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GFR und Plasmafluss messen: Inulin, Kreatinin, PAH und Filtrationsfraktion

  • Messung und Interpretation
  • Prüfungsrelevanz: mittel

Wie man misst, wie viel die Nieren filtern und wie viel Blut sie erhalten – mit Substanzen, die die Niere auf bekannte Weise behandelt.

Aktualisiert

Auch genannt: Filtrationsfraktion, PAH-Clearance, Effektiver renaler Plasmafluss

In 3D ansehen: Nieren (Renes) · Intrarenale Gefäße

Worum es geht

Die GFR wird mit einer Substanz gemessen, die frei filtriert und vom Tubulus weder resorbiert noch sezerniert wird: Ihre Clearance entspricht der GFR. Der renale Plasmafluss wird mit einer Substanz gemessen, die die Niere in einer einzigen Passage fast vollständig aus dem Blut entfernt (PAH). Das Verhältnis beider, die Filtrationsfraktion, zeigt, welche Arteriole ihr Kaliber ändert.

The nephron: segments, transporters and diuretics

The nephron: segments, transporters and diuretics CortexOuter medullaInner medulla3006009001200mOsm/kgUrineGlomerulusProximal tubuleDistal tubuleThin descendingThin ascendingThick ascendingCollecting ductJuxtaglomerularapparatusNHE3 · SGLT2Filters ≈ 180 L/dayAQP1Passive NaClNKCC2 · ROMKParacellular Ca²⁺, Mg²⁺NCC · Ca²⁺ (PTH)ENaC · ROMK/BKAQP2 (ADH)α: H⁺-ATPase · β: pendrin

Glomerulus and Bowman capsule Filters ≈ 180 L/day · GFR ≈ 125 mL/min

Glomerulus and Bowman capsule

  • What it does: Filters plasma: ≈ 180 L/day (GFR ≈ 125 mL/min), filtration fraction ≈ 20%. The barrier (fenestrated endothelium, negatively charged basement membrane and podocytes with slit diaphragms) lets water and small solutes through, not cells or most proteins.
  • Transporters: No transporters: Starling forces drive it (capillary hydrostatic pressure for; capsule pressure and plasma oncotic pressure against).
  • Hormones: Ang II constricts the efferent arteriole more (holds GFR up); prostaglandins dilate the afferent; autoregulation (myogenic and tubuloglomerular feedback) keeps GFR steady.
  • Drugs: NSAIDs (afferent constriction) and ACE inhibitors or ARBs (efferent dilation) can lower GFR.
  • Disorders: Nephritic syndrome (hematuria, inflammation) and nephrotic syndrome (proteinuria > 3.5 g/day, podocyte injury).
  • Glomerulus and arterioles
  • Proximal tubule
  • Thin descending limb
  • Thin ascending limb
  • Thick ascending limb
  • Distal convoluted tubule
  • Collecting tubule and duct
  • Juxtaglomerular apparatus (macula densa)
  • Cortex
  • Medulla
  • Interstitial osmolality (≈ 300 → 1200 mOsm/kg)
Illustrative schematic drawn by Durgical (a long-loop juxtamedullary nephron); proportions and percentages are approximate and not for clinical decisions.

Gleichungen

ClearanceCx = (Ux × V) / Px
Ux
Urinkonzentration von x
V
Harnfluss (mL/min)
Px
Plasmakonzentration von x

Mit Inulin gilt C = GFR; mit PAH C ≈ effektiver RPF.

FiltrationsfraktionFF = GFR / RPF
GFR
glomeruläre Filtrationsrate
RPF
renaler Plasmafluss

Filtrierte Flüssigkeit verlässt das Blut: Eine hohe FF konzentriert die Proteine in der peritubulären Kapillare und begünstigt die proximale Resorption.

Renaler BlutflussRBF = RPF / (1 − Hkt)
Hkt
Hämatokrit als Bruchteil

Referenzwerte (junger Erwachsener, ungefähr)

ParameterWertHinweis
Glomeruläre Filtrationsrate≈125 mL/min (≈180 L/Tag)nimmt mit dem Alter ab
Renaler Plasmafluss≈600–650 mL/min
Renaler Blutfluss≈1,1–1,2 L/min≈20–22 % des Herzzeitvolumens
Filtrationsfraktion≈0,16–0,20
Renale PAH-Extraktion≈0,9daher misst PAH den „effektiven“ Fluss

Ungefähre Werte eines gesunden Erwachsenen in Ruhe; jedes Labor legt eigene Referenzbereiche fest.

Was mit RPF, GFR und FF geschieht, Arteriole für Arteriole

VeränderungRPFGFRFF
Konstriktion der afferenten Arteriole (NSAR, starker Sympathikotonus)↓↓≈ unverändert
Konstriktion der efferenten Arteriole (Angiotensin II)↓↑ oder ≈↑
Dilatation der efferenten Arteriole (ACE-Hemmer, AT1-Blocker)↑ oder ≈↓↓
Erhöhte Plasmaproteine≈↓↓
Harnabflussstörung (↑ Druck in der Bowman-Kapsel)≈↓↓

Klinischer Bezug

  • In der Praxis wird die GFR mit kreatininbasierten Gleichungen (mit Alter und Geschlecht) geschätzt; Kreatinin hängt von der Muskelmasse ab und führt daher bei sehr schlanken, älteren oder amputierten Patienten in die Irre.
  • Bei beidseitiger Nierenarterienstenose hängt die GFR von der efferenten Konstriktion durch Angiotensin II ab: Ein ACE-Hemmer hebt sie auf, und das Kreatinin springt nach oben.
  • Manche Arzneistoffe, die die tubuläre Kreatininsekretion blockieren, erhöhen das Serumkreatinin, ohne die tatsächliche GFR zu verändern.

Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

Warum überschätzt die Kreatinin-Clearance die GFR, und warum wächst der Fehler bei fortgeschrittener Nierenerkrankung?

Kreatinin wird nicht nur filtriert, sondern auch sezerniert. Sinkt die GFR, macht der sezernierte Anteil einen größeren Teil aus, sodass die berechnete Clearance weiter über der tatsächlichen GFR liegt.

Ein Arzneistoff verengt nur die efferente Arteriole. Was geschieht mit RPF, GFR und Filtrationsfraktion?

Der RPF sinkt (mehr Widerstand), der glomeruläre Druck steigt, und die GFR bleibt erhalten oder steigt: Die Filtrationsfraktion nimmt zu.

Bei einem RPF von 600 mL/min und einem Hämatokrit von 0,40: Wie hoch ist der renale Blutfluss?

RBF = 600 / (1 − 0,40) = 1000 mL/min. Plasma macht nur 60 % des Blutes aus.

Warum nennt man die PAH-Clearance den „effektiven“ und nicht den gesamten renalen Plasmafluss?

Die PAH-Extraktion beträgt nicht 100 %: Ein Teil des Blutes durchströmt Gewebe, das kein PAH sezerniert (Kapsel, Mark). Bei einer Extraktion von ≈0,9 unterschätzt die Clearance den Gesamtfluss leicht.

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Quellen: Acute Kidney Injury (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2024).

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