Harnbildung

 Clearance (mL/min)= Stoffkonzentration_Harn (mmol bzw. g/mL)× Harnzeitvolumen V (mL/min)/ Stoffkonzentration_Plasma (mmol bzw. g/mL)

Niedrige Clearance-Werte bedeuten, dass das Plasma nur in geringem Ausmaß von einer bestimmten Substanz befreit wurde – hohe Clearance-Werte bedeuten, dass das Plasmagrößtenteils von dieser Substanz befreit wurde!

• Clearance-Verhalten: Glucose wird komplett frei filtriert und im Tubulussystem unter Normalbedingungen vollständig zurückresorbiert und nicht sezerniert
• Clearance-Wert: 0 mL/min (unter Normalbedingungen) 
• Clearance-Wert abhängig von der Plasmakonzentration der Substanz: Ja 
• Urinkonzentration
  • Unter Normalbedingungen ist keine Glucose im Urin nachweisbar
  • Nach Überschreiten der Nierenschwelle für Glucose (10 mmol/L bzw. 180 mg/dL) steigt die Glucosekonzentration linear an 

Bis zur Nierenschwelle ist es egal, wieviel Glucose im Blut ist -> komplette Resorbtion. Plasmavolumen wird nicht von Glucose "gecleared", Clearance=0. Bei Überschreiten der Nierenschwelle, wird Glucose allerdings zunehmend mit dem Urin ausgeschieden. Ab hier steigt die Urinkonzentration (mehr oder weniger) proportional zur Plasmakonzentration an. Clearance steigt auch proportional mit der Plasma-Glucose-Konz. an, bis sie sich der GFR annähert - mehr Volumen als die GFR kann pro Minute nicht gecleared werden (es sei denn der Stoff wird tubulär sezerniert, was bei Glucose aber nicht der Fall ist) 

• Clearance-Verhalten: Inulin wird komplett frei filtriert, weder resorbiert noch sezerniert → die Inulin-Clearance entspricht somit der GFR
• Clearance-Wert: 120 mL/min
• Clearance-Wert abhängig von der Plasmakonzentration der Substanz: Nein 
• Urinkonzentration: Nimmt proportional zur Plasmakonzentration zu

Egal, wie hoch die Inulinkonzentration im Plasma ist, die Clearancedieses Stoffes entspricht immer der GFR. Anteilmäßig wird bei hoher Plasma-Inulinkonzentration genausoviel ausgeschieden wie bei niedriger Plasmakonzentration – befindet sich also mehr Inulin im Plasma, wird also auch mehr mit dem Urin ausgeschieden.

• Clearance-Verhalten: PAH wird frei filtriert, nicht resorbiert und vollständig sezerniert
• Clearance-Wert: ca. 650 mL/min 
• Clearance-Wert abhängig von der Plasmakonzentration der Substanz: Ja 
• Urinkonzentration: Steigt zunächst überproportional an, mit zunehmender Plasmakonzentration dann proportional

Bei geringer Plasmakonzentration wird das komplette Plasmavolumen von PAH „gecleart“ – alles, was also nicht bereits im Glomerulus filtriert wurde, wird spätestens im Tubulussystem sezerniert. Ab einer bestimmten Plasmakonzentration tritt allerdings eine Sättigung der Sekretionssmechanismen ein, weshalb nicht mehr das komplette durch die Niere fließende Plasmavolumen von PAH „gecleared“ werden kann.

• Clearance-Verhalten: Kreatinin wird komplett frei filtriert, nicht resorbiert, in geringen Mengen tubulär sezerniert
• Clearance-Wert: ca. 120 mL/min

Besonderheit: Kreatinin wird im Klinikalltag für die Einschätzung der Nierenfunktion verwendet

• Besitzt ein ähnliches Clearance-Verhalten wie Inulin; eignet sich somit gut zur Einschätzung der GFR
• Nachteil: Kreatininspiegel im Blut hängt (neben der Nierenfunktion) vom Muskelstoffwechsel ab 
• Vorteil: Kreatinin ist eine körpereigene Substanz, die beim Muskelstoffwechsel anfällt, und muss nicht wie Inulin in den Körper infundiert werden

Definition: Bildung von Elektrolyt-freiem Wasser durch die Niere zur Regulation der renalenWasserausscheidung bei veränderter Plasmaosmolalität (insb. durch veränderte Natriumkonzentration) 

• Einheit: mL/min
• Referenzwert Plasmaosmolalität: 290 mosmol/kg 

• Interpretation: Beurteilung der Fähigkeit der Niere zur Urinkonzentration
  • Freie Wasser-Clearance negativ: Die freie Wasser-Clearance ist normalerweise negativ, da der Urin im Vergleich zum Plasma hyperosmolar ist 
  • Freie Wasser-Clearance positiv: Der Urin ist in diesem Fall im Vergleich zum Plasma hypoosmolar 
• Berechnung: Freie Wasser-Clearance c_H2O = Urinvolumen pro Zeit V_U (mL/min)× [1 – (Urinosmolalität U_osm/Plasmaosmolalität P_osm)]

• Die fraktionelle Ausscheidung gibt an, welcher Anteil einer filtrierten Substanz X tatsächlich mit dem Urin ausgeschieden wird
• Sie entspricht dem Verhältnis der Clearanceeiner bestimmten Substanz zur GFR

• FA <1: Geringere Ausscheidung  (z.B. bei Wasser, Glucose, Aminosäuren, Natrium, Chlorid)
• FA >1: Höhere Ausscheidung  (z.B. bei organischen Anionen und Kationen wie Paraaminohippurat (PAH) bzw. Atropin)

Von 180 Litern glomerulär filtriertem Primärharn werden letztendlich 1,5 Liter Wasser mit dem Urin ausgeschieden. Dies entspricht einer fraktionellen Ausscheidung von 1,5/180 ≈ 0,01 (also nur etwa 1 % des filtrierten Wasser wird auch tatsächlich ausgeschieden).

• Stoffe, die zwingend ausgeschieden werden müssen (harnpflichtige Substanzen wie bspw. Kreatinin), können den Körper in großen Mengen verlassen
• Gleichzeitig kann die Wasser- und Elektrolytausscheidung dem Bedarf angepasst werden

Im Nierenkörperchen wird erst einmal alles (bis auf Makromoleküle und Blutzellen) in großen Mengen gefiltert, wodurch der Primärharn entsteht. Im Tubulussystem und Sammelrohr finden dann Resorptions- und Sezernierungsvorgänge statt, wobei der Endharn entsteht!

• Menge: Etwa 1/5 des durchgeflossenen Blutplasmas (ca. 180 L/Tag)
• Zusammensetzung: Entspricht weitestgehend der des Blutplasmas 

Stoffe, die frei filtriert werden (also gelöste, nicht an Proteine gebundene, ungeladenen Stoffe), liegen im Primärharn in der gleichen Konzentration vor wie auch im Blutplasma.Makromoleküle (wie bspw. Plasmaproteine) liegen hingegen im Vas efferens in einer höheren Konzentration vor als im Primärharn, da sie nicht filtriert werden, dem Vas efferens allerdings Flüssigkeit entzogen wurde!

• Menge: Etwa 1/100 des Primärharnvolumens (ca. 1,8 L/Tag)
• Zusammensetzung: Sehr variabel 
  • Osmolarität: Zwischen 50–1500 mosmol/L 
  • pH-Wert: Etwa 5,5 (zwischen 4,5 und 8,2)

Nierenarterien(Aa. renales) → Interlobararterien (Aa. interlobares) → Bogenarterien (Aa. arcuatae) → Interlobulararterien (Aa. corticales radiatae interlobulares) → Afferente Arteriolen (Vasa afferentes) → 1. Kapillarnetz: Glomeruli(Filtration des Primärharns) → EfferenteArteriolen → 2. Kapillarnetz: Peritubuläres Kapillarsystem (Versorgung der Niere mit Nährstoffen)

• Renaler Blutfluss (= RBF)
  • Definition: Menge an Blut, das pro Minute durch die Niere fließt
  • Menge: Etwa 1/5 des Herzminutenvolumens(entspricht etwa 1,2 L/Min.)
• Renaler Plasmafluss (= RPF)
  • Definition: Menge an Blutplasma, das pro Minute durch die Niere fließt 
  • Berechnung: RPF = RBF × (1-Hämatokrit)
  • Menge: ∼600 mL/Min. 

Auch Bayliss-Effekt: 

• Beschreibung: Die renalen Arterien gleichen Blutdruckschwankungen (zwischen 80 und 180 mmHg) selbstständig aus 
• Mechanismus
  • Blutdruckanstieg (bis 180 mmHg) → Anstieg des intravasalen Blutdrucks → Kontraktion des Vas afferens → Blutdruckabfall im glomerulären Gefäßbett → Blutdruck bleibt konstant
  • Blutdruckabfall (bis 80 mmHg) → Abfall des intravasalen Blutdrucks → Dilatation des Vas afferens → Blutdruckanstieg im glomerulären Gefäßbett → Blutdruck bleibt konstant

• Prinzip: Mangeldurchblutung (insb. des Nierenmarks) → Stimuliert die Synthese von Prostaglandinen → Vasodilatation der Gefäße → Gesteigerte Durchblutung insb. des Nierenmarks

• Ziel: Anpassung der renalen Filtration an die tubuläre Resorptionskapazität
• Mechanismus: Macula densa  im distalen Tubulus misst die Salzkonzentration  im Harn des Tubuluslumens und steuert durch lokale Mechanismen indirekt die GFR 
• Ablauf: Hypertoner Harn  → Freisetzung von Adenosin → Vas afferens kontrahiert → Kapillardruck sinkt → GFR sinkt

• Kreislauf: Erhöhung des arteriellen Blutdrucks
• In der Niere: Aufrechterhaltung der glomerulären Filtrationsrate bei Blutdruckabfall

• Renin
• Angiotensinogen
• Angiotensin I
• Angiotensin-Converting-Enzyme (ACE)
• Angiotensin II

• Definition: Protease, die die erste Reaktion des RAAS katalysiert 
• Syntheseort: Zellen des juxtaglomerulären Apparates (epitheloide Polkissenzellen der Arteriola afferens)
• Wirkung: Spaltung von Angiotensinogen zu Angiotensin I

• Abfall des Blutdrucks unter den myogenen Autoregulationsbereich (also unter 80 mmHg) 
• Sympathikusaktivierung
• Hypovolämie
• Hyponatriämie
• Hypotoner Harn