Wo und wie Diuretika wirken
- Mechanismus
- Prüfungsrelevanz: hoch
Jedes Diuretikum blockiert einen Salztransporter in einem Nephronabschnitt. Der Wirkort zeigt, wie viel Urin entsteht und welche Elektrolyte verloren gehen.
Auch genannt: Wirkorte der Diuretika, Natriuretika
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Worum es geht
Diuretika steigern die Natriumausscheidung (und damit die Wasserausscheidung), indem sie einen Transporter in einem bestimmten Nephronsegment blockieren. Ihre Stärke hängt davon ab, wie viel Na⁺ dieses Segment resorbiert und ob nachfolgende Segmente kompensieren können. Ihre Nebenwirkungen ergeben sich aus dem blockierten Transporter und aus dem, was das Sammelrohr erreicht.
Wie es funktioniert, Schritt für Schritt
- Der Wirkstoff erreicht das Tubuluslumen (die meisten werden im proximalen Tubulus über Transporter für organische Anionen oder Kationen sezerniert).
- Er blockiert den Na⁺-Transporter seines Segments, und dieses Na⁺ bleibt mit dem begleitenden Wasser im Lumen.
- Nachfolgende Segmente gewinnen einen Teil des zusätzlichen Na⁺ zurück; deshalb sind proximal wirkende Substanzen schwach und Schleifendiuretika stark.
- Mehr Na⁺ und Fluss erreichen das Sammelrohr: ENaC resorbiert mehr, das Lumen wird negativer, und die Sekretion von K⁺ und H⁺ steigt.
- Die Volumenkontraktion aktiviert Renin und Aldosteron, die den K⁺-Verlust und die Alkalose verstärken.
- Bei Dauergebrauch hypertrophieren die distalen Segmente und halten mehr Na⁺ zurück (Resistenz); die Kombination verschiedener Wirkorte überwindet sie.
The nephron: segments, transporters and diuretics
Na⁺ reabsorbed ≈ 65–70%Water reabsorbed ≈ 65–70%
Proximal tubule
- What it does: Reabsorbs ≈ 65–70% of filtered Na⁺ and water (isosmotically), nearly all glucose and amino acids, ≈ 80% of HCO₃⁻ and most K⁺ and phosphate. Secretes organic acids and bases (many drugs) and makes NH₄⁺ from glutamine.
- Transporters: NHE3 (Na⁺/H⁺) with carbonic anhydrase; SGLT2 (early segment, ≈ 90% of glucose) and SGLT1; NaPi-2a (phosphate); basolateral Na⁺/K⁺-ATPase.
- Hormones: Ang II stimulates NHE3 (more Na⁺ and HCO₃⁻: contraction alkalosis); PTH inhibits NaPi-2a (phosphaturia) and activates 1α-hydroxylase (active vitamin D).
- Drugs: Carbonic anhydrase inhibitors (1), SGLT2 inhibitors (2) and osmotic diuretics (3, with the thin descending limb).
- Disorders: Fanconi syndrome (loses glucose, amino acids, phosphate and HCO₃⁻); type 2 (proximal) renal tubular acidosis; familial renal glucosuria (SGLT2).
- 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)
- Diuretic site of action (no.)
The nephron: segments, transporters and diuretics
Na⁺ reabsorbed ≈ 25%Water reabsorbed 0%
Thick ascending limb of the loop of Henle
- What it does: Reabsorbs ≈ 25% of filtered Na⁺ but is impermeable to water: the diluting segment (fluid leaves at ≈ 100 mOsm/kg) and the engine of the medullary gradient. The lumen-positive potential drives paracellular Ca²⁺ and Mg²⁺ reabsorption.
- Transporters: Apical NKCC2 (Na⁺-K⁺-2Cl⁻); ROMK recycles K⁺ to the lumen; basolateral ClC-Kb with barttin; claudins 16 and 19 (paracellular path); Ca²⁺-sensing receptor.
- Hormones: ADH (V2) increases NaCl reabsorption; PTH increases Ca²⁺ reabsorption.
- Drugs: Loop diuretics (4): block NKCC2; Na⁺, K⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺ are lost (hypokalemia, metabolic alkalosis, hypercalciuria).
- Disorders: Bartter syndrome (like a loop diuretic: hypokalemic alkalosis, hypercalciuria, high renin and aldosterone).
- 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)
The nephron: segments, transporters and diuretics
Na⁺ reabsorbed ≈ 5%Water reabsorbed 0%
Distal convoluted tubule
- What it does: Reabsorbs ≈ 5% of Na⁺; impermeable to water (keeps diluting). Actively reabsorbs Ca²⁺, under PTH control, and Mg²⁺.
- Transporters: NCC (Na⁺-Cl⁻ cotransporter); TRPV5 (Ca²⁺) with the basolateral Na⁺/Ca²⁺ exchanger; TRPM6 (Mg²⁺).
- Hormones: PTH (more Ca²⁺ reabsorption); aldosterone and Ang II in the late part.
- Drugs: Thiazides (5): block NCC; lower Ca²⁺ excretion (hypocalciuria) and cause hypokalemia and hyponatremia.
- Disorders: Gitelman syndrome (like a thiazide: hypokalemic alkalosis, hypomagnesemia, hypocalciuria). Gordon syndrome (pseudohypoaldosteronism type 2): the opposite, hypertension with hyperkalemia.
- 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)
The nephron: segments, transporters and diuretics
Na⁺ reabsorbed ≈ 2–5%Water reabsorbed variable (ADH)
Collecting tubule and duct
- What it does: Fine tuning: reabsorbs ≈ 2–5% of Na⁺, secretes K⁺ and H⁺ and reabsorbs water as ADH allows (urine from ≈ 50 to ≈ 1200 mOsm/kg). Principal cells handle Na⁺, K⁺ and water; intercalated cells handle acid–base.
- Transporters: Principal: ENaC, ROMK and BK (K⁺ secretion; BK is flow-driven), apical AQP2 (ADH) and basolateral AQP3/4. α-intercalated: H⁺-ATPase and H⁺/K⁺-ATPase (secrete acid). β-intercalated: pendrin (secrete HCO₃⁻). Inner medulla: urea transporters (ADH).
- Hormones: Aldosterone (more ENaC, ROMK, Na⁺/K⁺-ATPase and H⁺-ATPase); ADH via the V2 receptor → cAMP → AQP2 insertion; atrial natriuretic peptide curbs Na⁺ reabsorption.
- Drugs: ENaC blockers (6) and mineralocorticoid receptor antagonists (7): K⁺-sparing (risk of hyperkalemia). V2 receptor antagonists (8, vaptans): aquaretics.
- Disorders: Liddle syndrome (overactive ENaC: hypertension, hypokalemia, low renin and aldosterone); nephrogenic diabetes insipidus (V2 or AQP2, lithium); type 1 distal renal tubular acidosis (H⁺ secretion fails: urine pH > 5.5, hypokalemia, stones) and type 4 (hypoaldosteronism: hyperkalemia); SIADH (excess ADH).
- 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)
Diuretika nach Segment
| Klasse | Segment und Angriffspunkt | Blockiertes filtriertes Na⁺ | Erwartete Wirkungen |
|---|---|---|---|
| Carboanhydrasehemmer | Proximaler Tubulus (Carboanhydrase) | ≈ 3–5 % netto | Hyperchlorämische Azidose, Hypokaliämie; Höhenkrankheit, Glaukom |
| Osmotisch (Mannitol) | Proximaler Tubulus und absteigender Schenkel (Wasser) | Variabel | Wasserdiurese; senkt den intrakraniellen Druck |
| Schleifendiuretika | Dicker aufsteigender Schenkel (NKCC2) | Bis ≈ 20–25 % | Hypokaliämie, Alkalose, Hypomagnesiämie, Hyperkalziurie, Ototoxizität |
| Thiazide | Distaler Tubulus (NCC) | ≈ 3–5 % | Hypokaliämie, Hyponatriämie, Hypokalziurie, Hyperurikämie, Hyperglykämie |
| Mineralocorticoidrezeptor-Antagonisten | Sammelrohr (Aldosteronrezeptor) | ≈ 1–2 % | Hyperkaliämie, Azidose; Gynäkomastie unter Spironolacton |
| ENaC-Blocker | Sammelrohr (ENaC) | ≈ 1–2 % | Hyperkaliämie |
Klinischer Bezug
- Kongestive Herzinsuffizienz: Schleifendiuretika lindern die Ödeme; Spironolacton blockiert zusätzlich das Aldosteron, das das Herz umbaut.
- Arterielle Hypertonie: Thiazide sind Mittel der ersten Wahl; Natrium und Kalium müssen überwacht werden, besonders bei älteren Menschen.
- Leberzirrhose mit Aszites: Spironolacton ist die Grundlage, weil das Aldosteron sehr hoch ist.
- ACE-Hemmer/AT1-Blocker + kaliumsparende Diuretika + Nierenerkrankung = eine Kombination mit hohem Hyperkaliämierisiko.
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Warum sind Schleifendiuretika stärker wirksam als Thiazide?
Der dicke Schenkel resorbiert ≈ 25 % des filtrierten Na⁺, und nachfolgende Segmente haben wenig Kapazität, es zurückzugewinnen; der distale Tubulus bewältigt nur ≈ 5 %.
Warum kann ein Thiazid eine Hyponatriämie verursachen, ein Schleifendiuretikum dagegen selten?
Das Thiazid blockiert das distale Verdünnungssegment, lässt aber den Gradienten im Mark intakt; daher wird unter ADH weiterhin Wasser resorbiert. Das Schleifendiuretikum zerstört den Gradienten und verringert die Wasserresorption.
Warum kann Spironolacton eine Hyperkaliämie verursachen?
Es blockiert den Aldosteronrezeptor in der Hauptzelle: ENaC nimmt ab, das Lumen wird weniger negativ, und die K⁺-Sekretion über ROMK sinkt.
Warum verursacht Acetazolamid eine metabolische Azidose?
Durch Hemmung der proximalen Carboanhydrase wird filtriertes HCO₃⁻ nicht resorbiert und geht mit dem Urin verloren; das Plasma-HCO₃⁻ sinkt, und Cl⁻ ersetzt es.
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Quellen: Heart Failure (Congestive Heart Failure) (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2024); Low blood potassium: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2026).
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