörungen, metabolische Azidose, Kohlendioxidansammlung, erhöhte Ventilation, Lungenschäden und pathologische Atmung.

Das akute Nierenversagensyndrom wird selten isoliert; es entwickelt sich oft im Rahmen eines Multiorganversagens. Die Besonderheit des Verlaufs dieses Syndroms ist seine Zyklizität mit der Möglichkeit einer vollständigen Wiederherstellung der beeinträchtigten Nierenfunktion. Dennoch liegt die Mortalität bei akutem Nierenversagen bei 10-75 %. Die große Überlebensspanne hängt mit der unterschiedlichen Natur der Erkrankungen zusammen, die zur Entwicklung eines akuten Nierenversagens führen.

In der Neugeborenenperiode ist das Risiko für die Entwicklung eines akuten Nierenversagens aufgrund der Unreife der Nieren erhöht. Das Hauptunterscheidungsmerkmal eines termingerecht geborenen Neugeborenen ist ein niedriger SCF und ein minimaler Nierenblutfluss. Bei Neugeborenen ist auch die physiologische Fähigkeit der Nieren, Urin sowohl zu konzentrieren als auch zu verdünnen, sehr eingeschränkt, daher ist die Fähigkeit zur Regulierung von Hämostasestörungen minimal. Gleichzeitig befinden sich ihre funktionierenden Nephrone in der juxtamedullären Schicht und sind relativ gut vor Hypoxie geschützt. Aus diesem Grund tritt eine vorübergehende Nierenischämie bei Neugeborenen recht häufig auf (bei ungünstigem Wehenverlauf Entwicklung einer Asphyxie), führt aber selten zu einer echten kortikalen Nekrose. Tatsächlich reagieren die Nieren auf Veränderungen der Hämodynamik und Hypoxie nur mit einer Verringerung der Filtrationsrate. Nach Normalisierung der Hämodynamik und Eliminierung des schädigenden Agens verschwinden auch die Nierenfunktionsstörungen.

Bei abnehmender Nierendurchblutung oder abnehmendem Gefäßvolumen steigt die Rückresorption gelöster Substanzen, einschließlich Harnstoff, an. Unter physiologischen Bedingungen werden 30 % des in den Glomeruli gefilterten Harnstoffs rückresorbiert. Dieser Prozentsatz steigt mit abnehmender Nierendurchblutung. Da Kreatinin nicht rückresorbiert wird, führt eine erhöhte Harnstoffrückresorption zu einem Anstieg des Harnstoff/Kreatinin-Verhältnisses im Blut. Dieser Zustand wird oft als prärenale Azotämie bezeichnet.

In einigen Fällen führt das Fortschreiten allgemeiner hämodynamischer und Kreislaufstörungen sowie eine starke Erschöpfung des Nierenblutflusses zu einer renalen afferenten Vasokonstriktion mit Umverteilung des Nierenblutflusses. Bei schwerer Ischämie der Nierenrinde sinkt der SCF auf kritische Werte, fast auf Null, mit anschließender ischämischer Nekrose des Epithels der gewundenen Tubuli der Nieren. Das wichtigste klinische Zeichen einer akuten Tubulusnekrose ist die Entwicklung einer Oligurie.

Das akute Nierenversagen kann durch eine Entzündung des Nierenparenchyms und des Interstitiums (Glomerulonephritis oder tubulointerstitielle Nephritis) verursacht werden. Neben der Ischämie wird die Nierenparenchymschädigung durch endogene Intoxikationen (mikrobielle Toxine, proinflammatorische Mediatoren, biologisch aktive Substanzen, freie Sauerstoffradikale etc.) gefördert, die das Blutgerinnungssystem beeinflussen.

Bei Patienten mit reinem nephrotischem Syndrom kann akutes Nierenversagen mit interstitiellen Gewebeödemen, erhöhtem hydrostatischen Druck in den proximalen Tubuli und der Bowman-Kapsel und dementsprechend mit einer Abnahme des Filtrationsdrucks und des SCF-Wertes einhergehen. Eine Hämodialyse mit massiver Ultrafiltration oder die Gabe von Albumin, das interstitielle Ödeme beseitigt, kann die Nierenfunktion wiederherstellen.

In einigen Fällen kann Anurie bei glomerulärer Nierenerkrankung eine Folge einer tubulären Obstruktion durch Proteinmassen oder Blutgerinnsel sein, beispielsweise bei Patienten mit IgA-Nephropathie mit Episoden von Makrohämaturie.

Eine Abnahme des SCF kann auf Prozesse einer rasch fortschreitenden Proliferation in den Glomeruli mit Kompression der Kapillarschlingen und/oder tubulointerstitiellen Veränderungen sowie auf die Freisetzung vasoaktiver Substanzen und Zytokine aus Monozyten und anderen Zellen zurückzuführen sein, was eine direkte Indikation für eine Plasmapherese darstellt.

Bei septischen Erkrankungen ist die pathogenetische Verbindung ein schwerer anaerober bakterieller Schock und die damit verbundene Hämolyse.

Trotz der Vielfalt der ätiologischen Faktoren des organischen akuten Nierenversagens besteht seine Pathogenese aus den folgenden pathologischen Hauptprozessen:

• Nierenvasokonstriktion, die Gewebeischämie verursacht;
• verringerte Durchlässigkeit der glomerulären Kapillaren, was zu einem Abfall des SCF führt;
• Verstopfung der Tubuli durch Zelltrümmer;
• transepithelialer Rückfluss des Filtrats in den peritubulären Raum.

Der hämodynamische Faktor spielt eine dominierende Rolle in der Pathogenese des Syndroms. Es wird durch ein bekanntes Phänomen (tubuloglomeruläre Rückkopplung) beschrieben, dessen Essenz eine Schädigung der Epithelzellen der proximalen Tubuli durch den Einfluss einiger Faktoren ist, was zu einer verminderten Rückresorption von Salzen und Wasser im Anfangsteil des Nephrons führt. Ein erhöhter Fluss von Na ⁺ -Ionen und Wasser in die distalen Teile des Nephrons dient als Stimulus für die Freisetzung vasoaktiver Substanzen (Renin) durch den juxtaglomerulären Apparat. Renin verursacht und erhält einen Spasmus der afferenten Arteriolen mit Umverteilung des renalen Blutflusses, Verödung der Arteriolen und einer Abnahme des SCF. All dies führt zu einer verminderten Ausscheidung von Salzen und Wasser. Das Rückkopplungssignal der Tubuli zur Verringerung des Blutflusses und des SCF bei übermäßiger Ausscheidung von Lösungen wird als tubuloglomeruläre Rückkopplung bezeichnet. Unter physiologischen Bedingungen stellt es einen Sicherheitsmechanismus zur Begrenzung des SCF dar, wenn die Tubuluskapazität überlastet ist. Bei akutem Nierenversagen reduziert die Aktivierung dieses Mechanismus jedoch den Nierenblutfluss weiter, wodurch die Nährstoffzufuhr eingeschränkt wird und sich die Tubulusschädigung verschlimmert.

Im oligoanurischen Stadium des akuten Nierenversagens spielt der hämodynamische Faktor keine dominierende Rolle. Bei bereits eingetretener Nierenschädigung führen Versuche zur Steigerung des Nierenblutflusses nicht zu einer signifikanten Erhöhung des SCF und verbessern den Verlauf des akuten Nierenversagens nicht.

Aufgrund einer erheblichen Schädigung der Reabsorptionskapazität der Nephrone, Veränderungen des normalen kortikomedullären osmotischen Gradienten unter Bedingungen reduzierter Filtrationsrate kommt es zu einer Zunahme der fraktionalen oder absoluten Wasserausscheidung. Alle oben genannten Mechanismen erklären die Entwicklung des polyurischen Stadiums des akuten Nierenversagens.

In der Erholungsphase rückt die Rolle des hämodynamischen Faktors erneut in den Vordergrund. Ein erhöhter Nierenblutfluss erhöht gleichzeitig den SCF und die Diurese. Die Dauer der Erholungsphase wird durch die Restmasse aktiver Nephrone bestimmt. Die Geschwindigkeit der Nierenerholung hängt direkt vom Nierenblutfluss in der Erholungsphase ab.

Pathologische Veränderungen bei akutem Nierenversagen beschränken sich in den meisten Fällen auf dystrophische Veränderungen des Nephrons in unterschiedlichem Ausmaß. Der rechtzeitige Einsatz konservativer Entgiftungsmethoden und der Nierenersatztherapie ermöglicht es uns, das Syndrom des akuten Nierenversagens als reversiblen Zustand zu behandeln.

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