Harnstoff (engl.: urea) stammt aus dem Abbau von Aminosäuren. Seine Produktion reflektiert damit den Abbau von Nahrungs- und körpereigenen Proteinen. Als niedermolekulare Substanz wird er rasch über die Nieren ausgeschieden. Er gehört mit Kreatinin zusammen zu den Nierenwerten. Bei einer Nierenfunktionsstörung steigt der Harnstoffwert im Blut frühzeitig an. Der Blutwert reflektiert im Wesentlichen die Nierenfunktion.
Laborwerte
Normbereiche:
- Männer: etwa 20 – 55 mg/dl (ca. 3,0 – 9,2 mmol/l)
- Frauen: etwa 15 – 45 mg/dl (ca. 2,6 – 7,2 mmol/l)
Harnstoff-N (BUN) ist der Wert für den Stickstoff des Harnstoffs. Er lässt sich mit dem Faktor 2,14 in den Wert für die Harnstoffkonzentration umrechnen.
Hohe Harnstoffkonzentrationen im Blut, als Azotämie bezeichnet, sind bei drohender Überwässerung mit Funktionseinschränkung von Organen, Hirndrucksymptomen und Ergüssen eine Indikation für eine Nierenersatztherapie.
Physiologie und Pathophysiologie
Bedeutung des Eiweißhaushalts
- Bei normalem Proteingehalt der Nahrung von 70 – 80 g bildet ein Erwachsener etwa 25 – 30 g (ca. 0,5 mol) Harnstoff.
- Bei geringer Eiweißzufuhr sinkt die Harnstoffkonzentration im Blut.
- Bei hohem endogenem Eiweißabbau, z. B. bei Muskelabbau, steigt die Harnstoffkonzentration im Blut.
Die Werte im Alter können bei beschleunigtem Muskelabbau und grenzwertig werdender Nierenleistung etwas höher als in der Jugend liegen.
Harnstofftransporter – erleichterte Diffusion
Harnstoff diffundiert außerordentlich rasch in die verschiedensten Gewebe und Organe. Dies geschieht durch eine erleichterte Diffusion, bei der Harnstofftransporter (UTs) eine entscheidende Rolle spielen. Sie erleichtern nicht nur den Harnstofftransport, sondern auch den Wassertransport über einen kanalartigen Mechanismus. Es werden zwei Typen, UT-A und UT-B, gefunden. UT-B weist eine hohe Permeabilität für Harnstoff auf. Harnstoffanaloga können die Harnstoffpermeation an UT-B durch Blockierung des Kanals kompetitiv hemmen. Ob UT-A jedoch in der Lage ist, Harnstoffanaloga zu transportieren, ist umstritten. Auch Ammonium diffundiert durch diesen Transporter erleichtert. 1 2 Die UTs regulieren den osmotischen Druck und Stoffwechselvorgänge in verschiedenen verschiedenen Systemen. 3
Bedeutung der Leber
Harnstoff entsteht in der Leber durch den Abbau von Eiweißen. Es wird im Harnstoffzyklus aus CO2 und Ammoniak (NH3) gebildet, und zwar in den perivenösen Zellen des Leberläppchens. Bei Schädigung oder Zerstörung dieser Zellschicht, wie sie durch eine akute Rechtsherzinsuffizienz oder durch toxische Substanzen (wie Tetrachlorkohlenstoff) zustande kommen kann, leidet die Harnstoffbildung und die Harnstoffkonzentration im Blut ist geringer als normalerweise. Auch bei einer Leberzirrhose oder einer Leberinsuffizienz anderer Genese wird weniger Harnstoff gebildet.
Bedeutung der Niere
Harnstoff wird glomerulär filtriert und durch die Nieren in den Primärharn ausgeschieden. Da er leicht diffundiert, gelangt er im Bereich der Tubuli durch Diffusion zum Teil auch wieder zurück in die Blutbahn. Die Rückdiffusion von Harnstoff ist um so größer, je mehr Zeit dafür zur Verfügung steht, d. h. je langsamer die Passage des Harns durch die Tubuli der Niere vor sich geht. Bei geringer Primärharnbildung kommt es daher zu einer erhöhten Rückdiffusion von Harnstoff im Nierenparenchym. So erklärt sich, dass bei einer vaskulären Nierenerkrankung mit verminderter Urinproduktion ebenso wie bei einer Abnahme des zentral wirksamen Kreislaufvolumens (bei einer Hypovolämie, einer Exsikkose) die Harnstoff-Konzentration im Blut höher ist als bei hoher Diurese.
Bei einer chronischen Niereninsuffizienz mit allmählich nachlassender Urinmenge steigt die Konzentration von Harnstoff u. U. rascher an als die von Kreatinin. Die Klärung des Bluts von Harnstoff wird in diesen Fällen oft zusammen mit der Kreatinin-Clearance zusammen verwendet, um den richtigen Zeitpunkt für den Beginn einer Dialyse festzulegen.
Bedeutung für das Gehirn
Harnstoff diffundiert konzentrationsabhängig aus dem Blut in alle Organe des Körpers, so auch in das Gehirn. Da es Lösungswasser mitnimmt, kommt es zu einer Funktionsstörung (Enzephalopathie) durch eine Organschwellung und erhöhten Hirndruck. Hirndruckzeichen sind Somnolenz, Bewusstlosigkeit und Krämpfe (so auch ein Mittelhirnsyndrom mit Streckkrämpfen).
Harnstoff beim Lungenödem
Durch die rasche Diffusion von Harnstoff (inkl. seinem Lösungswasser) kann es in den Lungen frühzeitig zu einem Lungenödem kommen.
Harnstoff und Ergüsse
Harnstoff gelangt bei einer Azotämie auch in die Spalträume um die Lungen und das Herz und verursacht einen Pleuraerguss (urämische Pleuritis) und einen Herzbeutelerguss (urämische Perikarditis). Die Ergüsse beginnen oft mit fibrinösen Ausschwitzungen, sodass auskultatorisch Pleurareiben und Perikardreiben hörbar sein kann, bis die zunehmende Flüssigkeitsexsudation die Pleurablätter (Mesothelien von Pleura parietalis und visceralis) bzw. die beiden Blätter des Herzbeutels voneinander abhebt.
Harnstoff und Ödeme
Bei einer Harnstoffvergiftung infolge einer Niereninsuffizienz kommt es über den Mechanismus der verstärkten Permeabilität für Harnstoff zu einem Ödem an allen Körperregionen mit lockerem Bindegewebe, so auch zum Gesichtsödem. Eine reine Überwässerung dagegen (z. B. bei einer hydropischen Herzinsuffizienz) oder eine Hypalbuminämie (z. B. bei einer fortgeschrittenen Leberzirrhose) bewirkt Ödeme, die an den abhängigen Partien des Körpers (so an den Fußrücken und an den Knöcheln) beginnen.
→ Ödeme
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Verweise
Weiteres
- Biol Open. 2025 Jun 15;14(6):bio061655. doi: 10.1242/bio.061655[↩]
- Subcell Biochem. 2025;118:87-104. doi: 10.1007/978-981-96-6898-4_5[↩]
- Subcell Biochem. 2025;118:105-125. doi: 10.1007/978-981-96-6898-4_6[↩]