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Harnstoff

Synonym: Carbamid, Carbonyldiamid, Kohlensäurediamid
Englisch: urea

1 Definition

Harnstoff ist das Endprodukt des Harnstoffzyklus, der im menschlichen Körper der Entgiftung des im Aminosäureabbau anfallenden Stoffwechselgiftes Ammoniak dient. Durch Multiplikation mit dem Faktor 0,46 kann aus dem Harnstoff der Harnstoff-Stickstoff berechnet werden.

2 Physiologie

Bei den meisten Organismen besteht die Tendenz, das aus dem Abbau von Aminosäuren stammende Ammoniak wieder zu nutzen. Dies wird durch die Glutamatdehydrogenase-Reaktion ermöglicht.

Ammoniak ist aber eine hoch toxische Substanz. Bereits eine geringfügige Erhöhung der Amoniakkonzentration im Serum führt zur Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit des Zentralnervensystems, im Extremfall tritt ein komatöser Zustand ein (Ammoniakintoxikation). Daher ist eine rasche Entfernung des im Stoffwechsel stickstoffhaltiger Verbindungen entstehenden Ammoniaks notwendig. Der nicht benötigte Anteil des entstandenen Ammoniaks wird daher von den meisten Wirbeltieren und Wirbellosen entweder als Harnstoff, als Ammoniak oder als Harnsäure ausgeschieden.

  • Ureotelische Organismen (Landwirbeltiere, Mensch) bilden aus dem Amino-Stickstoff Harnstoff.
  • Ammonotelische Organismen (viele Wassertiere und Knochenfische) geben den Stickstoff als Ammoniak ab.
  • Uricotelische Organismen (Vögel und landbewohnende Reptilien) scheiden den Amino-Stickstoff als Harnsäure aus.

Beim Menschen als Ureotel wird der Ammoniak zum überwiegenden Teil (80 - 90%) zu einer im Wasser gut löslichen, nicht toxischen Substanz, dem Harnstoff, abgebaut, dadurch entgiftet und ausgeschieden. Die Harnstoff-Stickstoffkonzentration im Serum beträgt etwa das 50 bis 100 fache der toxischen Ammoniakkonzentration.

Harnstoff kann als kleines, ungeladenes Molekül Zellmembranen frei durchqueren und verteilt sich im Körper wie Wasser. Ein Teil des Harnstoffes wird im Darm abgebaut (Aufspaltung in Kohlendioxid und Ammoniak).

3 Medizinische Bedeutung

Die Harnstoffkonzentration im Serum und im Harn ist ein Indikator für den Eiweißumsatz. Je größer der Eiweißumsatz, desto höher ist auch die Harnstoffausscheidung, gesteuert durch sogenannte adaptive Enzyme des Harnstoffzyklus. Die Harnstoffsynthese erfolgt vorwiegend in der Leber, nur in diesem Organ sind alle Enzyme des Harnstoffzyklus in höherer Aktivität vorhanden.

Harnstoff wird in der Niere glomerulär filtriert und teilweise rückresorbiert. Daher eignet sich die Bestimmung der Harnstoffkonzentration in der klinischen Diagnostik zur

Erst, wenn die glomeruläre Filtrationsrate auf unter 75% der Norm fällt, wird der obere Serumgrenzwert für Harnstoff überschritten. Da die Harnstoffkonzentration im Serum außerdem vom Proteinstoffwechsel abhängt, ist Harnstoff für die Beurteilung der Nierenfunktion nicht so gut geeignet wie Creatinin. Die Harnstoff-Bestimmung wird in der Regel ergänzend zur Creatinin-Bestimmung verwendet.

Bei akuter Tubulusnekrose kann die Harnstoff-Konzentration im Serum sinken, während das Creatinin ansteigt. Grund ist, dass die Zellnekrose die Rückdiffusion behindert.

Der Harnstoff-Spiegel kann auch zur Beurteilung von Katabolismus und Protein-Zufuhr in der Intensivmedizin verwendet werden.

4 Referenzbereich

Der Referenzbereich für die Serumkonzentration des Harnstoffs ist abhängig von der Bestimmungsmethode. Bei der gebräuchlichsten enzymatisch/photometrischen Bestimmung nach MacKay liegt er bei 1,7-8,3 mmol/l (entsprechend 10-50 mg/dl). Mit dem Harn werden täglich 15-35 g Harnstoff ausgeschieden.

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