Einleitung
Für die Beurteilung von Nierenerkrankungen
spielen Labordiagnostik und bildgebende Verfahren eine wesentliche Rolle. Schließlich wird in ausgewählten Fällen die histologische Beurteilung einer
Nierenbiopsie herangezogen.
Die Laboruntersuchung bei Nierenerkrankungen bezieht sich auf die Nierenfunktion als solche sowie die Folgen einer Nierenfunktionseinschränkung. Ferner dient die Labordiagnostik der Differenzialdiagnose der zugrundeliegenden Nierenerkrankung. Die Nierenfunktion wird durch das Serumkreatinin, den Serum-Harnstoff und
Cystatin C bestimmt. Eine genauere Bestimmung der Filtrationsleistung (glomeruläre Filtration) erlaubt die Kreatininclearance. Ebenso wie für das
Kreatinin lässt sich auch für das Cystatin C eine Clearance bestimmen.
Die Urinuntersuchung gibt diagnostische Hinweise und klärt unter anderem die Frage eines Eiweißverlusts.
Die Basisuntersuchung der Bildgebung ist die Sonografie der Niere.
Weiterführende Untersuchungen sind Computertomografie, Magnetresonanztomografie und Nierenszintigrafie. Letztere dient speziellen Fragestellungen wie der Frage eine Abflussbehinderung.
Auf der Basis der oben erwähnten Untersuchungen wird die Indikation zur
Nierenbiopsie gestellt. Diese dient zur Abklärung parenchymatösen Nierenerkrankungen umfasst die Lichtmikroskopie, die Immunhistologie und die Elektronenmikroskopie.
Nierenfunktion
Zur Ermittlung der Nierenfunktion
dienen folgende Serumparameter
Bei der Beurteilung dieser Parameter sind folgende Punkte zu beachten:
Kreatin
Das
Kreatinin ist das Abbauprodukt des
Kreatins. Das Kreatin stammt aus dem Muskelstoffwechsel. Das bedeutet, dass sowohl eine gesteigerte Muskelmasse als auch eine verminderte Muskelmasse das
Kreatinin unabhängig von der Nierenfunktion erhöhen bzw. vermindern können. Dieser Fehler wird durch Bestimmung der
glomerulären Filtrationsrate vermieden. Als ein Maß für die glomeruläre Filtrationsrate verwendet man die
Kreatininclearance. Es gibt keinen einheitlichen Normwert für die glomeruläre Filtrationsrate für alle Menschen. Der Wert ist altersabhängig, die glomeruläre Filtration nimmt mit zunehmendem Alter ab. Ferner haben große Menschen eine höhere glomeruläre Filtrationsrate als kleine Menschen. Diese Variation wird ausgeglichen, indem die glomeruläre Filtration auf eine
Körperoberfläche von 1,73 m
2 normiert wird.
Die Ermittlung der Kreatininclearance erfordert die Sammlung von 24 Stunden-Urin. Diese Prozedur ist fehleranfällig. Für viele Zwecke hat es sich daher bewährt, die geschätzte oder errechnete Kreatininclearance zu verwenden (eGFR). Anhand größerer Datenmengen hat man Formen entwickelt, die unter Einbeziehung von Alter, Geschlecht und Körpergewicht aus dem Serumkreatinin eine geschätzte Kreatininclearance errechnen. Für viele Zwecke genügt diese sogenannte eGFR. Man muss sich aber der Tatsache bewusst sein, dass diese Schätzung unter Umständen von der tatsächlichen
glomerulären Filtrationsrate abweicht (Alaini et al.
2017). Folgende Schätzformeln für die eGFR werden am häufigsten verwendet:
Da im Internet Kalkulatoren für jede dieser Formeln leicht zugänglich sind, wird hier nicht auf die einzelnen Formeln eingegangen.
Cystatin C
Cystatin C ist ein weiterer Parameter der Nierenfunktion (Ebert und Shlipak
2020). Das
Cystatin C ist anders als das
Kreatinin nicht vom Muskelstoffwechsel abhängig. Die Bestimmung des Cystatin C vermeidet daher einige der Fehlerquellen der Kreatinin-Bestimmung. Es gibt aber Hinweise, dass das Cystatin C durch Entzündungen, die Schilddrüsenfunktion und
Adipositas beeinflusst werden kann (Teaford et al.
2020). Auch aus der Cystatin C-Konzentration lässt sich eine Clearance als Maß der
glomerulären Filtrationsrate errechnen.
Harnstoff
Die
Harnstoff-Konzentration ist stärker als die oben erwähnten Parameter von extrarenalen Faktoren abhängig.
Harnstoff ist ein Metabolit des Eiweißstoffwechsels. Daher wird die Harnstoff-Konzentration nicht nur von der Nierenfunktion, sondern auch durch die Menge des zugeführten Eiweiß beeinflusst sowie von einer katabolen Stoffwechsellage.
Stadieneinteilung der Niereninsuffizienz
Die Auswahl des Serum-Kreatinins als Parameter der Nierenfunktion basiert auf der Prämisse, dass
Kreatinin lediglich glomerulär filtriert wird und nicht tubulär sezerniert oder resorbiert wird. Dies ist aber nur angenähert der Fall. Dies ist einer der Gründe, warum bei leichter Einschränkung der Nierenfunktion das Serum-Kreatinin häufig keine signifikante Abweichung vom Normwert zeigt. Dieser Umstand wird mit dem Begriff „kreatininblinder Bereich“ bezeichnet. Dieses Problem ist bei leichteren Einschränkungen der Nierenfunktion in der Bewertung zu berücksichtigen.
Eine Nierenfunktionseinschränkung leichteren Grades ist in der Regel asymptomatisch. Im Allgemeinen ist erst bei höhergradigen Funktionseinschränkungen mit einer klinischen Symptomatik zu rechnen. Zahlreiche Patienten, speziell in den Stadien1–3, sind asymptomatisch. Dies bedeutet in vielen Fällen auch eine verspätete Diagnosestellung. Um eine frühzeitige Therapie einer chronischen Nierenerkrankung einleiten zu können, ist daher die Labordiagnostik chronische Nierenerkrankungen von entscheidender Bedeutung.
Folgeerscheinungen chronischer Niereninsuffizienz
Ein wichtiger Teil der Folgeerscheinungen einer chronischen Nierenfunktionseinschränkung betrifft den Säure-Basen- und Elektrolythaushalt. Die Labordiagnostik bei
chronischer Niereninsuffizienz umfasst daher auch die Analyse dieser Parameter. Im Einzelnen handelt es sich um folgende Abweichungen:
-
Hyperkaliämie:
Diese stellt eine häufig erst bei einer GFR <15 ml/min/1,73 m
2 auftretende Komplikation dar. Zwar nimmt die Menge des im Glomerulum filtrierten
Kaliums kontinuierlich mit einer sinkenden GFR ab, die kompensatorische Sekretion von Kalium aus dem Tubulusapparat kann jedoch eine Kalium-Akkumulation über einen weiten Bereich verminderter GFR verhindern. Die Folgen einer Hyperkaliämie sind potenziell lebensbedrohlich. An erster Stelle stehen
Herzrhythmusstörungen bis hin zum Herzstillstand. Ein deutlich erhöhtes Risiko für kardiale Komplikationen besteht allgemein ab einer Kalium-Konzentration von 6 mmol/l, wenngleich ein fester Grenzwert für diese gefürchtete Komplikation nicht definiert werden kann.
-
Hyperphosphatämie:
Die mangelnde Phosphatausscheidung im Rahmen einer fortgeschrittenen
Niereninsuffizienz führt häufig erst ab dem Stadium IV der Niereninsuffizienz auch zu einer
Hyperphosphatämie. Neben anderen Faktoren ist die Hyperphosphatämie eine der Ursachen der renalen Osteopathie.
-
Auch diese Veränderung tritt meist erst bei fortgeschrittenen Stadien der Niereninsuffizienz auf. Eine der wesentlichen Ursachen hierfür ist die mangelnde Produktion von Calcitriol durch die chronisch geschädigten Nieren. Zusammen mit der Hyperphosphatämie ist sie die Ursache für eine weitere Folgeerscheinung, den sekundären Hyperparathyroidismus.
-
Metabolische Azidose:
Da der Organismus stets einen Netto-Überschuss an Säuren produziert, ist die Säureausscheidung für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen von vitaler Bedeutung. Während die volatile Säure CO2 leicht über die Lungen ausgeschieden wird, ist die Ausscheidung anderer organischer Säuren Aufgabe der Nieren. Auch die metabolische Azidose im Rahmen einer chronischen Niereninsuffizienz entwickelt sich meist erst ab Stadium III–IV der Niereninsuffizienz. Die metabolische Azidose ist im Gegensatz zur respiratorischen Azidose durch einen vermehrten Basenüberschuss gekennzeichnet. Ferner kann die sogenannte Anionenlücke bestimmt werden, um die Azidose bei Niereninsuffizienz von anderen Ursachen der metabolischen Azidose abzugrenzen. Durch den vermehrten Anfall organischer Säuren bei Niereninsuffizienz ist die Anionenlücke typischerweise erhöht.
Urindiagnostik
In der Differenzialdiagnose der Nierenerkrankungen spielt die Urindiagnostik
eine wichtige Rolle. Die Basisuntersuchung ist hier der
Urinstatus. Diese Untersuchung wird heute in der Regel mit
Teststreifen durchgeführt. Die früher allgemein übliche mikroskopische Untersuchung des
Urinsediments wird nur noch in ausgewählten Fällen mit gezielter Fragestellung vorgenommen.
Folgende Veränderungen des
Urinstatus sind diagnostisch bedeutsam:
Eine Hämaturie
kommt im Rahmen von chronischen
Glomerulonephritiden vor, zudem bei nicht entzündlichen Störungen der glomerulären Basalmembran wie zum Beispiel dem Alport Syndrom. Bei der Beurteilung der Makro- oder Mikrohämaturie ist die Unterscheidung zwischen renalen und extrarenalen Ursachen besonders wichtig. Unter den extrarenalen Ursachen sind maligne Tumoren des Harntraktes eine der wichtigsten Differenzialdiagnosen. Eine sichere Differenzierung zwischen renalen und extrarenalen Ursachen einer Hämaturie ist allein durch die Labordiagnostik nicht möglich. Allerdings deutete eine signifikante Proteinurie sowie das Vorliegen der sogenannten dysmorphen
Erythrozyten auf eine renale Ursache hin.
Eine Leukozyturie
deutet in erster Linie auf eine Harnwegsinfektion hin. Auch nicht infektiös bedingte interstitielle Nephritiden können eine Leukozyturie verursachen. Eine selten gewordene Ursache ist die Urogenitaltuberkulose. Deren Schlüsselbefund genannte sterile Leukozyturie, also der Nachweis vermehrter
Leukozyten im Urin ohne signifikante Keimzahlen in der Bakterienkultur.
Besondere Bedeutung kommt der Untersuchung der Eiweißausscheidung
zu. Neben der semiquantitativen Erfassung der Eiweißausscheidung durch den
Teststreifen ist die Qualifizierung und Differenzierung hinsichtlich der überwiegend im
Urin ausgeschiedenen Eiweiße ein wichtiger weiterer Schritt der
nephrologischen Diagnostik. Die Quantifizierung der Eiweißausscheidung kann entweder im 24 Stunden Urin oder durch Bestimmung des Protein/Kreatinin-Quotienten erfolgen. Letzteres setzt zwar eine weitgehend normale Kreatininausscheidung im Urin voraus, vermeidet aber die häufigen Sammelfehler bei der Gewinnung des 24 Stunden-Urins. Bei einer Eiweißausscheidung von >3,5 g pro Tag besteht eine sogenannte nephrotische Proteinurie
. Das nephrotische Syndrom (Ödem, Hypoproteinämie, Hyperlipidämie) ist durch eine Proteinurie in diesem größeren Bereich gekennzeichnet. Interstitielle Nierenerkrankungen zeigen in der Regel eine Proteinausscheidung <3,5 g täglich.
Weiterhin kann die Differenzierung der ausgeschiedenen Eiweiße Hinweise geben, ob eine tubulointerstitielle oder glomeruläre Erkrankung vorliegt. Bei Störungen des glomerulären Filters ist besonders die Ausscheidung von
Albumin gesteigert, bei der sogenannten unselektiven glomerulären Proteinurie auch die Ausscheidung noch höhermolekularer Eiweiße wie z. B. des IgG. Bei der tubulären Proteinurie sind hingegen vor allem niedermolekulare Eiweiße wie Alpha 1 Mikroglobulin im
Urin vermehrt.
Besondere Bedeutung kommt dem Nachweis monoklonaler
Immunglobuline, der sogenannten
Paraproteine, speziell auch der Leichtketten, im
Urin zu. Die Diagnostik von Nierenschäden im Rahmen einer monoklonalen
Gammopathie beruht auf dem Nachweis dieser Eiweiße im Urin und
Serum. Es ist dabei zu beachten, dass diese sogenannten Paraproteine häufig dem Nachweis in der Teststreifen-Analyse entgehen.
Mikrobiologische Urinuntersuchung
Der Nachweis infektiöser Nierenerkrankungen, speziell der
Harnwegsinfektionen, erfordert in der Regel die kulturelle Untersuchung des
Urins (Schmiemann et al.
2010). Der Nachweis von
Leukozyten im Urin durch den
Teststreifen ist weder sensitiv noch spezifisch genug, um darauf die Diagnose oder auch den Ausschluss von Harnwegsinfektionen zu gründen, wenn keine typische Symptomatik besteht.
In der Regel geht man von einer signifikanten Bakteriurie aus, wenn in der Bakterienkultur ≥ 105 koloniebildende Einheiten/ml nachgewiesen werden. Bei typischer Symptomatik sind aber auch niedrigere Keimzahlen bedeutsam. Neben der Quantifizierung der Bakteriurie ist die Bestimmung des Erregers und Resistenzprüfung für therapeutische Zwecke wesentlich.
Biomarker im Urin
Eine relativ neue, noch im Fluss befindliche diagnostische Methode ist der Nachweis von Biomarkern
im
Urin (Sirolli et al.
2019). Die Erweiterung der Diagnostik durch Biomarker kann folgende Vorteile bieten:
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bei akuter Nierenschädigung: Nachweis bereits in einem frühen Stadium, wenn die Parameter der Nierenfunktion wie Serum-Kreatinin und
-Harnstoff noch im Normbereich sind
-
bei chronischer Nierenschädigung: Nachweis einer Nierenschädigung, auch wenn die exkretorische Nierenfunktion noch normal ist oder durch die konventionellen Parameter noch nicht erfasst wird (kreatininblinder Bereich)
-
Unterscheidung einer hämodynamisch bedingten Verminderung der Nierenfunktion ohne Schädigung des Nierengewebes von einer Erkrankung mit Gewebsschädigung der Niere
Folgende Moleküle sind als Biomarker einer Nierenschädigung von diagnostischem Interesse (Mori und Nakao
2007; Han et al.
2008):
Hinweise auf tubulointerstitielle Schäden liefern:
Hinweise auf glomeruläre Schäden liefern (Minakawa et al.
2020):
Genetische Untersuchungen:
Die Bestimmung von Genmutationen ist in der Diagnostik
polyzystischer Nierenerkrankungen sinnvoll, z. B. wenn im Frühstadium der sonografische Aspekt der Nierenzysten keine sichere Diagnose erlaubt oder um den Befall von Nachkommen Betroffener zu prüfen (Cornec-Le Gall et al.
2019). Auch bei weiblichen Patienten mit V.a.
Morbus Fabry ist die genetische Untersuchung wichtig, da diese Patientinnen aufgrund des heterozygoten Status häufig eine normale alpha-Galactosidase aufweisen (Vardarli et al.
2020).
Bildgebende Verfahren
Die Basisuntersuchung in der bildgebenden Diagnostik der Nierenerkrankungen ist die Sonografie. Die Sonografie
hilft unter anderem bei der Abklärung folgender Fragestellungen:
-
handelt es sich um eine akute oder chronische Nierenerkrankung?
-
handelt es sich um eine einseitige oder doppelseitige Nierenerkrankung?
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liegt eine Abflussstörung der ableitenden Harnwege vor?
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liegen umschriebene Läsionen wie Tumoren oder Zysten vor?
Weiterführende bildgebende Verfahren sind in erster Linie die Schnittbildverfahren. Die
Auflösung dieser Verfahren ist höher als die der Sonografie, ferner sind sie nicht untersucherabhängig oder durch patientenseitige Faktoren wie erhebliche
Adipositas beeinträchtigt. Mit den entsprechenden vorbeugenden Maßnahmen ist die Kontrastmittelnephropathie
im Rahmen von CT-Untersuchungen mit den hierfür verwendete Kontrastmittel-Dosen selten geworden (Castaldo et al.
2019). Dennoch sollte bei eingeschränkter Nierenfunktion die Gabe von Röntgenkontrastmittel mit strenger Indikation und entsprechenden präventiven Maßnahmen die ausreichende Flüssigkeitszufuhr erfolgen. Die für MRT-Untersuchungen verwendeten Kontrastmittel sind nicht nephrotoxisch. In seltenen Fällen ist aber bei eingeschränkter Nierenfunktion die sogenannte
nephrogene systemische Fibrose aufgetreten (Rudnick et al.
2020). Dies ist ein seltenes Krankheitsbild, das durch Ablagerung von Gadolinium im Bindegewebe entsteht. Es resultieren verschiedene Schäden am Bewegungsapparat, speziell an Sehnen und Gelenken. Mit den heute verwendeten Kontrastmitteln ist dies ein extrem seltenes Ereignis geworden. Dennoch ist bei fortgeschrittener
Niereninsuffizienz die Gabe dieser Kontrastmittel nach wie vor problematisch.
Die Indikation zur Nierenszintigrafie ist auf wenige Situationen beschränkt. Eine auch heute bestehende Indikation ist der Nachweis eine Abflussbehinderung bei erweiterten ableitenden Harnwegen durch die dynamische Szintigrafie nach Furosemid-Gabe. Die statische Szintigrafie hat kaum noch Indikationen.
Indikationen zur intravenösen Pyelografie sind ebenfalls gegenüber denen für eine Schnittbildgebung deutlich zurückgetreten. Im Gegensatz zur CT- oder MRT-Untersuchung können etwa eine Kompression oder umschriebene Läsionen des Nierenparenchyms nicht mit ausreichender Sicherheit erkannt werden.
Nierenbiopsie
Die
Nierenbiopsie dient zur Abklärung einer parenchymatösen Nierenerkrankung, speziell die Differenzierung entzündlicher Erkrankungen wie der
Glomerulonephritiden erfordert bis heute in der Regel eine Nierenbiopsie. Die Komplikationsrate ist heute gering, Kontraindikationen zur Nierenbiopsie sind funktionelle Einzelniere (außer nach
Nierentransplantation), mangelnde Kooperation, Gerinnungsstörungen und Infektionen. Die häufigsten Indikationen sind
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eine rasche Verschlechterung der Nierenfunktion
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eine Proteinurie, speziell bei nephrotischem Syndrom
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eine Verschlechterung der Transplantatfunktion
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die Abklärung einer Hämaturie
