Urämie – Ursachen

Pathogenese (Krankheitsentstehung)

Die Urämie (Harnvergiftung) ist das klinische Syndrom der fortgeschrittenen Nierenfunktionsstörung (Einschränkung der Nierenleistung) (meist bei chronischer Nierenkrankheit (dauerhafte Nierenerkrankung), aber auch bei akuter Nierenschädigung (plötzliche Nierenschwäche)), das durch die Kombination aus Retention urämischer Solute (Anreicherung harnpflichtiger Substanzen), Störungen des Flüssigkeits-, Elektrolyt- und Säure-Basen-Haushalts (Störungen von Wasser, Salzen und pH-Wert) sowie endokrinen und immunologischen Dysregulationen (Störungen des Hormon- und Immunsystems) entsteht. Pathophysiologisch handelt es sich nicht um eine reine „Harnstoffvergiftung“, sondern um ein Multisystemgeschehen mit additiven und synergistischen Effekten zahlreicher Toxine und Mediatoren [1, 2, 3].

Primäre pathophysiologische Mechanismen

Abnahme der glomerulären Filtration (Verringerung der Blutfiltration in den Nierenkörperchen) und tubulären Sekretion (verminderte Ausscheidung über die Nierenkanälchen)

• Retentionsprinzip: Mit sinkender glomerulärer Filtrationsrate (Filterleistung der Niere) steigt die Plasmakonzentration vieler wasserlöslicher Substanzen (z. B. Harnstoff) und zahlreicher weiterer urämischer Retentionssolite [1, 3].
• Transporter-limitierte Clearance: Ein Teil klinisch relevanter urämischer Toxine (giftige Stoffwechselprodukte) (insbesondere protein-gebundene Solute wie Indoxylsulfat oder p-Cresylsulfat) ist stark von tubulären Transportern (Transportsysteme der Nierenkanälchen) abhängig und wird zudem dialytisch nur begrenzt entfernt, wodurch bereits bei moderater Nierenfunktionseinschränkung eine disproportionale Akkumulation auftreten kann [3, 4].

Uremische Toxine, inflammatorische Aktivierung und endotheliale Dysfunktion

• Systemische Niedriggrad-Inflammation: Urämische Milieuveränderungen fördern proinflammatorische Signalwege, oxidativen Stress und eine Dysregulation der angeborenen (unspezifischen) und adaptiven Immunantwort (spezifischen Abwehr) [3, 4, 5].
• Gefäßwand und Endothel (Gefäßinnenwand): Protein-gebundene, darmmikrobiom-abgeleitete Solute (Stoffe aus dem Darmbakterienstoffwechsel) sowie Tryptophan-Metaboliten (Abbauprodukte einer Aminosäure) fördern Endothelschädigung, pro-oxidative und prothrombotische Veränderungen und tragen zur urämischen Kardiovaskulopathie (urämisch bedingte Herz- und Gefäßerkrankung) bei [4, 5].

Störungen des Flüssigkeitshaushalts und der Natriumhomöostase (Salz-Wasser-Gleichgewicht)

• Volumenüberladung: Verminderte Natrium- und Wasserausscheidung führt zu Hypervolämie (zu viel Flüssigkeit im Körper) mit Ödemen (Wassereinlagerungen), arterieller Hypertonie (Bluthochdruck), kardialer Vorlaststeigerung und kardiorenaler Dekompensation (gegenseitige Verschlechterung von Herz und Niere) [1, 2].
• Neurohormonelle Aktivierung: Aktivierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (blutdruck- und volumenregulierendes Hormonsystem) sowie sympathoadrenerger Mechanismen perpetuiert Hypertonie und strukturelle kardiale/renale Folgeschäden [1].

Elektrolyt- und Säure-Basen-Dysregulation

• Hyperkaliämie (erhöhter Kaliumspiegel im Blut): Reduzierte renale Kaliumelimination (verstärkt durch Azidose (Übersäuerung), Gewebekatabolismus oder Medikamente) erhöht das Risiko maligner Herzrhythmusstörungen [1, 2].
• Metabolische Azidose (stoffwechselbedingte Übersäuerung): Verminderte Säureausscheidung und reduzierte Bikarbonat-Regeneration fördern Muskelabbau, Insulinresistenz, Inflammation und Knochenmineralverlust [1].
• Phosphatretention (Phosphatanreicherung): Steigendes Phosphat fördert sekundären Hyperparathyreoidismus (kompensatorische Überfunktion der Nebenschilddrüse), vaskuläre Kalzifikation (Gefäßverkalkung) und kardiovaskuläre Morbidität im Rahmen der CKD-MBD (Störung des Mineral- und Knochenstoffwechsels bei Nierenerkrankung) [1, 6].

Endokrine und metabolische Konsequenzen

• Erythropoetinmangel und Entzündungsanämie: Reduzierte Erythropoetinproduktion (verminderte Bildung eines blutbildenden Hormons) und inflammationsbedingte Eisenrestriktion führen zur renalen Anämie (Blutarmut durch Nierenerkrankung) mit Leistungsabfall, kardialer Belastung und erhöhter Hospitalisierungsrate [1].
• CKD-MBD: Dysregulation von Phosphat, Vitamin-D-Metabolismus und Parathormon führt zu renaler Osteodystrophie (Knochenerkrankung bei Niereninsuffizienz), Frakturrisiko und extraossärer Kalzifikation [1, 6].
• Uremische Insulinresistenz und Dyslipidämie: Metabolische Veränderungen erhöhen das atherosklerotische Risiko und interagieren mit Inflammation und oxidativem Stress [4, 5].

Neurologische und gastrointestinale Manifestationen als Ausdruck der Multisystempathologie

• Uremische Enzephalopathie und Neuropathie: Kombination aus Toxinretention, Elektrolyt-/Säure-Basen-Störungen und Blut-Hirn-Schranken-Dysfunktion (Störung der Schutzbarriere des Gehirns) kann zu kognitiven Störungen, Asterixis, Krampfanfällen und Polyneuropathie führen [2, 3].
• Gastrointestinale Symptomatik: Übelkeit, Erbrechen und Anorexie entstehen u. a. durch Toxinwirkung, Dysbiose (Ungleichgewicht der Darmflora) und autonome Dysfunktion; dies kann Mangelernährung und Sarkopenie (Muskelabbau) verstärken [2, 3].

Dialyse- und therapieassoziierte Verstärker (bei Nierenersatztherapie (Dialyse))

• Unvollständige Elimination: Protein-gebundene und mittelgroße Moleküle werden je nach Verfahren/Membran nur begrenzt entfernt [3, 4].
• Inflammatorische Trigger: Gefäßzugang, Membraninteraktion und mikrobielle Kontamination dialyseassoziierter Flüssigkeiten können die systemische Inflammation verstärken [3].

Ätiologie (Ursachen)

Die Urämie entsteht ätiologisch durch eine kritische Abnahme der effektiven Nierenfunktion (starker Verlust der tatsächlichen Nierenleistung) oder eine akute Verschlechterung (plötzliche Verschlimmerung) einer vorbestehenden chronischen Nierenkrankheit. Leitlinienorientiert ist die Ursachenklärung entlang der Achsen chronische Nierenkrankheit, akute Nierenschädigung und postrenale Obstruktion (Harnabflussstörung) zentral [1, 2].

Urämie bei chronischer Nierenkrankheit

• Diabetische Nierenerkrankung: Häufigste Ursache der progredienten chronischen Nierenfunktionsabnahme in vielen Versorgungssystemen [1].
• Hypertensive Nephropathie: Langjährig erhöhter Blutdruck mit Nephrosklerose (Gefäßverhärtung der Niere) und progredientem Funktionsverlust [1].
• Glomeruläre Erkrankungen: Chronische Glomerulonephritiden (Entzündungen der Nierenkörperchen) und nephrotische Syndrome mit fortschreitender Glomerulosklerose [2].
• Tubulointerstitielle Erkrankungen: Chronische interstitielle Nephritiden (u. a. arzneimittelassoziiert), Refluxnephropathie [2].
• Zystische Nierenerkrankungen: Zystische Erkrankungen mit progressiver Parenchymdestruktion [2].
• Vaskuläre Ursachen: Ischämische Nephropathie, Nierenarterienstenose mit funktionellem Abfall der Filtration [2].

Urämie bei akuter Nierenschädigung

• Prärenale Ursachen: Hypovolämie (Flüssigkeitsmangel), Blutverlust, Sepsis, kardiale Minderperfusion mit sekundärer akuter tubulärer Schädigung [2].
• Intrarenale Ursachen: Akute tubuläre Nekrose (Absterben von Nierenkanälchen), akute interstitielle Nephritis, akute Glomerulonephritis/Vaskulitiden [2].
• Akut-auf-chronisch: Akute Ereignisse bei vorbestehender chronischer Nierenkrankheit mit rascher Urämie-Manifestation [2].

Urämie bei postrenaler Obstruktion

• Bilaterale Obstruktion oder Einzelniere: Prostataobstruktion, Tumoren, Uretersteine, Strikturen mit akutem Abfall der glomerulären Filtration [2].
• Funktionelle Obstruktion: Neurogene Blasenentleerungsstörung mit Harnverhalt und Hydronephrose [2].

Auslösende/verschärfende Faktoren, die eine manifeste Urämie triggern können

• Nephrotoxische Exposition: Nichtsteroidale Antirheumatika, Kontrastmittel, Aminoglykoside, Calcineurininhibitoren [2].
• RAAS-Interaktionen bei Risikokonstellation: Funktioneller Abfall der Filtration bei bilateraler Nierenarterienstenose oder Einzelniere unter RAAS-Blockade [1,2].
• Katabole Zustände: Sepsis, große Operationen, schwere Entzündung, Gastrointestinalblutung [2].
• Unzureichende Nierenersatztherapie: Unterschreitung der Dialysedosis oder Therapieabbrüche [3].

Literatur

1. KDIGO CKD Work Group. KDIGO 2024 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Management of Chronic Kidney Disease. Kidney Int. 2024;105(4S):S117-S314. https://doi.org/10.1016/j.kint.2023.10.018
2. KDIGO AKI Work Group. KDIGO Clinical Practice Guideline for Acute Kidney Injury. Kidney Int Suppl. 2012;2(1):1-138. doi:10.1038/kisup.2012.1
3. Rosner MH, Reis T, Husain-Syed F et al.: Classification of Uremic Toxins and Their Role in Kidney Failure. Clin J Am Soc Nephrol. 2021;16(12):1918-1928. https://doi.org/10.2215/CJN.02660221
4. Cozzolino M et al.: From Physicochemical Classification to Multidimensional Insights: A Comprehensive Review of Uremic Toxin Research. Toxins (Basel). 2025;17(6):295. https://doi.org/10.3390/toxins17060295
5. Chermiti R, Burtey S, Dou L. Role of Uremic Toxins in Vascular Inflammation Associated with Chronic Kidney Disease. J Clin Med. 2024;13(23):7149. https://doi.org/10.3390/jcm13237149
6. KDIGO CKD-MBD Update Work Group. KDIGO 2017 Clinical Practice Guideline Update for the Diagnosis, Evaluation, Prevention, and Treatment of Chronic Kidney Disease-Mineral and Bone Disorder (CKD-MBD). Kidney Int Suppl. 2017;7(1):1-59. https://doi.org/10.1016/j.kisu.2017.04.001

Leitlinien

1. KDIGO CKD Work Group. KDIGO 2024 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Management of Chronic Kidney Disease. Kidney Int. 2024;105(4S):S117-S314. https://doi.org/10.1016/j.kint.2023.10.018
2. KDIGO AKI Work Group. KDIGO Clinical Practice Guideline for Acute Kidney Injury. Kidney Int Suppl. 2012;2(1):1-138. doi:10.1038/kisup.2012.1
3. KDIGO CKD-MBD Update Work Group. KDIGO 2017 Clinical Practice Guideline Update for the Diagnosis, Evaluation, Prevention, and Treatment of Chronic Kidney Disease-Mineral and Bone Disorder (CKD-MBD). Kidney Int Suppl. 2017;7(1):1-59. https://doi.org/10.1016/j.kisu.2017.04.001