Beim Abbau stickstoffhaltiger Verbindungen wie Aminosäuren und Nukleinsäuren entsteht giftiges Ammoniak (NH3). Da Ammoniak bereits in geringer Konzentration neurotoxisch wirkt, muss es in besser ausscheidbare Formen überführt werden. Die wichtigsten harnpflichtigen Stickstoffmetabolite des Menschen sind Harnstoff, Harnsäure und Kreatinin.
Harnstoff (CH4N2O) ist mit etwa 20–30 g/Tag der mengenmäßig wichtigste Stickstoffmetabolit. Er entsteht in der Leber im Harnstoffzyklus aus Ammoniak und CO2 und wird mit dem Blut zur Niere transportiert. Im Glomerulus frei filtriert, wird Harnstoff im Tubulus partiell rückresorbiert und trägt zur Aufrechterhaltung des hyperosmolaren Marks bei. Normalwert im Plasma: 2,5–7,5 mmol/l (ca. 15–45 mg/dl).
Harnsäure entsteht beim Abbau von Purinen (Adenin, Guanin) aus Nukleinsäuren. Beim Menschen fehlt – anders als bei den meisten Säugern – die Uricase, weshalb Harnsäure das Endprodukt ist. Normalwert im Serum: 3,4–7,0 mg/dl. Bei Erhöhung (Hyperurikämie) kristallisiert sie in Gelenken aus und führt zur Gicht; in den Nieren entstehen Uratsteine.
Kreatinin ist ein Abbauprodukt des Kreatinphosphats aus der Muskulatur. Es fällt in einer relativ konstanten Tagesmenge an, die proportional zur Muskelmasse ist (ca. 1–2 g/Tag). Da Kreatinin glomerulär frei filtriert und tubulär praktisch nicht rückresorbiert wird, dient es zur Abschätzung der glomerulären Filtrationsrate (GFR). Normalwert: 0,6–1,2 mg/dl.
Bei Niereninsuffizienz steigen Harnstoff und Kreatinin im Plasma an. Die Konstellation heißt Urämie und führt unbehandelt zu Übelkeit, Pruritus, Perikarditis und schließlich Koma. Die Kreatinin-Clearance oder besser die berechnete eGFR (CKD-EPI-Formel) ist heute Standard zur Stadieneinteilung der chronischen Niereninsuffizienz.
Abitur-Tipp: Merke die drei N-Endprodukte: Harnstoff (Aminosäureabbau, größte Menge), Harnsäure (Purinabbau, Gicht), Kreatinin (Muskelabbau, GFR-Marker).