Langenbeeks Arch. klin. Chir. 312, 103--115 (t965)

Aus der Chirurgischen Universit~tsklinik Basel (Vorsteher: Professor 1~. NlSSE~r)

[dber die Wirkung yon Yasopressoren und u auf die naeh Blutdruekabfall eingeschriinkte Nierenfunktion

Von

G. WOLFF~ J. P. GIGON und F. ENDERLIN

Mit 7 Textabbildungen

(Eingegangen am 6. Mai 1965)

Sinkt der arterielle Druek unter systolische Werte yon etwa 70 mmHg, so wird fin allgemeinen kein Harnflug mehr beobachtet. Man nimmt an, dab dieser tiefe arterielle Druck nicht ausreicht, das Fil trat des Primer- hams abzupressen, d. h. der notwendige ,,Filtrationsdruek" ist unter- sehritten. Von dieser Annahme gehen diejenigen Autoren aus, welche Vasopressoren nicht nur im Sinne einer allgemeinen symptomatischen Schoektherapie verabreiehen um den Blutdruek zu heben, sondern um in F~llen yon Niereninsuffizienz den Blutdruek eventuell selbst fiber die Norm zu erh6hen, einzig um die Diurese zu verbessern. Zuweilen wird aber ein quanti tat iver Zusammenhang zwisehen arteriellem Blutdruek und Diurese vermiBt. So kann die Anurie beim Nierenversagen extra- renalen Ursprungs, also beim ,,akuten Nierenversagen" bestehen bleiben, trotz normalem oder wieder normalisiertem Blutdruek. Aueh bleibt unter osmotiseher Diurese manehmal die Filtration selbst bei tiefen Blutdruekwerten erhalten und bei BlutdruekerhShung mit Hilfe yon Vasopressoren sieht man bald Vermehrung bald Verminderung der Diurese. Am Gesunden wird bei BlutdruekerhShung mit Hilfe yon Vaso- pressoren stets eine Erniedrigung des Filtrates gemessen ~. Es stellt sieh somit die Frage, ob die am Kranken (aueh bei uns) hin und w i d e r be- obachtete VergrSBerung der Diurese auf einer Einsehr/~nkung der I~fiek- resorption oder auf einer ErhShung der Filtration beruht.

Bei einer so polymorphen Gruppe yon Kranken, wie derjenigen der Sehoekpatienten, kann aus der Gegeniiberstellung yon Krankheitsver- 1/~ufen mit nnd solehen ohne eine spezielle Therapie nur sehwer ein Schlug auf die Wirksamkeit dieser speziellen Therapie gezogen werden. Auger- dem kann das spontane Verhalten der nach Blutdruekabfall gesehgdigten Niere selten mi t Sicherheit vorausgesehen werden, so dab auch bei Ver- ~nderungen am gleichen Patienten, die in zeitlichem Zusammenhang mit

Langenbccks Arch. klin. Chir., Bd. 312 8

t04 G. WOLFF, J. P. Gmo~ und F. ENDE~LI~:

medikamentSsen Mal~nahmen beobachte t werden, der kausale Zusam- menhang yon Therapie und Verlauf oft fraglich bleibt.

Es schien desh~lb niitzhch, bei Pat ienten, deren Nierenfunktionen infolge durchgemachten Blutdruckabfalles veri~ndert waren, kurz hintereinander unter verschiedenen Bedingungen Clearance-Bestimmungen durchzufiihren. Wi~hrcnd Vasopressoren ohne weiteres abgesetzt werden kSnnen und so nach Abklingen ihrer kurzdauernden Wirkung eine Art Kontrollperiode beobachtc t werden kann, kSnnte nach Transfusion eine Kontrollperiode nu t durch Adcrlal~ ermSglicht werden und ist dami t am Krankenbe t t nicht durchffihrbar. Wir beschr~nken uns auf die Mittei- lung yon F~llen, bei denen Kontrol lperioden durchgeffihrt wurden, indem nach ls Verabreichung die Vasopressoren abgesetzt und nach einer gewissen Zeit erneu~ verabreicht wurden oder umgekehrt , indem nach einer Vorperiode Vasopressoren infundiert und fiir die n~chs~e Kon- trollperiode wieder abgesetzt wurden. Die Volumenzufuhr wurde teil- wcise vor nnd teilweise nach den Perioden mit Vasopressoren durch- geffihrt. Es wird versucht, die Resul tate mit ttilfe yon Mechanismen zu interpretieren, welche iiberwiegend an der tierischen Warmblfiterniere entdeckt worden sind.

Unsere Untersuehungen* Fall 1. ~ N., (Abb. 1). Die 66j~hrige Patientinlittinfolgeeinerlangebestehenden

Lebercirrhose mit loortaler Hypertension an rezidivierenden Blutungen aus Oeso- lohagusvaricen. Ihr gewohnter Blutdruck betrug 150/55 mmHg. Nach einem Blu- tungsschub entwickelte sich ein Coma hepaticum mit Amoniakanstieg bis 190 Gamma~ . In den 24 Std vor unserer Untersuchung hatte die Patientin an nieren- wirksamen l~Iedikamenten Esidrex, Aldocorten uncl Rheomacrodex erhalten. Bei e.mem Sollvolumen yon 4,3 1 betrug das gemessene Blutvolumen 5 L Nach RIvA-1%occI wurde konstant ein Blutdruek yon 95/40 mmHg gemessen (Periode l ). Nach Transfusion yon 400 ml Blur und 500 ml Plasma betrug der Blutdruck 150/60 mmHg. Dabei hut sieh die glomeruliire Filtration nahezu verdoppelt (Pe- riode 2). Ffir die Dauer der 3. Periode ist der Blutdruck mit Hyl0ertensin (t,6 Gamma/rain oder 0,025 Gamma/min kg/K6rpergewieht) auf 175/70 gehoben worden. Dabei blieben Diurese und Inulinclearance im Ruhmen der methodisehen Genau- igkeit konstant. In den beiden Kontrollperioden vier und fiinf blieben Diurese sowie Filtrat ebenso praktiseh unver~ndert. Mit einer Volumenvergr6Berung fiber das Sollvolumen hinaus konnte also bier der Blutdruek gehoben werden, wobei das ~fltrat entseheidend verbessert wurde. Weitere Steigerung des Blutdruckes (lurch einen Vasoioressor blieb ohne wesentlichen Effekt.

Fall 2, ~ J. (Abb. 2), Bei der 81j~hrigen Patientin wurde 4 Tage nach irrt/im- lichem Absehen einer Digitalistherapie (biventriculi~re Insuffizienz) wegen doppelsei- tigem Mamma-Carcinom die beidseitige einfache Mastektomie durehgeffihrt und der groi~e Hautdefekt mit Thiersehplastik gedeckt. W~hrend der Operation erhielt sie

* Wir danken I-Ierrn Priv.-I)oz. Dr. It. TltSLE~, Leiter der Nephrologischen Abteilung der Med. Univ.-Klinik, Basel, in dessert Laboratorium Inulinbestim- mungen durchgeffihrt wur4en.

~ b e r die Wirkung yon Vasopressoren und Volumenzufuhr t05

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Abb. L Pat. N. H~imorrhagischer Schock bei LebercirrI~oss, Coma hepaticum. Fiinf Un~ersuchungs- pcrioden unter Verwertung yon l~R-~fanschettenblutdruck (mmHg), Diurese (in l~/min), Cinunn= Inulinclearance (ml/min), C~2o = freie Wasserclearance (ral/min), Na+-Zufuhr und -Ausscheidung (mEq/nfin), U/p osmol, U/p Inulin. Na/K Urin. Auf 1,73 m s korrigiert. 1. Periode: Ausgangslage, leichte Hypervol~imie, 2. Periode: Verbesserung yon Diarese und Filtrat nach Transfusion. 3. Periode: Zus~tziicher BD-Anstieg unter ]~ypertensin 0,025 Gamma/kg/min ohne wesentliche Zu- nahme des Filgrates. Periode vier u~u4 ]#nf: Keine wesen~liche Ver~nderung nach Absetzen des Hypertensin n i t Sinken des Blutdruckes

Abb. 2. Pat. J . 1, Mimorrhagischer Schock bei Herzinsu/fizienz. Vier Un~ersuchungsperioden unter Verwertung yon lCR-Mansche~tenblutdi'uck (mmHg), Diurese (in ml/ndn), CInann = Inulinclearance (ml/min), C ~ o = freie Wasserclearance (ml/min), Na+-Zufuhr and -Ausscheidung (mEq/min), U]P osmol, U/P Inulin, Na/K Urin. Auf 1,73 m 2 korrigiert, 23 Std nach Blutdruckabfa]] wegen starker postoperativer Blutung nach doppelseitiger h~astektomie wird die Hypertensinzufuhr yon 0,04 Gamma/kg/min auf 0,02 Gamma/kg/min erniedrigt. 1~/,~ Std sparer beginnt die 1. Periode unter Hypertensin. W~hrcnd der 2. und 3, Periode war die tIypertensininfusion unterbrochen. A Periode w~hrend neuerlicher Infusion yon /~ypertensin 0,02 Gamma/kg/min. MiL Hiffe der Druckerh6hung durch Hypertensin ist alas Filtrat fas~ verdoppelQ die Natriurese ist sowohl in mEq/min als auch im Verh~iltnis zum ]~ im Urin erhUht (Na/K Urin). Starker Abfall des U/~ Inulin in der zweiten

ttypertensinperiode

8*

106 G. WOLFF, J. P. Green und F. ENDEI~LIN:

800 ml Blur und am Nachmittag des Operationstages bei starker Naehblutung weitere 800 ml. In der ersten postoperativen Nacht wurden erneut 800 ml Blur transfundiert und nach Injektion yon i/~ mg Strophosid wurde der Blutdruck mit Hypertensin normalisiert. Wghrend dieser Phase blieb die Patientin trotz normali- siertem Blutdruek oliguriseh mit durchschnittlichen Stundenurinportionen yon 10 nil. Nach zusgtzlicher Verabreichung yon 12;5 g Mannitol und 250 ml 10~ Rheomacrodex verbesserte sich die Diurese auf durchschnittliche 8tundenurin- portionen yon 35 ml. Das Blutvolumen betrug 31 (entsprieht ungefghr dem Soll- wert ) und die Patientin erhielt i/~ mg Strophosid, 400 ml Bint, 500 ml PPL und 800 ml NaCl-Infusion wghrend den folgenden ti/2 Std. Zu dieser Zeit betrugen die Stunden- urinportionen fiber t00 mL Jetzt , d. h. 23 Std nach Beginn des Blutdruckabfalles, wurde die Untersuchung begonnen. Unter fortgesctzter Hypertensininfusion (a/4 Gamma/rain oder 0,02 Gamma/kg K6rpergewicht/min) bctrug in der ersten Periode das Filtrat bei guter Diurese 58 ml/min. Nach Absetzen des Hypertensins sank in den beiden folgenden Kontrollen zwei und drei das Filtrat auf annghernd die Hglfte. Nach erneutem Infundieren yon Hyper~ensin in der friiheren Dosierung erreichten Filtrat und Diurese wieder die Ausgangswerte. Auch in diesem Fall lag das Blutvolumen fiber dem Sollwert, doch nur bei einem hohen, mit Hflfe eines Vasopressors erzwungenen Blutdruck war cine gute Filtration zu erreichen, l0 Tage spgter (Abb. 3) wiederholten wir bei der gleichen Patientin die Untersuchung, nachdem sie sieh yon dem Schock ganz crholt hatte. In der Kontrollperiode zwei wurde der Blutdruck mit Hilfe yon Hypcrtensin (0,005 Gamma/kg KSrpergewieht/ rain) yon 150/80 aus t90/95 mmHg gehoben. Dabei sank das glomerulgre Filtrat deutlich ab. NachAbsetzen des ttypertensins war interessanterweise ein stark er- hShtes Arffangsfiltrat zu beobachten (Periode drei). Die gleiche Patientin reagierte also in einem Zeitraum yon 10 Tagen bci nieht voll digitalisierter Herzinsuffizienz nach Mannitol und Rheomacrodex sowie unter der Wirkung der starken Blutung auf den Vasopressor mit FiltraterhShung, w~hrend nach Erholung veto Blutungs- sehock und nach adiquater tterztherapie der Vasopressor einc Filtratserniedrigung zur Folge hatte.

Fall g. ~, Sch. (Abb. 4). Die 75jghrige Patientin wurde mit einer Cholangitis infolge Choledocholithiasis mit schwerer Exsiccose (reetale Temperatur 41 Grad, Extrcmitgtentemperatur etwa 37 Grad) mit einem Blutdruek yon 90/50 mmHg und einer Pulsfrequenz yon 176/rain zu uns verlegt. Mit Arterenol (genaue Dosie- rung nicht bekannt) war der Blutdruck auf 105/55 erhSht worden. D~bei war die Paticntin oliguriseh geblieben. Bei uns wurde das Arterenol abgesetzt und der Blut- druck sank erneut ab. Wghrend der 1. Periode wurden Infusionen verabreicht. Da- bei verschwand die Zentralisation des Sehocks (die Ext remi t i ten wurden warm, die Rectaltemperatur sank auf 38,5 Grad und die Pulsfrequenz auf t20/min ab). Da diese starken Vergnderungen sieh auch wghrend der ~. Periode abspielten, sollte wohl die 3. Periode als Kontrollperiode betrachtet werden. In der 2. Periode maSen wit bei dem mit Hypertensin gehobenen Blutdruck ein Filtrat yon 40 ml/min, welches nach Absetzen des Hypertensins trotz Absinken des Blutdrucks nut um etwa 5 ml/min sank. I~ach der 3. Periode wurde innerhalb 20 min 1 1 Plasma infun- diert. Dabei wurde mit I-Iilfe eines Vena-Cava-Katheters der zentrale Venendruck alle 2 min gemessen. Der Zentralvenendruck blieb fast andauernd auf 12 cm Wasser; nut einmal stieg er auf 15 cm und die Patientin, die bisher tier komatSs war, wurde unruhig. Wghrend den folgenden 3 bis 4 rain wurde das Plasma etwas langsamer infundiert, wonach der zentrale Venendruck wieder auf ~2 cm zuriiekfiel und die Patientin ruhiger wurde. Unterdessen war (4. Periode) das Filtrat wesentlich ange- stiegen (55 ml/min). Das Blutvolumen lag ve t der massiven Transfusion etwa i/~ 1 fiber dem Sollvolumen. Die Patientin blieb bei guter Diurese in den folgenden 3

tTber die Wirkung yon Vasopressoren und Volumenzufuhr t07

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Abb. 4

Abb. 3. Pat. J. If, gleiche Patientin wie in Abb. 2, jedoch I0 Tage sp~ter, d. h, bei normalisiertem Ifreislauf. Vier Untersuchungsl0erioden unter Verwertung yon ILl~-iV[anschettenblutdruek (mml~g), Diurese (in ml/min), CInu~in = ImHinclearanee (ml/min), CH~H = freie Wasserelearanee (ml/min), Xa+-Zufilhr und-Ausseheidung (mEq/min), U/P osmol, U/P Inulin, l%a/K Urin. Auf 1,73 m ~ korrigiert. 1. Periods: Kontrolle. 2. Periods: ttypertensin 0,005 Gamma/kg/min. Deutlicher Blutdruekanstieg bei Sinken yon Diurese und Filtrat. Perioden clrei und vier: Wiederanstieg des Filtrates mit starker

Wasser- und Natriumdiurese nach Absetzen des Hypertensins

Abb. 4. Pat. Sch. Sehoek wegen Cholangitis. Vier Untersuehungsperioden under Verwertung yon RR- 3Ianschettenblutdruek (mmHg), Diurese (in ml/min), Cznu~in = Inulinelearance (rnl/min), C~2o = freie Wasserclearance (ml/min), Na+-Zufuhr und -Ausscheidung (mEq/min), U/P osmol, U/P Inulin, N a / K Vrin. Auf 1,73 m ~ korrigiert. 1. Periods: Ausgangssi~uation in zentralisiertem Schoek bei leieh~ erhShtem Blutvolumen (Cholangitis). 2. Periods: naeh wiederhergestellter peripherer Zirkulation, unter tIypertensin. 3. Periode: Kontrolle naeh Absetzen yon Hypertensin. 4. Periods: nach Transfusion yon 1,2 1 Plasma und ~Blut. ~Bezogen auf die Kon~rolle (Periods 3, s. Text) fOhrt alas tIypertensin nur zu einer geringen, die Volumenzufuhr abet zu einer starken Ver- gr613erung des Filtrates. Die Periods 4 zeigt auBerdem starke Natriurese mit entsprechend erniedrig- ter freier Wasserelearance, Abfall des U/P Inulin un4 Anstieg des N a / K Urin ( = Kom!oonente der

,,Druckdiurese")

108 G. WOLFF, J. P. Gmo~ und F. ENDE]aLIN:

Tagen bei einem Blutdruek yon 85/45 mmHg. In den weiteren 3 Tagen stieg der Blutdruek langsam and kontinuierlieh auf den Normwert yon 150/60 mmHg an.

In dieser Zeit sank das B l u t v o h m e n

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2 ,Y 4 6- 6' 7 Abb. 5. Pat. B. Schock bei Peritonitis, leichte Fly. povolgmie. F[inf Untersuchungsperioden unter Ver- wertung yon l%l%-Manschettenblutdruek (mmIIg), Diurese (in rnl/min), CXnuiin = Imflinclearance (ml/min), C~o = freie Wasserclearance (ml]min), Na+-Zufuhr und-Ausscheidung (mEq/min), U/P osmoI, V/P Inulin, Na/K Urin. Auf 1,73 m 2 korrigiert. 1. Periode: Kontrolle. 2. and 3. Periode; Blutdruckanstieg under Hyperten- sin 0,03 Gamma/kg]min mit Erniedrigung des Fil- trates und der Dim'ese. Verst&rkte Na+- und Wasserriickresorption. g. Periode: l~-ach Absetzen des I~ypertensin bleibt Filtrat erniedrigt bei wieder angestiegener Diurese. 5. Periode: Nach Transfusion starker Anstieg yon Diurese and Filtrat bei geringem Blutdruckanstieg

yon 4,9 auf 4,t 1 (Sollvolumen etwa 31/21) und d~s IIgmoglobin stieg ohne weitere Transfusion yon rund 1t ,5 auf ]3 g-~ Die Pat ient in ha t te sich erholt. Dureh Blutdruckerh6hung mit Hilfe eines Vasopressors war hier nur eine geringe Verbesserung des Fil trates gegenfiber der Kontrolle erzielt worden, wghrend eine massive Volumenvermehrung einen viel s t i r - keren Anstieg des Filtrates zur Folge hat te . Der Fall zeigt, dab unter Ken- trolls des zentralen Venendruekes gre- Be Transfusionen ohne Gefahr vorge- nommen werden kSnnen und dab in bes t immten Situationen das opti- mMeVolumen (Bedarfsvolumen welt fiber dem Sollvolumen liegen kann.

Fall 4. 3 B. (Abb. 5). Bei dem 60j~hrigen Pat ien ten bes tand ein ehroniseher Athylismus mi t sehwe- rer Lebereirrhose als ein rezidi- vierend blutendes, ins Lig. hepato- duodenale penetrierendes Uleus duodenireseziert wurde. Am 14. post- operativen Tag bes tand eine diffuse Peritonitis infolge Anastomosenin- suffizienz, mi t Blutdruekabfall auf 80 m m t t g systoliseh. In diesem Zustand wurde die Untersuchung durchgeffihrt. Die erste und vierte Periode diente zur Kontrolle, w ih - rend in der 2. und 3. Periode der Blutdruek mit Hypertensin angeho- ben wurde. Dabei sank das glomeru- l~ire Fi l t ra t um i/3 ab. Wghrend naeh Absetzen des Hypertensins (Periode 4) die Diurese sich sehnell erholte, blieb das Fi l t ra t a u f d e m er- niedrigten Wert. Ers t naeh Transfu- sion yon 750 ml Plasma und 600 ml Blur stiegen Diurese und Fil t rut fiber die Ausgangswerte. Die Blutvolu- menbest immung zeigte, dab das Blur - volumen vor der Transfusion gegen- fiber demSollvolumen um etwa 15% erniedrigt war. Bei dem hypovolgmi-

sehen Pat ienten war also unter dem Vasopressor eine starke Erniedrigung des Filtra- tes gemessen worden, wghrend die Volumenerh6hung Diurese wie Fi l t ra t verbesserte.

[Poer die Wirkung yon Vasopressoren und Volumenzufuhr i09

Resum~ der funktionellen Zusammenh~nge, welche zur Diskussion herangezogen werden

Der effektive Ffltrationsdruek entsteh~ als Druckdifferenz zwischen dem Inneren (pri~glomerul/irer arterieller Druck) und dem Jml3eren der glomerularen Capillare (Baumannscher Kapselraum). Da der onkotisehe Druek (osmotischer Druck der Serumeiweii]e) gegenfiber dem eiweig- armen Prim~rharn ebenfalls Flfissigkeit in der Capillare zurtiekhalt, muB auch er fiberwunden werden, wenn filtriert werden soll.

Die bekannte Beziehung laute~ also:

I PFi'~er = Pcapillar - - (PGI~ @ P~ ]

PF~ter = effektiver Fil~rationsdruek Pc~pm~r = Mitteldruck in der glomerul~reu C~pillare Po~k = onkotiseher Druck des Serums (= osmotisehe Druckdifferenz zwischen

Serum und Prim~rharn) Pmom. = Druck im Kapselraum des Glomerulus

Der onkotische Druck kann in diesem Zusammenhang nur unwesent- lich ver~ndert werden. Der Druck im Banmannsehen Kapselraum kann schwunken. Er s~eht mit dem Druck im Intersti t ium und in den peri~u- buI~ren Capillaren im Gleiehgewicht 15 und s~eig~ deshalb an, wenn eine Behinderung des Harnabflusses den in~rarenalen Parenehymdruek er- h6ht 7 oder wenn eine ~Tiderstandsabnahme fiber dem Vas efferens (z. B. unter dem Einflu~ yon Papaverin) einen Druckabfall fiber diesem Ge- fh~abschnitt verhindert 1~ Arterielle Drucksteigerungen fiihren an der Warmbltiterniere zu einer ErhShung des Str5mungswiderstandes 9. Diese autoregulative Widerstandszunahme wird als eine Antwort auf den t{eiz der erhShten Tangentialspannung der Gefal3w/~nde angesehen s. Da im autoregulativen Bereich (von etwa 80 bis 200 mmHg) sowohl die Dureh- blutung wie auch das g]omerulgre Filtrat konstant sind, muB geschlossen werden, dab auch der effektive Filtrationsdruck unveri~ndert bleibt. Die autoreguta~ive ~u ist deshalb pr~glomernl~r lokali- siert, d. h. am Vas afferens n (s. Abb. 6).

Bis hierher wurde die Durehblutung der gesamten Niere betraehtet. Doeh sehon die anatomisehe Untersuehung zeigt Untersehiede in der Strombahn der einzelnen Nierenzonen. Die peritubul/~ren Capillaren der Nierenrinde entstehen dureh Verzweigung der Vasa efferentia der glome- rul~ren Zone, w~hrend die langgestreckten Capfllaren des Nierenmarkes (Vasa recta) dureh Verzweigung der Vasa efferentia der marknahen Glomeruli (der juxtamedullgren Zone) entstehen. Beide Capillargebiege entspreehen einem in Serie gesehaltenen ,,zweiten Capillarnetz", d. h. sie werden y o n gleiehen und somit von gMeh viel Blur durehstr6mt wie das zugeh6rige ,,erste Capillarnetz", die Glomeruli.

t10 G. WOLSF, J. P. GIGON und F. ENDEI~LIN:

Wird die Durchblutung von Rinde und Mark getrennt untersueht, so erweist sich der Widerstand in der Strombahn des Nierenmarks als un- abhgngig vom arteriellen Druck, d. h. die Vasa afferentia der marknahen Rindenzone zeigen das Ph/~nomen der Autoregulation nicht und die DurehstrSmung des Nierenmarkes ist druekpassiv 12. Bei ErhShung des arteriellen Druekes steigt also die Durchblutung dos Nierenmarkes,

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Abb. 6, Sehematisehe Darstellung der Nierens trombahn und der in den e inzelnen Abschn i t t en herr- schenden Druckwerte. 1. Aorta und gr6gere Arterien: arterieller Blutdruek. 2. Vas afferens: autoregn- latives Widerstandsgef~il~ mi t pr~tcapill/irer Lokalisation. Druckabfall auf etwa 65 mmttg. 3. Glomeru- lmncapillare, geringer Druekabfall (erstes Cagillarnetz). 4. Vas efferens: Druekabfall auf etwa 20 tomtit . 5. Feritubuli~re Capillare: geringer Druekabfall (zweites Capillarnetz). Steht im Druekgleich- gewicht mit Inters t i t ium und damit mit dem Baumannschen Kapselraum, also dem ~uBeren der Glomeruluscapillare. Subtrahiert man yon der Druekdifferenz zwischen dem ~ul3eren und Inneren der Glomeruluscapillare den onkot ischen Druck (25 mmttg, feiner Strich im Schema), so resultiert der effektive Ffltrationsdruck (30 mmHg, dicker Strich im Schema). 6. Intra- und extrarenale Venenbahn

w/~hrend bei konstantem autoregulicrtem Filtrat die Rindendurch- blutung unverandert blcibt. Das Gleiehgewicht zwischen tubul/~rem Flug und DurchstrSmung der Vasa recta wird dutch DruckerhShung gestSrt; dcr mit ttilfe des Gegenstrommultiplikationsprinzips aufgebaute osmo- tisehe Gradient gegen die Papillenspitze zu wird ausgeschwemmt und die Riiekresorption im Sammelrohr cingeschr~nkt: Die schon yon GOLL 1~

Ober die Wirkung yon V~sopressoren und Vohmenzufuhr i l l

beobaehtete ,,Druekdinrese" kommt also dureh Verminderung der Rfiekresorption bei konstantem Filtrat zustande 5.

Unsere Befunde Die erw~hnten, tierexperimentell gewonnenen Vorstellungen lassen

sieh folgendermaBen auf die Messungen an unseren Patienten fibertragen : Finder die WiderstandserhShung vor allem im Vas afferens start, so sinkt der effektive Filtrationsdruck und mit ihm das Filtrat. Wird der Widerstand fiber dem Vas efferens erhSht, so steigt der effektive Filtra- tionsdruck, mit anderen Worten: Bei gegebenem Blutdruck entscheidet der Gesamtwiderstand in der Nierenstrombahn fiber 750 n~n~Hg den Blutflul3. Der Teil- widerstand im vas efferens beeinflul3t (bei gegebenen 7oo Eigensehaften der Glome- rulusmembran) die Fil trat- fraktion (s. Abb. 7.). ~-o

a) Die Wirkung yon Vasopressoren. Zweimal wurde die Wirkung yon 0 Hypertensin ohne voraus- gegangene Transfusion un- tersucht. Bei einem Fall fiel das Fil trat auf etwa die Hs (Patient B.), beim anderen stieg es auf etwa das Doppelte (Patient J.). Bei der Medikation yon Hy- pertensin naeh vorange-

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Abb. 7. Sehematisehe Darstellung des Zusammenhangs zwisehen intrarenaler WiderstandsverteJIung und effektivem Filtrationsdruek. N normale Verh/iltnisse, s. Abb. 6. A Erh6hung yon arteriellem Blutdruek und Widerstand im Vas afferens: kleiner effek~iver Filtragionsdruek. E Erh6hung voI1 arteriellem Blutdruck und Widerstand im Vas efferens: grol3er effektiver Filtrationsdruek. In den Situationea A und g besteh~ der gleiche Gesamt- widerstand, d. h. bei gleichem Blutdruck der g]eiche

Blutflug

gangener Transfusion war keine signifikante Veranderung des Filtrates zu beobaehten. Viermal wurde das Absetzen der Hypertensinmedikation verfolgt. Der Blutdruek sank dabei nieht auf kritisehe Werte. Zweimal blieb das Fil trat praktiseh unver/~ndert (Patient Seh., Pat ient N. ), einmal fiel es fast auf die I-I/~lfte ab (Patient J. ) und einmal blieb es auf dem dureh t typertensin erniedrigten ~u (Patient B. ). Wit sehlieBen daraus, dal3 unter t typertensin einerseits der Widerstand fiber dem Vas efferens geringgradig ansteigen kann, so dab die Blutdruek- erh6hung tatsgehlieh einen hSheren effektiven Filtrationsdruek zur Folge hat, dab abet andererseits unter I-Iypertensin eine Widerstands- erhShung vor allem fiber dem Vas afferens auftreten kann, so dag der effektive Filtrationsdruek trotz Erh6hung des Blutdruekes sinkt. Diese Vasoconstriction am Vas afferens kann fiberdauern; in unserem Fall

112 G. WOLFF, J. P. GIGON und F. ENDEEL1N:

wurde sie erst dureh Transfusion behoben. Die unterschiedliche Reak- tion auf Hypertensin ist interessant, weil beim gesunden Mensehen uni- form die WiderstandserhShung im Vas afferens diejenige im Vas efferens fiberwiegt 2. BocK hat die dureh tIypertensin hervorgerufene Ver/~nde- rung dieser Widerstandsverteilung am gesunden Menschen naeh den Formeln yon G o ~ z G berechnet. Er besehrieb Zunahme der Teilwider- st~nde fiber dem Vas afferens und efferens, ]edoeh sehien unter fort- gesetzter Hypertensininfusion der Widerstand im Vas afferens naeh einiger Zeit zurfiekzugehen, so da]] die Inulin-Clearance sich fast normali- sierte, w/~hrend die PAH-Clearanee stark erniedrigt blieb. Die yon Go~]~z angegebenen Bedingungen, innerhalb deren Grenzen die Teilwiderst~nde mit einigen Vorbehalten bereehnet werden kSnnen, waren bei ups nie gegeben; jeder Versueh, mit unseren Zahlen Widerst~nde zu bereehnen, ist unangebraeht.

b) Volumenzu]uhr. Dreimal haben wir dutch Transfusion den Blut- druek gehoben (Patient Seh., Pat ient B., Patient N.). Die Patienten waren jewefls sehon vorher nieht anuriseh. In den drei F~llen stieg das Fil trat unter Transfusion an, weshalb wir sehlieBen, dab der Gesamt- widerstand wie der Teilwiderstand fiber dem vas afferens mindestens nieht wesentlieh grSBer wurden. Da bei erhShtem Blutvolumen dureh die Regulation fiber die Spannung der Vorhofreeeptoren der Sympathi- eustonus abnimmt, mag dureh VolumenerhShung der Widerstand fiber dem Vas afferens sogar abnehmen.

o) PAH-Clearance. Die unvollst~ndige PAH-Ext rak t ion bei kleinem Filtrat 1 ist verst~ndlieh, seit DEETJEI73 gezeigt hat, dab F A g keine Tm- Substanz ist, sondern yore Tubulusepithel sezerniert wird his zu einer konstanten maximalen Konzentrationsdifferenz zwischeu Serum und intratubul~rer Flfissigkeit. Es muB angenommen werden, dab die be- grenzende PAH-Konzentrat ion im Tubuluslumen schnell erreicht wird, wenn infolge niedrigen Filtrates der tubul~re FluB langsam ist.

Mit einer kaum signifikanten Ausnahme (Patient Seh. : Periode zwei bis drei) vers sieh in unseren Untersuehungen die PAH- Clearance gleiehsinnig zur Inulin-Clearance (s. Tabelle).

So]lte die Ver~nderung der PAH-Clearanee bei ein und demselben Patienten innerh~lb kurzer Zeit doch mit Ver/~nderungen der Durehblutung korre]iert sein, so miiBte man annehmen, dab mindestens in einem Fall (Patient J. : Periode drei bis vier) I-Iyloertensin durch relative Erh6hung des Teilwiderstandes iiber dem V~s efferens die Ffltratfraktion verbessert: steigt doeh unter Hypertensin die PAl-I- Clearance nut um etw~ 19~ die Inulin-Clearance aber um 95~

d) Druolcdiurese. Eine reine ,Druekdiurese" (Erniedrigung der Rfiek- resorption bei konstantem Filtrat) haben wir nicht gesehen. Immerhin war in den F~llen (Patient J. und Patient Seh.), in denen die Druek-

Uber die Wirkung yon Vasopressoren und Volumenzufuhr l i 3

erhShung eine FiltratserhShung zur Folge hatte, aueh die t~fickresorp- tion eingesehrgnkt (erniedrigte U/PInulin und U/Posmol).

Die Untersuehungen bestgtigen den dutch Beobaehtung der Diurese gewonnenen klinisehen Eindruek, dab Hypertensin die Filtration bald hindert und bald fSrdert. Die Untersehiede in der Reaktionslage k6nnten sowohl organiseher als aueh fnnktioneller Natur sein. Wir haben einen Patienten (Patient J. I I ) kurze Zeit naeh Genesung ein zweites Mal unter- sueht. Wghrend das erste Mal das Filtrat unter t Iypertensin anstieg,

Tabelle

Pat. Sch.

Pat. J. I

Periode C~nn Cpa~ ml/mfi~, ml/min.

t 6,4 24 2 30 135 3 26 143 4 41 380

1 43 95 2 21 8] 3 21 114 4 42 136

Pat. J. II 1 48 152 2 35 103 3 65 214 4 53 226

sank es jetzt ab. Die Beobachtu~g spricht gegen einen organisch fixierten Grund ffir die verschiedene Reaktionslage. Hinweise fiber die Natur dieses funktionellen Unterschiedes k6nnen wir unseren Untersuchungen nicht entnehmen.

I)iskussion Die positiv inotrope Wirkung tier Vasopressoren steigert das Herz-

Minuten-Volumen. ~ b e r die fi-Receptoren ftihren die Vasopressoren zu eoronarer Dilatation ~. Wenn zudem ein ungenfigender Druek im Aorten- windkessel Ursache einer ungentigenden coronaren Durchblutung ist, mag der nnter Vasopressoren erhShte Aortendruek dureh Verbesserung der eoronaren Zh'kulation das tIerz-Minuten-Volumen soweit zu beein- flussen, dab trotz erhShten Widerstandes in der Nierenstrombahn die Dnrchblutung dieses Organes ansteigt. Ob die erhShte Durehblutung eine erh6hte Filtration zur Folge hat, hi~ngt yon der intrarenalen Wider- standsverteilung ab. Gemessen am Zweek der Druekerh6hung, n/~mfieh an der Verbesserung der glomerulgren Filtration, ist die Wirkung von

114 G. WOL~, J. P. Gmo~ und F. ENDERLIN:

tIypertensin am Meht hypotonen Patienten bei leieht gest6rter Nieren- funktion dutch vorangegangenen Blutdruekabfall nieht einheitlieh. Der Fall B. best/~tigt die Vorstellung, dab bei konstringierter Peripherie im Sehoek Vasopressoren nut eine weitere Versts der peripheren Constriction zur Folge haben. Dagegen seheint bemerkenswert, dab naeh ErhShung des zirkulierenden Volumens hie eine Erniedrigung des Filtrates gemessen wurde.

Der Sehoekzustand, der z .B. dureh Blutdruekabfall hervorgerufen wird, geht mit einer ErhShung des StrSmungswiderstandes im ganzen Organismus einher. Der Entstehungsmeehanismus der Widerstands- zunahme ist in den versehiedenen Organen nieht derselbe 16, und aueh die l~eaktion auf Vasopressoren ist untersehiedlieh. Aus Untersuehungen an der Niere kann deshalb nieht auf die Wirkung yon Vasopressoren an anderen Organen oder am ganzen Organismus gesehlossen werden.

Wir ziehen fiir unser Verhalten am Krankenbet t folgende Konse- quenz: Soll die infolge durehgemaehter Hypotonie gestSrte Nierenfunk- tion auf dem Wege der Blutdrueksteigerung verbessert werden, so er- hShen wit selbst bei naehgewiesen normovols Patienten zun/~ehst das zirkulierende Volumen. Wir applizieren nut Vasopressoren, wenn daffir eine kardiale Indikation auftritt, wie ErhShung des zentralen Venendruekes fiber 15 em ~ Wasser als Ausdruek des erhShten end- diastolisehen Fiillungsdruekes des reehten Ventrikels, also Reehtsherz- insuffizienz oder dureh i)berdruekbeatmung nieht behebbare Flfissig- keitslunge oder sogar Lungen6dem, also Linksherzinsuffizienz. Mit Bangen verfolgen wit dann den. Verlauf, denn wir kSnnen nieht voraus- sehen, ob unter der gewghlten ,,T_herapie" das Filtrat steigt oder sinkt.

Zusammenfassung

Es wird an Patienten mit eingesehr/~nkter Nierenfunktion infolge Blutdruekabfall der EinfluB yon Volumenzufuhr und Vasopressoren auf Blutdruck, Diurese, Inulinclearenee, freie Wasserclearenee, Elektrolyt- ausscheidung und Konzentrationsf~higkeit am Beispiel des Hyper- tensins untersucht. Die zur funktionellen Deutung der Beobaehtungen notwendigen tierexperimentellen .Befunde werden zitiert. Ein Konzept zur Anwendung yon Vasopressoren und Volumenzufuhr zur Beeinfluss- ung der Nierenflmktion wird vorgeschlagen.

Literatur 1 BEI~GSTRSM, J., H. BUCItT, B. I-IOSEPHSON, I-I. SUlgDELL, and L. WER~:5: The

renal extraction of para~amino-hippurate in normal persons and in patients with diseased kidneys. Scand. J. din. Lab. Invest. 4, 361 (t959).

2 BOCK, K. D., H. DENGLER, H. J. KRECKE und R. REICIIEL: Untersuchungen fiber die Wirkung yon synthetisehem Hypertensin I I auf E]ektrolythaushalt, Nierenfunktion und Kreislauf beim Henschen. Klin. Wschr. 36, 808 (1958).

l~ber die Wirkung yon Vasopressoren und Volumenzufuhr i 15

a DEETJE~, P., und H. SO~N~WBEgG; Das Tm~,~ als Folge begrenzter Lumen- konzentration und HOhe der Harnstromst~rke im proximalen Konvolut. 47. Vortrag d. Frfihjahrstagung (30. 4. bis 2.5.64) in Bad lgauheim, Deutsche Physiologische Gesellschaft.

4 DOUTttEIL, U., ]-I. G. TEN BRIJGGENC• und K. KRA25Elr Coronarvasomotorik nnter L-Noradrenaiin und Isopropylnoradrenalin nach Blockierung der ach'e- nergischen fl-Receptoren durch Nethalide. Pfliig. Arch. ges. Physiol. 281, 181 (t964).

GOLL, F. : l~ber die Abhangigkeit der Wasserabsonderung yon dem Aortendruck. Z. rat. Med. N. F. IV 86, (t854).

G G6~Ez, D. M. : Evaluation of renal resistances, with special reference to changes in essential hypertension. J. clin. Invest. 1951, 1143.

7 GOT~SC~AL~:, C. K., and M. ~ L L E : Micropuncture study of pressures in proximal tubules and peritubular capillaries of the rat kidney and their relation to ureteral and renal venous pressures. Amer. J. Physiol. 185, 430 (1956).

s ItE~NE, G., u. K. T~vnAu: Die 2r der Niere bei Steigerung des intrarenalen Gewebsdruckes. Pfliig. Arch. ges. Physiol. 278, 46 (1963).

90CKWADT, ]3.: Zur Selbststeuerung des Nierenkreislaufes. Pflfig. Arch. ges. Physiol. 262, 207 (1956).

lo Tscv~Au, K., tI. Wmz und E. WOBER: Mikropunktionsuntersuchungen fiber das Verhalten der intrarenalen Drucke bei J~nderungen des arteriellen Druk- kes. Pflfig. Arch. ges. Physiol. 274, 64 (1961).

n __, u. E. WOBE~: Zur Lokalisation der autoregulativen Widerstands~nderungen in der Niere. Pfiiig. Arch. ges. Physiol. 274, 553 (t962).

1~ __ Nierenmarkdurchblutung Nierensymposium GSttingen t 959, S. 121. Stuttgart: Tlfieme 1960.

1 3 _ p. DEETJEl~ und K. KRAMEI~: Kgmodynamik des Nierenmarkes (II. Mit- teilung). Wechselbeziehung zwischen vasculgrem und tubuliirem Gegen- stromsystem bei arteriellen Drucksteigerungen, Wasserdiurese und osmoti- seher Diurese. Pfliig. Arch. ges. Physiol. 270, 270 (1960).

!~ __ __ Die Diurese bei arteriellen Drueksteigerungen. Bedeutung der It~modyna- mik des Nierenmarkes ffir die Harnkonzentrierung. Pflfig. Arch. ges. Physiol. 274, 567 (1962).

15 Wmz, H. : Druckmessungen in Capillaren und Tubuli der Niere durch Mikro- punktion. Helv. physiol, pharmaeol. Aeta 13, 42 (i955).

~6 WOLFF, G., W. NAGEL, G. WEIOItERT, U. DRXGEIr R. SCttNgAGEIr und K. TtIURAU : Die Verminderung des Glomerulumfiltrates naeh h~morrhagischer Hypoten- sion in Abh~ngigkeit yore Reningehalt der Niere. Pfi/ig. Arch. ges. Physiol. 281, 95 (1964).

Dr. G. WoLf's', Chirurgische Universitatsklinik, Bfirgerspital

Basel/Schweiz