Elektrolyte im Harn - Was sagen sie uns?

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1 Elektrolyte im Harn - Was sagen sie uns? Schwarz C KH der Elisabethinen Linz

2 Normalwerte Serum! - Harn? Serum (mmol/l) Harn (mmol/l) Natrium Kalium 3,5-4, Chlorid Phosphat 0,8-1, Osmol (mosmol/kg) ph 7,35-7,45 4,5-8,5 Die Harnelektrolytausscheidung entspricht nur der aktuellen renalen Regulationsmöglichkeit.

3 Wasser und Natriumhaushaltes Was wird gemessen? Wo wird gemessen? Effektorsystem: Wirkung über: Wasser Plasmaosmolalität Hypothalamus ADH, Durst Harnosmolalität Wasserzufuhr Natriumhaushalt Gewebeperfusion Art.aff., Carotissinus, Atria RAAS, ANP, ADH, Noradrenalin Harn [Na] Durst Konzentration bzw. Menge von Natrium

4 Beispiel 1: Ein 80 jähriger kachektischer Patient wird wegen einer Pneumonie aus dem Altersheim in das KH transferiert und zeigt bei Aufnahme normale Elektrolytwerte. Aufgrund der Kachexie wird neben einer antibiotischen Therapie eine parenterale Ernährung (Na und K jeweils 30 mmol/l) begonnen. In den nächsten 5 Tagen entwickelt der Patient hypotone RR-Werte und folgende Laborkonstellation. Blut: Kreatinin 1,4 mg/dl, BUN 88 mg/dl, Na 156 mmol/l. Osmol 342 mosmol/kg, Glukose 325 mg/dl. Harn: Kreatinin 60 mg/dl, Osmol 510 mosml/kg, Na 15 mmol/l, K 42 mmol/l, Volumen: 4L/d Besteht eine Störung des Natriumhaushaltes? Was ist die Ursache der Hypernatriämie Störung des Wasserhaushaltes?

5 Besteht eine Störung des Natriumhaushaltes? Fe Na (%) 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Harn Natrium = 15 mmol/l UNa * PKrea Fe Natrium 0,2 = *100 = 0,22% PNa * UKrea GFR (ml/min) Fraktionelle Exkretionsrate= wieviel % der filtrierten Menge erscheint im Harn (abh. von der Nierenfunktion)

6 Interpretation der Fe Natrium Klinik Fe Na Diagnose Hypervolämie <1% EFCV low (Herzinsuffizienz) Hypervolämie >2% Physiologisch (post Infusion) Hypovolämie <1% Physiologisch (prären. ANV) Hypovolämie >2% Renaler Salzverlust (Diuretika) Harn Na < 20 mmol/l Fe Na < 1% Harn Na > 40 mmol/l Fe Na > 1% Fe Na ungültig bei glzt. Alkalose

7 Fraktionelle Harnstoffexkretion Fe Na oder Cl sind bei aktiver Diuretika-Einnahme nicht verwertbar ANV-prärenal ANV-Diuretics ATN 0 Fe Harnstoff (%) Fe Na (%) 0 Carvounis Kidney Int. 2002, p2223

8 Was ist die Ursache der Hypernatriämie Störung des Wasserhaushaltes? Harnosmolalität?: 510 mosmol/kg Sollwert bei Hypernaträmie > 800 mosmol/kg Sollwert bei Hypovolämie > mosmol/kg Interpretation: Störung der Harnkonzentrierung-Polyurie Ursachen: alte Niere physiologisch? osmotische Diurese? Diabetes insipidus?

9 Problem: Harnosmolalität Harnosmolalität 510 mosmol/kg 0,5 L Harn Hypovolämie Harnstoff Hyperglykämie Harnstoff Na, K, Cl NH4, Ph 4 L Harn Na, K, Cl NH4, Ph Glukose Nur die Menge an Na+K im Harn im Verhältnis zur Harnmenge ist entscheidend für die weitere Entwicklung der Dysnaträmie.

10 Elektrolyt-freie Wasser Clearance Nur die Na und K Konzentration im Harn wirkt sich auf die Plasmaosmolalität aus. UNa+UK T C eh 2 O= V* ( ) = 2,7 L/d PNa Interpretation des Falles: Dg: Hypovolämische Hypernaträmie durch eine osmotische Diurese bei PE

11 Elektrolyt- freie Wasser- Clearance: Plasma Na: 150 mmol/l 2 L Harn K+Na 75 1 L Harn Na+K L Na+K 0 Harn Na+K < Plasma Na+K Verlust von freien Wasser BD Rose Am J Med 1985, p1033 Furst H Am J Med Sci 2000, p240

12 Kaliumhaushalt Die tgl. zugeführte Menge an Kalium kann nur über die Niere eliminiert werden Flow rate Serum K Konz. Aldo Na load Die tgl. eliminierte Menge an Kalium zeigt die renalen Regulationsmechanismen

13 Der Trans-Tubuläre Kaliumgradient CCD Kalium TTKG Kalium Osmol Harn K CCD = K Urin / Osmol Plasma Flow K CCD TTKG = K Plasma SOLL: Harn Natrium > 25 mmol/l Harnosmo > Plasmaosmo Harnkalium > Plasmakalium

14 Aussage der Harnkaliumanalyse Hypokalämie TTKG Harnkalium / d Renaler Verlust > 4 Extra-renaler Verlust < 2 < 15 mmol Nicht geeignet: Fe K, K im Spontanharn Hyperkalämie TTKG Harnkalium / d Renale Retention < 8 Extra-renale Retent. > 10 > 200 mmol

15 Harnanionenlücke - UAG Harn (Na + K) - Cl Ammonium ist ein nicht gemessenes Kation welches v.a. Chlorid als Anion benötigt. Steigt die Ammoniumproduktion (bei Azidose), so wird mehr Cl (als Na +K) renal eliminiert. neg. Wert: adäquate Steigerung der Ammoniumproduktion extrarenale Ursache der Azidose, z.b. Diarrhoe pos. Wert: fehlende Steigerung der Ammoniumproduktion, z.b. RTA, CNI

16 Harn Chlorid metabole Alkalose Bedeutung: Einteilung der metabolen Alkalose in Chlorid-sensitiv oder nicht Chlorid sensitiv. Eine niedrige Harn Chlorid Konzentration (< 15 mmol/l, Fe Cl < 1%) zeigt eine Chlorid-sensitive metabole Alkalose und einen Volumenmangel. Ursachen: Erbrechen, Magensonde,. Th: Cl-hältige Infusionslösung Nicht-Chlorid sensitiv: Ursachen: Diuretika, Aldosteronismus, Kein Therapieansprechen auf Cl-hältige Infusionen

17 Kalzium und Phosphathaushalt Fe Ca und Phosphatbestimmung sinnlos. Kalziumhaushalt: Bestimmung der Menge an Kalzium in 24 Stunden evtl. Kreatinin/Kalzium Ratio Phosphathaushalt: Bestimmung der renalen Phosphatschwelle TmP/GFR = PhSerum - (PhUrin x CreaSerum)/CreaUrin oder Nomogramm von Walton und Bijvoet Normwert: 0,8-1,6 mmol/l

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20 Key Messages 1) Fe Na ist zur Interpretation des Volumenstatus geeignet: <1% Hypovolämie. 2) Fe Cl sollte anstelle der Fe Na bei glzt. Alkalose bestimmt werden. 3) Fe Urea kann zur Erhebung des Volumenstatus unter Diuretika genutzt werden. 4) Die Harnosmolalität ist für die Diagnose des Wasserhaushaltes erforderlich. 5) Die elektrolyt-freie Wasserclearance ermöglicht die genaue Kalkulation des renalen Wasserverlustes und ist der Harnosmolalität in diesem Fall überlegen. 6) Bei Hypokaliämie zeigt ein Harnkalium < 20 mmol/l einen extrarenalen Kaliumverlust näherungsweise an. 7) Zur genauen Evaluierung der renalen Kaliumausscheidung ist die Berechnung des Trans-Tubulären Kaliumgradienten hilfreich. 8) Bei hyperchloridämischer metaboler Azidose ist die Berechung der Harnanionenlücke zur Differentialdiagnose, der Bestimmung des Harn ph überlegen. 9) Bei Störungen des Kalziumhaushaltes sollte am besten mehrmals die Kalziummenge im 24 Stunden Harn gemessen werden. 10) Die Tmp/GFR (Phosphatschwelle der Niere) unterscheidet renale von extrarenalen Ursachen einer Hypophosphatämie.

21 Wasser und Natriumhaushaltes Was wird gemessen? Wo wird gemessen? Effektorsystem: Wirkung über: Wasser Plasmaosmolalität Hypothalamus ADH, Durst Harnosmolalität Wasserzufuhr Natriumhaushalt Gewebeperfusion Art.aff., Carotissinus, Atria RAAS, ANP, ADH, Noradrenalin Harn [Na] Durst

22 Das Harnosmolalitätshormon: ADH (Vasopressin) ADH Uosmol Urine volume,l/day ,67 Gesamtkörper (Na + K) Natrium = TBW Adapted from: B.D Rose Clin.Physiol Acid Base and Elektrolyte Disorder McGraw Hill 1994

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24 Harnindizes zur Differentialdiagnose der Oligurie Parameter Abkürz./Einheit Normwert prä- renal post- Harn-Natrium (mmol/l) Na U < 20 > 30 > 40 fraktion. Na-Elimination (%) FE Na 1-3 < 1 > 3 > 3 frakt. Urea-Elimination*(%) FE UREA < 35 > 50 > 50 * Diuretika-unabhängig

25 Hyponatriämie Harnosmol. < 100 mosmol/l Harnosmolalität >200 mosmol/l Normale renale Wasserausscheidung aber relativ zu hohe Wasserzufuhr Renale Wasserretention (zu viel ADH) Hypernatriämie Harnosmol. > 800 mosmol/l Harnosmolalität <800 mosmol/l Extrarenaler Wasserverlust Renaler Wasserverlust

26 Aussage der Harnkaliumanalyse Hypokalämie TTKG Harnkalium / d Renale Ursache > 4 Extrarenale Ursache < 2 < 15 mmol Hyperkalämie TTKG Harnkalium / d Renale Ursache < 8 Extrarenale Ursache > 10 > 200 mmol

27 Funktionelle Harndiagnostik: Berechnung von Harnindizes zur Interpretation von Elektrolytstörungen durch Integration physiologisch zusammenhängender Mechanismen. Fraktionelle Exkretionsraten TTKG UAG Provokationstests: z.b.: Durstversuch, Ammoniumchloridtest,

28 Notwendige Untersuchungen Blut: Elektrolyte, Blutgas, Osmolalität, Kreatinin und BUN Harn: Elektrolyte, Osmolalität, Kreatinin und BUN, Volumen, (ph/pco2) Formeln zur Interpretation der erhobenen Werte

29 Limitation der Fe Natrium Alle fraktionellen Exkretionsraten sind abhängig von der filtrierten Menge also der GFR. 1,4 Fe Na (%) 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0, GFR (ml/min)

30 Harn Chlorid Bedeutung: Metabole Alkalose und Hypovolämie Durch die Erhöhung der Bikarbonatexkretion wir als Kation Na eliminiert. In diesem Fall steigt sowohl die Harn Na Konzentration als auch die Fe Na an. Eine niedrige Harn Chlorid Konzentration (< 15 mmol/l, Fe Cl < 1%) zeigt bei metaboler Alkalose den Volumenmangel an.

31 Harn ph Harn ph = Menge an freien H+ keine Information über gesamte renale H+ Exkretion nur Zeichen der distalen Azidifizierung ph < 5.5 ph > 5.5 Metabole Azidose RTA II, IV od. norm. Reaktion RTA I od. hohe NH4 Produktion Metabole Alkalose ph > 6.5 norm. Reaktion ph < 5.5 Paradoxe Azidurie

32 Fe Kalium in CRF Intakte Aldosteron Antwort und renale Kaliumausscheidung Fe K (%) Selektiver Aldosterondefekt und vermind.renale Kaliumausscheidung Harnkalium 20 mmol/l Serumkalium 3 mmol/l GFR (ml/min Batlle DC NEJM 1981, p 373

33 Der Trans-Tubuläre Kaliumgradient II ADH Harn Osmol = Plasma Osmol Kalium -40 mv Osmol Harn K CCD = K Urin / Osmol Plasma CCD Kalium MCD Wasser K CCD TTKG = K Plasma

34 Plasma Osmol: 280 mosmol/kg Kalium: 3 mmol/l GFR 110 ml/min bzw. 40 ml/min Aldosteronwirkung/Flow hoch Aldosteronwirkung niedrig CCD 21 mmol/l Fe K: 9,6% 26,3% CCD 8 mmol/l ADH TTKG 7 TTKG 2,7 Harn Kalium: 23 mmol/l Harn Osmol: 300 mosmol/l Harn K > 40 renal Harn K < 20 extra-renal Harn Kalium: 23 mmol/l Harn Osmol: 800 mosmol/l

35 Aussage des TTKG TTKG bei Hypokaliämie < 2 = Aldosteron niedrig > 4 = Aldosteron hoch, high flow TTKG bei Hyperkaliämie < 8 = Aldosteron niedrig > 10 = Aldosteron hoch, high flow

36 TTKG - limits Harn Natrium Konzentration < 25 mmol/l deshalb evtl. zuvor Volumengabe Harnosmolalität < Plasmaosmolalität in diesen Fall TTKG nicht sinnvoll (GFR adapt. Fe K) Harnkalium > Plasmakalium

Normalwerte: 1-3% < 1%: Verminderung des effektiv zirkulierenden Volumen (prärenales ANV) >3%: renaler Natriumverlust (z.b. akuter Tubulusschaden)

Normalwerte: 1-3% < 1%: Verminderung des effektiv zirkulierenden Volumen (prärenales ANV) >3%: renaler Natriumverlust (z.b. akuter Tubulusschaden) Erklärungen Formel 1: Fraktionelle Natriumexkretion (%) Fe (Natrium) = (Natrium (Harn) *Kreatinin (Serum) )/((Natrium (Blut) *Kreatinin (Serum) )*100 Normalwerte: 1-3% < 1%: Verminderung des effektiv zirkulierenden

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